기초 #13 통제목표 : 목표로 하는 기하학적 상태

기하공차 종류를 나타내는 심볼은 목표로 하는 기하학적 상태를 구체적이고 직관적으로 표현한다.

 

심볼 모양만으로도 직선을 목표로 할 것인지 평면을 목표로 할 것인지 수직을 목표로 할 것인지 평행을 목표로 할 것인지 쉽게 알 수 있다. 진직공차 심볼은 직선을, 평면공차 심볼은 평면을, 진원공차 심볼은 원을, 원통공차 심볼은 원통을 나타내며, 각각의 모양공차가 추구하는 완벽한 기하학적 상태를 시각적으로 보여준다. 자세공차인 경사공차, 수직공차, 평행공차의 심볼들도 마찬가지로 기준에 대한 특정 각도 관계를 직관적으로 표현한다. 흔들림공차, 윤곽공차, 위치공차 역시 마찬가지다.

 

공차종류를 나타내는 심볼은 12종류가 있다. 이는 2018 표준에서 사용할 수 있는 심볼이며, 이전에는 대칭공차와 동축공차를 포함하여 14종류를 사용할 수 있었다. 하지만 대칭공차와 동축공차는 위치공차로 대체해도 동일한 목적을 달성할 수 있어 특별한 경우가 아닌 한 설명하지 않는다. 심볼은 심볼마다 작성규칙과 해석방법이 있으며, 이는 각 심볼을 설명할 때 자세하게 설명한다.

모든 기하공차는 실제 형상이 수학적으로 완벽한 상태에 가깝도록 통제한다는 공통된 목표가 있다. 각각의 기하공차는 해당 기하공차가 목표로 하는 이상적인 기하학적 상태에 가깝도록 실제 형상을 통제한다. 예를 들어 진직공차는 서피스의 선 성분이 수학적으로 완벽한 직선에 가깝도록 통제하고, 평행공차는 선이나 면이 기준에 대해 수학적으로 완벽한 평행에 가깝도록 통제한다. 이러한 완벽한 기하학적 상태에 얼마나 가까워야 하는지는 공차값으로 정의하며, 이를 통해 제조 현실과 설계 의도 사이의 균형을 맞춘다.

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모양공차

 

모양공차는 피쳐 자체의 모양을 통제한다. 진직공차는 수학적으로 완벽한 직선에 가깝도록 통제하고, 평면공차는 수학적으로 완벽한 평면에 가깝도록 통제한다. 진원공차는 수학적으로 완벽한 원에 가깝도록 통제하며, 원통공차는 수학적으로 완벽한 원통에 가깝도록 통제한다.

자세공차

 

자세공차는 어떤 기준에 대한 자세를 통제한다. 경사공차는 어떤 기준에 대해 수학적으로 완벽한 특정 자세에 가깝도록 통제하고, 수직공차는 어떤 기준에 대해 수학적으로 완벽한 수직에 가깝도록 통제하며, 평행공차는 어떤 기준에 대해 수학적으로 완벽한 평행에 가깝도록 통제한다.

위치공차

 

위치공차는 어떤 기준에 대한 위치를 통제한다. 구체적으로 위치공차는 어떤 기준에 대해 수학적으로 완벽한 특정 위치에 가깝도록 통제한다.

윤곽공차

 

윤곽공차는 단순한 형상부터 복잡한 형상까지 다양한 모든 형상을 통제할 수 있다. 선윤곽공차는 수학적으로 완벽한 윤곽선에 가깝도록 통제하며, 기준이 있다면 그 기준에 대해 완벽한 윤곽선에 가깝도록 통제한다. 면윤곽공차는 수학적으로 완벽한 윤곽면에 가깝도록 통제하며, 선윤곽공차와 마찬가지로 기준이 있다면 그 기준에 대해 완벽한 윤곽면에 가깝도록 통제한다.

흔들림공차

 

흔들림공차는 특정축을 중심으로 하여 피쳐의 모양을 통제한다. 특정축을 중심으로 하기 때문에 원이나 원통과 같이 원형성분을 통제하게 된다. 원주흔들림공차는 특정축을 중심으로 완벽한 원에 가깝도록 통제하며, 전체흔들림공차는 특정축을 중심으로 완벽한 원통에 가깝도록 통제한다.

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마무리

이처럼 각각의 기하공차는 고유한 통제 목표를 가지고 있다. 어떤 기하공차를 선택할지는 통제하려는 기하학적 속성과 피쳐의 특성에 따라 결정된다. 모양만 통제하려면 모양공차를, 기준에 대한 자세를 통제하려면 자세공차를, 기준에 대한 위치를 통제하려면 위치공차를 사용한다. 복잡한 형상이나 다양한 속성을 동시에 통제해야 한다면 윤곽공차를, 회전축이 있는 피쳐라면 흔들림공차를 활용할 수 있다.

 

다만 특정 상태를 통제하는 방법은 하나로 제한되지 않는다. 여러 가지 방법 중에서 상황에 가장 적절한 방법을 선택할 수 있다. 예를 들면, 진직편차는 진직공차뿐 아니라 선윤곽공차로도 통제할 수 있다. 자세를 통제할 때도 자세공차를 사용할 수도 있지만 윤곽공차로도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

 

그러나 각 심볼은 특정 상태를 목표로 한다는 의미를 직관적으로 전달하도록 설계되어싿. 따라서 심볼만 보고도 통제하고자 하는 특성을 쉽게 파악할 수 있다. 평행편차를 통제하기 위해 경사공차를 사용하여 규제할 수도 있지만, 평행공차를 사용하면 해당 피쳐가 평행으로 통제됨을 직관적으로 인식할 수 있다.

 

도면작성자는 사용자가 도면을 빠르고 정확하게 이해할 수 있도록 도면을 작성해야 한다. 따라서 공차종류를 나타내는 심볼을 선택할 때는 사용자의 이해도를 고려하는 것이 바람직하다.