MMC 상태에서 공차를 정의하면 생기는 VC 경계

MMC 상태에서 공차를 정의하면 생기는 VC 경계

사이즈 피쳐를 규제하는 공차가 MMC 상태에서 정의되었을 때 VC 경계가 생성된다. VC 경계는 피쳐의 서피스가 침범해서는 안되는 경계로 사이즈가 고정되어 있다.

 

핀

 

사이즈 피쳐를 진직공차로 규제할 때, 공차를 MMC 상태에서 정의하면 VC라고 하는 가상경계를 생성한다. MMC를 재료조건으로 하여 정의된 진직공차를 예를 들어 설명한다.

MMC를 재료조건으로 하여 공차가 정의되었을 때, MMC에 기하공차의 영향이 더해져 가상경계 VC가 생성된다. 가상경계 VC를 생각할 수 있는 다른 방법은 MMC와 공차영역의 조합이 최악이 되는 AME로 시각화하는 것이다. AME는 이론적으로 완벽한 기하학 형상이다. 홀이나 핀의 VC 경계는 완벽한 형상의 원통이다.

핀과 같은 외피쳐라면 VC의 크기는 MMC 사이즈에 진직공차를 더한 것과 같다. 아래 그림의 핀은 MMC 사이즈가 ∅21이고 MMC 상태에서 공차는 ∅0.5이다. 이를 더하면 ∅21.5로 이것은 VC의 크기가 된다.

 

VC의 개념을 이해할 필요가 있다. 쉽게 조립해야 하는 파트는 보통 VC 경계를 기초로 계산한다. 서로 조힙하는 파트 두 개의 VC가 서로 일치하는 경우 피쳐가 VC 경계 안에 있다면 그 파트는 항상 조립된다. 이는 공차를 정의하는 주된 이유이다.

 

유도중심선을 통제하는 진직공차의 재료조건을 MMC 상태로 하면 실제 피쳐 사이즈와 MMC 사이즈와의 차이만큼 공차영역이 증가된다. 공차영역이 증가되더라도 샤프트를 둘러싸는 VC 경계는 변하지 않는다.

실제 피쳐의 사이즈가 MMC로 만들어졌다면 허용가능한 모양편차의 양는 FCF에 표기된 공차와 같다. 그림의 경우에는 실제 피쳐의 사이즈가 MMC 사이즈인 ∅21로 만들어졌다면, 진직편차는 ∅0.5까지 허용된다. 앞에서 설명한 것처럼, 결과적으로 크기가 ∅21.5인 VC 경계를 생성한다.

그림에서 표기된 진직공차 ∅0.5는 실제 샤프트의 직경이 MMC 크기로 만들어졌을 때 허용되는 공차이다. 만약 실제 샤프트의 직경이 MMC 크기보다 작아지면, 허용되는 공차도 증가한다. 추가적으로 허용되는 공차의 크기는 실제 샤프트의 직경과 MMC 크기의 차이와 같다.

직경이 ∅21보다 작게 만들어졌다면, 더 큰 진직편차가 허용되지만 여전히 동일한 VC 경계안으로 조립될 것이다. 추가적으로 허용되는 공차의 크기는 실제 샤프트의 직경과 MMC 크기와의 차이와 같다.

그림은 다양한 직경으로 만들어진 샤프트와 그 직경에 따라 허용되는 진직공차를 보여준다. 각각의 직경과 그 직경에 대응하는 공차를 더하면 VC가 된다. 공차가 커지더라도 MMC에서 명시된 공차에 의해 생성되는 VC보다 나쁜 경우는 생기지 않는다.

MMC와의 차이만큼 진직공차가 증가하기 때문에, ∅19으로 생산된 샤프트는 진직편차가 ∅2.5까지 허용된다. 이 경우에도 VC경계는 여전히 동일하게 ∅21.5이다. 샤프트의 직경이 작아지는 만큼 허용되는 진직공차가 증가하여 VC의 크기는 계속 유지된다.

재료조건을 MMC로 하여 공차를 정의하는 것은 기능적으로 파트를 조립할 때 클리어런스가 필요한 경우에만 사용해야 한다. 실제 피쳐의 사이즈와 관계없이 진직공차는 고정되어야 한다면, RFS가 재료조건으로 간주되도록 MMC를 나타내는 재료조건 심볼을 표기하지 않아야 한다. RFS를 재료조건으로 하였을 때의 효과를 이해할 필요가 있다. 그림의 공차가 RFS를 재료조건으로 한다면, 실제 샤프트의 직경과 관계없이 최대 편차는 ∅0.5까지만 허용되는 것으로 고정된다.

