♬ 동 양 정 밀 ♬

치수 공차의 폭이 대략 0.1mm 이상인 경우는 기준 치수에 +/-공차값이 균등하거나, 어느 한쪽만을(+ or -) 사용하는 경우가 많습니다.

그러나 공차가 100분대 (0.01 ~ 0.09mm)와 1,000분대 (0.001 ~ 0.009mm)로 상당히 정확도가 높은 경우에는 공차를 어떻게 결정 표기하면 좋을까요?

이렇게 보다 정확한 치수 공차가 필요한 경우에 공차기호를 사용할 수 있습니다.

이 공차기호는 구멍과 축의 치수공차기호로 표기합니다.

공차기호에 따라 치수공차가 표준화되면 절삭 공구와 재료, 게이지 등을 세계적으로 표준화를 할 수 있기 때문이다.

공차기호는 다음과 같은 원통형 축과 원통형 구멍 이외에 홈 폭이나 기둥 폭에도 사용할 수 있습니다 (그림 1).

그림 1 공차기호를 사용할 수 있는 원통 축, 원통 구멍, 홈 폭이나 기둥 폭

공차기호의 의미

공차기호는 기준치수(공칭 치수라고도 한다)뒤에 알파벳과 숫자의 조합으로 표현합니다.

구멍 (또는 홈폭)에 공차기호를 지시하는 경우, 대문자 사용합니다.(그림 2).

그림 2 대문자를 사용한 구멍의 직경공차기호

축경(또는 모서리 폭)에 공차기호를 지시하는 경우, 소문자를 사용합니다.(그림 3).

그림 3 소문자를 사용한 축의 직경공차기호

그럼 공차기호의 의미에 대해서 알아보겠습니다.

알파벳의 의미

알파벳은 수치로 나타낸 기준치수의 편차입니다.

아래의 그림 4에서 구멍에 "H"가 지시되는 경우 기준치수에서 +쪽에 공차가 존재하며, "K"가 지시되는 경우 기준 치수에서 -쪽에 공차가 존재하는 것을 알 수 있습니다.

구멍과 축에서 숫자는 같지만, +/-가 반대인 특징이 있습니다.

그림 4 수치로 나타낸 기준치수의 편차를 나타내는 알파벳 기호의 의미

수치의 의미

알파벳 뒤에 오는 숫자는 공차의 폭을 나타냅니다. 이 수치는 IT 공차등급표에 의해 결정되는 것으로, 수치가 클수록 공차의 폭이 커지는 경향이 있습니다. IT 공차 등급은 ISO가 규정하는 세계적으로 사용되는 공차등급으로 IT는 International Tolerance의 약자입니다.

그림 5는 IT 공차등급표입니다.

가로축에있는 IT 공차 등급의 값이 커지면 하단에 표시된 수치가 커지는 것이 보입니다.

그리고 랭크 A ~ D의 수치의 단위는 μm (마이크로 미터)입니다.

정확한 공차를 설정하는 경우, 어느 정도의 공차폭이 경제적인지, 가공이 어려워지는지 등 기준이 없다면, 설계가 어려워집니다. 이러한 경우에도 IT 공차등급표를 참조 할 수 있습니다.

그림 5 IT 공차등급표

구멍의 공차 표 읽는 법

그림 6은 구멍의 공차를 나타낸 표 일부입니다.

구멍의 경우, Js가 기준치수에 대한 공차가 +/-값이 균등한 반면, 알파벳 A로 갈수록 공차영역이 +쪽으로 치우치는 것이 보입니다.

마찬가지로 아래 표에서는 생략하고 있지만, Js에서 Z로 갈수록 공차영역은 -쪽으로 치우치게 됩니다.

그림 6 구멍의 공차 테이블의 일부

그러면 구멍의 공차 표를 해석하는 방법을 확인해 보겠습니다.

예를 들어, "φ10H7"로 도면에 기재되어있는 경우 어느 정도의 공차가 될지요?

위의 표 (그림 6) 빨간 테두리 부분을 확인하면 치수 공차는 "0 ~ + 15μm '임을 알 수 있습니다.

이것을 mm 단위로 고쳐 치수를 표기하면 다음과 같습니다 (그림 7).

그림 7 구멍의 공차 표를 사용하여 공차치수를 기입한 예

축의 공차 클래스 표 읽는 법

그림 8은 축의 공차 테이블의 일부입니다.

축의 경우 js가 기준치수에 대한 공차가 +/- 균등하게 할당된 반면, 알파벳 a에 가까운수록 공차 영역이 -쪽으로 치우친 것이 보입니다.

마찬가지로 아래 표에서는 보이지 않지만 js에서 z쪽으로 갈수록 공차 영역은 +쪽에 치우치게 됩니다.

그림 8 축의 공차 테이블의 일부

그러면 축의 공차 표를 해석하는 방법을 확인해 보겠습니다.

예를 들어, "φ10h7"로 도면에 기재되어있는 경우 어느 정도의 공차가 될지요?

위의 표 빨간 테두리 부분을 확인하면 치수공차는 "0 ~ -15μm '임을 알 수 있습니다. 

이것을 mm 단위로 고쳐 치수를 표기하면 다음과  같습니다 (그림 9).

그림 9 축의 공차 표를 사용하여 공차치수를 기입한  예

여기에서 구멍의 공차기호 "H7"과 축의 공차기호 "h7 '을 비교해 보면 숫자는 같고, +와 -가 바뀌어있는 것을 알 수 있습니다. 즉, 구멍과 축이 +/-가 반대인 것을 유의하세요.

공차기호를 사용한 끼워맞춤에는 다음의 3 종류가 있습니다.

· 헐거운 끼워맞춤 (그림 10)

· 억지 끼워맞춤 (그림 11)

· 중간 끼워맞춤 (그림 12)

위의 관계는 기준치수의 편차그래프를 보면 이해에 도움이 됩니다.

그림 10 헐거운 끼워맞춤

헐거운 끼워맞춤은 구멍과 축을 조립했을 때 두 맞춤 부에 항상 틈새가있는 경우가 됩니다.

그림 11 억지 끼워 맞춤

억지 끼워맞춤은 구멍과 축을 조립했을 때 두 맞춤 부에 항상 죔새가 생기는 경우입니다.

그림 12 중간 끼워맞춤

중간 끼워맞춤은 구멍과 축을 조립했을 때 두 끼워 맞춤 부에 틈새 또는 죔새가 있는 경우입니다.

제도의 규칙은 아래 그림 (그림 13)의 좌측에 나타낸 바와 같이, 기준 치수에 공차기호를 넣으면 됩니다.

그러나 아래 그림 (그림 13)의 오른쪽에 같이 공차기호와 공차값을 같이 명기하면 가공 및 검사에 대해 친절한 도면이 되겠죠.

그림 13 기준 치수에 공차기호와 공차값을 명기 한 예

공차기호는 세계 공통입니다.

위치결정 등 설계 의도를 제대로 표현하기 위해 끼워맞춤의 관계를 올바르게 선택해야 합니다.

다음은 치수 공차를 사용할 때 고려해야 하는 면고르기 기호의 의미와 사용법을 확인해 보겠습니다.