FCF 배치로 결정되는 규제 대상 — 서피스 피쳐 vs 사이즈 피쳐

앞서 서피스 피쳐와 사이즈 피쳐의 차이를 설명했다. 이제 FCF가 서피스 피쳐를 통제하는지 사이즈 피쳐를 통제하는지 구별하는 것이 중요함을 이해할 수 있게 되었다. 서피스 피쳐를 통제하는지 사이즈 피쳐를 통제하는지 도면에 FCF를 어떻게 나타내는지 살펴보자.

서피스 피쳐를 통제하는 FCF의 배치

먼저 서피스 피쳐를 통제하는 FCF부터 시작한다. 서피스 피쳐를 통제할 때는 서피스 피쳐의 표면요소를 통제한다.

① 지시선의 화살표가 외형선을 지시하는 경우
지시선의 화살표가 부품의 외형선를 지시하고 있다. 이 경우 화살표가 가리키는 그 면 자체가 규제 대상이 된다. 좌측에 있는 ①번 그림에서 빨간색 면으로 표현된 - 즉 부품의 왼쪽 수직면 전체가 직각공차 0.3의 공차영역 안에 있어야 한다.

② 실선의 지시선이 서피스 내부에서 점으로 끝난 경우
지시선은 실선이고, 면 내부를 지시하며 점으로 끝나 있다. 이는 보이는 면이 규제 대상이 된다. 좌측에 있는 ②번 그림에서 빨간색 면으로 표현된 - 부품 정면의 ㄷ자면 전체가 윤곽공차 0.5의 공차영역 안에 있어야 한다.

③ 점선의 지시선이 서피스 내부에서 점으로 끝난 경우
지시선은 점선이고, 면 내부를 지시하며 점으로 끝나있다. 이는 보이지 않는 면, 즉 뒷면이 규제 되상이 된다. 좌측에 있는 ③번 그림에서 빨간색 투명면으로 표현된 - 부품 뒷면의 ㄷ자면 전체가 윤곽공차 0.5의 공차영역 안에 있어야 한다.

④ 외형선의 연장선에 연결된 경우
FCF가 외형선의 연장선에 연결되어 있고 별도의 화살표는 없다. 이 경우 그 연장선에 연결된 외형선이 나타내는 면이 규제 대상이 된다. 좌측에 있는 ④번 그림에서 빨간색 투명면으로 표현된 - 부품의 아랫면 전체가 평면공차 0.1의 공차영역 안에 있어야 한다.

⑤, ⑥, ⑦ 치수보조선 한쪽에 연결된 경우
치수보조선 한쪽이 연장되어 FCF가 연결되어 있다. 이는 그 치수보조선이 지시하고 있는 서피스가 규제 대상이 된다. 이 경우 FCF가 치수선에 연결되어 있지 않다는 것을 기억하라. 이후 자세히 설명할 예정이지만 FCF가 치수보조선 한쪽 끝에 연결되었을 때는 사이즈 피쳐가 아닌 서피스 피쳐가 규제 대상이 됨을 이해하는 것은 매우 중요하다. 치수보조선 한쪽에 연결된 3개의 예시를 차례로 살펴보자.

• 치수 25±0.1의 오른쪽 치수보조선 끝에 경사공차 0.3의 FCF가 연결되어 있다. 이는 치수 25±0.1로 정의된 한 쌍의 서피스 중에서 오른쪽 서피스가 규제 대상이 됨을 의미한다. 우측에 있는 ⑤번 그림에서 빨간색 면으로 표현된 - 부품의 오른쪽 위쪽면 전체가 직각공차 0.3의 공차영역 안에 있어야 한다.
• 치수 14±0.1의 위쪽 치수보조선 끝에 윤곽공차 0.5의 FCF가 연결되어 있다. 이는 치수 14±0.1로 정의된 한 쌍의 서피스 중에서 위쪽 서피스가 규제 대상이 됨을 의미한다. 우측에 있는 ⑥번 그림에서 빨간색 투명면으로 표현된 - 부품 내부 슬롯의 위쪽면 전체가 윤곽공차 0.5의 공차영역 안에 있어야 한다.
• 치수 14±0.1의 아래쪽 치수보조선 끝에 평행공차 0.2의 FCF가 연결되어 있다. 이는 치수 14±0.1로 정의된 한 쌍의 서피스 중에서 아래쪽 서피스가 규제 대상이 됨을 의미한다. 우측에 있는 ⑥번 그림에서 빨간색 면으로 표현된 - 부품 내부 슬롯의 아랫쪽면 전체가 평행공차 0.2의 공차영역 안에 있어야 한다.

사이즈 피쳐를 통제하는 FCF의 배치

이제 사이즈 피쳐를 통제하는 FCF를 살펴보자. 사이즈 피쳐를 통제할 때는 사이즈 피쳐의 중심요소를 통제한다. 중심요소는 중심축, 중심평면, 중심점이 있다. 너비 피쳐라면 중심평면을 , 원통 피쳐라면 중심축을, 구 피쳐라면 중심점을 통제함을 의미한다.

