공차(Tolerance)

제품의 치수를 표기하는 방법은 다음과 같이 분류된다.

 

1. 치수분류

  1) 실치수(actual size)

    부품의 어떤 부분에 대하여 실제로 측정한 치수

  2) 최대허용치수(maximum limit of size)

    실치수에 대한 최대허용치수

  3) 최소허용치수(minimum limit of size)

    실치수에 대한 최소허용치수

  4) 치수공차(tolerance)

    최대허용치수와 최소허용치수의 차, 위치수 허용차와 아래치수 허용차의 차로서 단순히 공차라고도 한다.

  5) 기준치수(basic size)

    허용한계치수의 기준이 되는 치수로서 도면에서는 축, 구멍 등의 호칭치수와 같다.

  6) 위치수 허용차(upper deviation)

    최대허용치수에서 기준치수를 뺀 값

    구멍의 경우 : ES로 표기, 축의 경우 : es로 표기

  7) 아래치수 허용차(lower deviation)

    최소허용치수에서 기준치수를 뺀 값

    구멍의 경우 : EI로 표기, 축의 경우 : ei로 표기

 

2. IT 기본공차의 정밀도

  공작물을 동일 오차로 가공하여도 치수가 커지면 가공오차도 커지므로 치수 변화에 따라 가공물의 공차도 변경하여야 한다. ISO 규격에 제품의 정밀도에 따라 IT 기본공차(ISO tolerance)를 20등급으로 구분하고, 숫자가 클수록 공차도 크게 한다. 그리고 KS B 0401에 의하면 0[mm] 초과 500[mm] 이하인 범위의 치수는 IT01, IT0, IT1, ···, IT18로서 20등급으로 분류한다.

 

3. 치수 및 공차 표기법

 

1) 숫자로 기입하는 방법

  일반공차의 표기법은 기준치수 또는 호칭치수를 쓰고, 치수의 오른쪽 위에 위첨자로 위치수 허용차를 표기하고, 오른쪽 아래에 아래첨자로 아래치수 허용차를 기입한다.

  표기 예;

2) 기호로 표기하는 방법

  기호에 의한 표기법은 기준치수에 대한 공차의 위치와 공차등급을 표기한다. 공차의 표기 위치는 영문자로 하며 구멍의 경우 대문자로 표기하고, 축의 경우 소문자로 나타낸다. 품질의 공차 등급은 숫자 01, 0, 1, 2, 3, ···18의 20등급으로 표시한다.

  표기 예; 20H7, 50G9, 30h7, 40s6

 

4. 틈새와 죔새

    틈새(clearance)는 구멍이 크고 축이 작아서 헐거운 끼워 맞춤일 때 그 치수차를 말한다.  또한, 죔새는 구멍이 축보다 작아서 억지 끼워맞춤일 때의 치수차이다.

 

    끼워맞춤의 종류

      (a) 헐거운 끼워 맞춤(clearance fit)

      항상 틈새가 있는 끼워맞춤으로서 구멍의 최소치수가 축의 최대치수보다 크다.

      (b) 억지 끼워 맞춤(interference fit)

      항상 죔새가 있는 끼워맞춤으로서 축의 최소치수가 구멍의 최대치수보다 크다.

      (c) 중간 끼워 맞춤(slide fit)

      틈새, 또는 죔새가 생기기도 하는 끼워맞춤을 말한다.

 

5. 기하공차(Geometrical tolerance)

  기계 부품에 요구되는 정밀도, 성능, 품질 및 경제성에 대한 중요성이 강조되고 있으며, 설계자의 의도를 도면에 정확히 표현해야 한다.

  기계 부품의 형체로 구성되며, 이들 형체는 도면에서 정밀도의 대상이 되는 점, 직선, 곡선, 면, 또는 중심 면 등으로 이루어져 있고, 도면의 형체에 대한 정밀도 중에서 공차에 관련되는 것은 크기, 형상, 자세, 위치의 4개 요소가 있다. 이들 4개 요소의 정확한 규정이 없으면 도면은 불완전하며, 4개 요소의 역할을 완전히 파악하여 도면에 표시하려면 치수공차와 기하 공차로 표시하여야 한다.

  형체는 일반적으로 정확히 결정된 기하학적 기준의 데이텀(Datum)을 나타내는 점, 직선, 곡선, 평면, 중심 평면 등으로부터 공차가 존재한다. 이와 같은 공차에는 형상공차, 자세공차, 흔들림 공차 등이 있고, 이들을 총칭하여 기하공차라 한다. 기하공차의 값을 결정하기 위해서 데이텀에 관련하지 않고 결정되는 형체를 단독형체라고 하고, 데이텀에 관련하여 기하공차가 결정되는 형체를 관련형체라 한다.

  기하공차의 표시방법 및 허용값은 KS B 0608과 KS B 0425의 기하편차(Geometric deviation)의 정의 및 표시에 규정되어 있다.