■ 왜 기하공차 방식으로 설계를 전환해야 하는가?

+/- 공차 방식은 여전히 ​​산업체의 많은 도면에서 사용되고 있다. +/- 공차방식은 구멍, 핀, 돌출부(탭-tap), 슬롯 등의 사이즈 형체를 정의하는 데는 효과적이나 이러한 사이즈 형체의 위치나 자세의 지정은 제대로 수행 할 수가 없는 단점이 있다. 이러한 +/- 치수공차 방식의 단점을 해결하기 위해서 사이즈 형체 및 표면의 위치 및 자세를 지정하는 부분에는 기하공차(GD&T)를 사용해야 한다.

가) +/- 공차 방식

+/- 공차(플러스 마이너스 공차)는 한계 치수 값과 관련된 치수이다.

그동안 플러스 마이너스 공차 지시가 산업 전반에서 기하공차(GD&T) 적용없이 직교 좌표 공차 지시를 설명하는 데 사용되어 왔다..

              [  +/- 공차 방식을 적용한 부품 도면 예 ]

  [ 기하공차(GD&T) 를 적용한 부품 도면 예 ]

나) +/-  공차 지시 방법은 불완전 하다.

+/- 공차 지시 방법은 설계자, 가공자 또는 검사자가 모두 같은 위치(장소)에서 근무하고 있는 경우에 도면 의도를 설명하기 위해 토론을 쉽게 할 수 있었던 시기에 회사에서 널리 사용되었다.

이제 많은 기업들의 글로벌화로 부품이 설계되었던 동일한 건물에서 더 이상 부품이 생산되지 않는 경우가 대부분이다.

이제 부품은 다른 도시에 있는 공장에서 제조되거나 다른 국가에 있는 다른 회사에서 생산되어 구입되는 경우가 더 많아지게 되었다.

이로 인해 몇 가지 문제가 발생한다.

1)  설계자는 더 이상 설계 도면의 의도를 제조 그룹 및 검사 부서에 직접 설명할 수 없게 되어서, +/- 공차 지시 방법의 단점이 더욱 분명해졌다.

2)  +/- 공차 지시 방법은 부품 정의를 지나치게 단순화한 것이며 실제로는 비용을 증가시킬 수 있다.

그러한 단점으로 인해 +/- 공차 지시 방법의 사용은 업계에서 점점 줄어들고 있다. 그러나 +/- 공차가 완전히 구식은 아니다. 부품 도면에 몇 가지 적절한 적용은 있다.

+/- 공차 지시 방법은 부품 검사 방법에 대한 몇 가지 중요한 정보가 빠져 있다. 이는 또한 비용이 증가하고 안전 또는 기능 문제를 유발시키게 된다..

+/- 공차방식의 치수 지시 방법에서 주요한 6가지 단점은 다음과 같다.

1) 기준 설정 순서의 정의가 빠져있다.

2) 측정 원점의 표시가 없다.

3) 치수 공차 영역이 정사각형 또는 직사각형 모양이다.

4) 공차의 누적이 발생한다.

5) 고정된 공차 영역을 가지고 있다.

6) 정확한 치수의 시작점이 정의되지 않고 있다.

■ 따라서 +/- 공차방식으로 부여된 치수를 지정하여 부품 표면 또는 사이즈 형체의 자세나 위치를 지정하는 것은 피해야 한다. 

■ 표면 및 사이즈 형체의 위치를 지정하는 가장 선호되는 방법은 기하 공차 공차(GD&T)의 적용이다.

■ +/- 공차 방식의 치수를 사용하여 사이즈 형체 및 표면의 위치 또는 자세를 지정하는 경우 부품의 제조 및 검사 중에 몇 가지 가정을 해야 한다. 부품 제조 비용이 더 높아지고 부품 수용에 대한 분쟁이 발생하며 부품 기능이 위험할 수 있다.

■ 따라서 +/- 치수 공차의 사용은 사이즈 형체의 사이즈 치수 및 기능과 관계없는 치수로 제한하는 것이 좋다.

■ 기하공차 관련 대표적인 최신 표준은 ASME Y14.5_2018, ISO 1101_2017이 있다.

다) 기하공차(GD&T)를 사용해야 하는 이유

기계공학과, 고정밀계측기술센터

이 종 대 교수 

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