사이즈 피쳐를 통제할 때는 항상 해당 사이즈 피쳐의 사이즈 정의와 FCF를 연관시키는 것이 중요하다. 그래야 사이즈 피쳐를 통제함을 알 수 있다. 아래 그림을 보면 사이즈 피쳐와 그로 인해 통제되는 중심요소가 함께 표현되어 있다.

①, ②, ④, ⑤ 치수 아래 표기된 경우

• 좌측에 있는 ①번 그림에서 빨간색 원통면으로 표현된 부품 내경의 중심축이 ∅0.2Ⓜ︎의 공차영역 안에 있어야 한다.
• 좌측에 있는 ②번 그림에서 빨간색 면과 투명면으로 표현된 부품 상면과 하면에 의한 중심평면이 0.1의 공차영역 안에 있어야 한다.
• 우측에 있는 ④번 그림에서 빨간색 면으로 표현된 부품 외경의 중심축이 ∅0.5Ⓜ︎의 공차영역 안에 있어야 한다.
• 우측에 있는 ⑤번 그림에서 빨간색 면으로 표현된 부품 외곽의 4개의 패턴홀이 ∅0.1Ⓜ︎의 공차영역 안에 있어야 한다.

③ 치수선에 정렬되어 표기된 경우
우측 아래에 있는 ③번 그림에서 빨간색 면과 투명면으로 표현된 부품 상면과 하면에 의한 중심평면이 0.1의 공차영역 안에 있어야 한다. 이후에 자세히 살펴볼 것이지만, 이 방법은 서피스 피쳐를 통제하는 경우와 유사하기 때문에 주의가 필요하다. 사이즈 피쳐를 통제하려면 치수보조선이 아니라 치수선에 FCF를 정렬시키는 것이 중요하다.

주의가 필요한 경우

서피스 피쳐를 통제할 것인지 사이즈 피쳐를 통제할 것인지는 FCF 배치를 통해 정한다. 사이즈 치수에 FCF를 연결할 때는 주의가 필요하다. FCF를 어디에 연결했느냐에 따라 규제 대상이 달라지기 때문이다.

사이즈 치수로 정의된 서피스 중 하나를 통제하려면 사이즈 치수의 보조선 중에서 통제하려는 서피스와 연결된 보조선에 FCF를 연결해야 한다. 사이즈 치수로 정의된 사이즈 피쳐를 통제하려면 치수선에 FCF를 연결해야 한다. 치수선에 FCF를 연결하면 사이즈 치수로 정의된 사이즈 피쳐의 중심요소를 통제하게 된다.

다음과 같이 서피스 피쳐를 통제할 때의 평행공차와 사이즈 피쳐를 통제할 때 평행공차를 살펴보자.

FCF이 치수보조선의 한쪽에 연결되어 있는 경우에는 서피스 피쳐를 통제한다. 이 경우에는 슬롯의 바닥면을 직접 통제한다. 따라서 서피스의 표면요소를 직접 통제하게 된다.

반면 FCF가 치수선에 연결되어 있는 경우에는 사이즈 피쳐를 통제한다. 사이즈 피쳐를 통제하면 중심축, 중심평면, 중심점과 같은 중심요소를 통제한다. 이 경우에는 서피스의 표면요소가 아닌 중심요소를 통제한다.

보다시피 두 경우 공차영역의 크기와 모양은 동일하다. 하지만 서피스를 통제할 때와 사이즈 피쳐를 통제할 때 공차영역의 위치가 달라진다.

또 다른 예시를 살펴보자.

왼쪽은 진직공차 FCF의 지시선이 서피스를 직접 지시하고 있다. 따라서 진직공차는 서피스 자체를 통제한다. 이는 원통서피스의 직선성분을 통제하는 것이다.

오른쪽은 진직공차가 원통서피스의 사이즈 정의 아래 표기되어 있다. 이는 FCF가 사이즈와 직접 연관되어 있음을 나타내고, 사이즈 피쳐를 규제함을 의미한다. 이와 같은 상황에서는 유도중심선과 같은 중심요소를 통제한다.

마무리

FCF 배치 방식에 따라 어떤 유형의 피쳐를 통제하느냐는 달라진다. 서피스 피쳐를 통제할 때 해당 서피스 피쳐를 통제함을 인식할 수 있는 방식으로 배치해야 하고, 사이즈 피쳐를 통제할 때는 해당 사이즈 피쳐를 통제함을 인식할 수 있도록 사이즈 정의와 반드시 연관시켜서 FCF를 배치해야 한다.

다음 그림은 유형에 따라 통제할 수 있는 기하공차 종류를 분류한 것이다.

진직공차, 평면공차, 자세공차는 서피스 피쳐 뿐만 아니라 사이즈 피쳐도 통제할 수 있기 때문에 이들의 FCF을 확인할 때는 어떤 유형의 피쳐를 통제하는지 분명히 확인해야 한다.

어떤 유형의 피쳐를 통제하느냐에 따라 구체적으로 통제하는 요소가 달라지기 때문이다. 서피스 피쳐를 통제할 때는 서피스의 표면요소를 통제하고, 사이즈 피쳐를 통제할 때는 사이즈 피쳐의 중심요소를 통제한다.