기하공차의 장점

 

이전 글에서 치수공차의 문제점에 대해 살펴보았다.

 

치수공차만 사용하던 시절에는 치수공차는 문제가 없었다. 문제가 있었다고 해도 인지할 수가 없었다. 그 문제를 표현할 수 있는 방법을 알지 못했기 때문이다. 하지만 기하공차가 등장하면서 치수공차의 문제가 드러났다. 치수공차의 문제는 기하공차의 장점이 된다. 따라서 치수공차의 문제들을 해결한 것이 기하공차이다.

1. 검사 기준이 명확해진다.

치수공차로 정의된 도면에서는 데이텀 피쳐를 명시하지 않는다. 도면을 도면 홀의 위치 치수가 왼쪽 모서리와 아래쪽 모서리에서 정의되기 때문에 왼쪽 모서리와 아래쪽 모서리는 데이텀 피쳐를 의미한다. 하지만 어떤 모서리가 더 중요한가? 세 번째 모서리는 없는 것인가? 그림과 같은 직사각형 파트는 서로 수직한 세 개의 평면으로 구성된 DRF에 놓인다. 데이텀 피쳐를 명시하지 않았을 때, 가공엔지니어나 검사엔지니어가 가장 비싼 가정을 하도록 강요한다.

DRF에 놓인 파트는 두 개의 해석을 보여준다. 치수공차방법으로는 왼쪽면을 DRF의 수직면에 놓아야 하는지 아랫쪽면을 DRF의 수평면에 놓아야 하는지 불분명하다.

 

실제로 제작된 파트는 완벽하지 않다. 도면이 치수공차방법으로 공차가 정의되었을 때, 도면을 해석할 책임이 가공엔지니어나 검사엔지니어의 판단에 남아 있다. 파트가 항상 동일한 방법으로 검사된다면, 도면은 파트를 DRF에 피트하는 방법을 명시해야 한다. 각각의 데이텀 피쳐를 명시해야 한다.

2. 공차영역을 기하학적 형상으로 정의할 수 있어 공차가 증가된다.

원통형 공차영역이 명시된 DRF에 따라 자세와 위치가 정의된다. 그림 1-2에서 공차영역은 데이텀면 A에 수직하고 데이텀면 B와 데이텀면 C에 대해 특정 위치에 위치한다. 베이직 치수는 공차가 포함되지 않는다. 결과적으로 베이직 치수는 의도하지 않은 공차누적의 영향이 없다. 원통형 공차영역은 데이텀면 A에 대해 베이직 각도 90°이고, 피쳐의 전체 길이만큼 연장되기 때문에, 중심축의 자세를 쉽게 통제할 수 있다.

 

직사각형 공차영역과 다르게 원통형 공차영역은 트루 포지션에서 균일한 거리로 정의된다. 크기가 0.5인 원통형 공차영역이 트루 포지션에 대해 정의되었을 때, 트루 포지션에서 모든 방향으로 0.25에 있어야 한다. 원통형 공차영역은 정사각형 공차영역을 감싼다. 원통형 공차영역은 정사각형 공차영역에 대해 공차영역의 면적이 57% 증가한다.

3. 실제 제작된 피쳐에 따라 공차를 추가적으로 허용할 수 있다.

FCF에 심볼 (M)은 모디파이어이다. 홀의 사이즈가 증가할 때, FCF에 정의된 공차에 공차가 추가적으로 허용된다는 것을 명시한다.

사이즈 공차에 따라 홀이 가장 작을 때는 4.5이고, 홀이 가장 클 때는 5.5이다. 기하공차는 홀이 실체가 최대가 되는 상태로 제작되었을 때 크기가 0.3인 공차영역을 정의한다. 공차영역은 데이텀면 A에 수직하고, 데이텀면 B와 데이텀면 C에 대해 베이직 위치에 위치한다. 최대 실체 상태를 나타내는 모디파이어 (M)이 있기 때문에, 공차가 추가적으로 허용된다. 홀이 최대 실체 상태와 멀어지고 최소 실체 상태에 가까워질 때, 멀어진 양만큼 추가적으로 허용되는 공차를 보너스 공차라고 한다. 홀이 4.7로 제작되었다면, 수용할 수 있는 전체 공차는 ∅0.5이다.

 

최대 실체 상태를 나타내는 모디파이어는 설계적으로 수용할 수 있는 공차를 전부 허용할 수 있게 해준다.