표기된 공차가 LMC에서 정의된다는 것만 빼면, LMC 재료조건 심볼도 MMC 재료조건 심볼과 유사하게 작동한다. 공차가 재료조건을 LMC로 하여 정의된 경우, VC의 크기는 LMC 크기와 기하공차의 크기에 의해 정해진다. 샤프트의 VC 크기는 LMC 크기에서 진직공차의 크기를 빼서 구할 수 있다. 실제 피쳐의 사이즈가 LMC 크기와 차이가 나면, 허용가능한 진직편차의 양이 증가한다.

 

 

홀에 진직공차

 

MMC에 진직공차의 영향이 더해져 가상경계 VC가 생성된다. 앞서 설명한 샤프트의 VC와 유사하다.

사이즈 피쳐의 진직공차가 재료상태가 MMC인 것을 조건으로 하여 정의되었을 때, MMC경계에 진직공차의 영향을 받은 VC경계가 생성된다. 홀의 VC경계를 생각하는 다른 방법은 홀의 사이즈는 MMC 사이즈이고 명시된 공차만큼 유도중심선에 편차가 있는 홀의 안쪽에 생성되는 AME를 형상화하면된다.

홀이라면 VC경계는 MMC에서 진직공차를 뺀 것과 같다. 재료상태가 MMC인 것을 조건으로 하여 공차를 정의하였을 때만 VC가 생성된다. 그림 5-21을 참고하라. 그림의 홀은 MMC가 ∅19이고 진직공차는 ∅0.5이다. 이를 빼면 ∅18.5로 이것은 VC의 크기가 된다.

유도중심선을 통제하는 진직공차를 피쳐의 재료상태가 MMC인 것을 조건으로 하여 정의하면 실제 피쳐의 사이즈와 MMC 사이즈와의 차이만큼 공차가 추가로 허용될 수 있다. 홀의 사이즈가 커지는 만큼 허용할 수 있는 진직공차는 커지지만 홀의 안쪽에 생성되는 AME는 여전히 VC경계를 침범해서는 안된다. 공차가 추가로 허용되더라도 샤프트를 둘러싸는 VC 경계는 변하지 않는다.

그림에 표기된 진직공차 ∅0.5는 홀이 MMC로 만들어졌을 때만 요구된다. 홀의 사이즈가 커지면 진직공차가 추가로 허용될 수 있다. 추가로 허용되는 공차는 실제 피쳐의 사이즈와 MMC의 차이와 같다.

진직공차가 MMC와 차이만큼 커지기 때문에 실제 홀의 직경이 ∅21라면 허용가능한 진직공차는 ∅2.5이다. 홀의 사이즈가 커지는 만큼만 진직공차가 추가로 허용되기 때문에 홀의 안쪽에 생성되는 AME는 VC를 위반하지 않게 된다.

파트의 기능상 조립시 클리어런스가 필요한 경우 사이즈 피쳐를 통제하는 진직공차는 재료상태가 MMC인 것을 조건으로 하여 정의되어야 한다. 파트의 기능상 실제 홀의 직경이 달라져도 진직공차를 그대로 유지해야 한다면, MMC 수식심볼을 표기하지 않고 RFS가 적용되도록 해야 한다. 그림에서 MMC 수식심볼이 없다면, 실제 홀의 직경이 달라도 모든 홀의 직경에 대해 진직공차 ∅0.5가 적용될 것이다.

 

홀의 유도중심선을 통제하는 진직공차는 원통형상의 공차영역을 생성한다. 따라서 공차값 앞에 직경심볼을 표기해야 한다. 공차영역은 홀의 전체 길이만큼 생성된다. 재료조건을 MMC로 하여 진직공차를 정의하였을 때, 생성되는 VC경계는 홀의 전체 길이만큼 생성된다. 그림은 MMC일 때 ∅0.5인 공차영역을 보여준다. 실제 홀의 사이즈가 사이즈 범위에 있으면서 MMC 사이즈는 아니라면 표기된 공차에 MMC 사이즈와의 차이만큼 공차가 추가적으로 허용된다.