원하는 기능을 위해 피쳐를 적절하게 규제하려면 많은 연습이 필요하지만, 도면을 "읽는" 기본적인 능력은 약간의 연습을 통해 얻을 수 있다. 다음 예제는 이러한 연습의 기회를 제공한다. 기하공차 표기를 하나씩 해석하고 설명한다.
① 파트의 앞면 - 데이텀 피쳐 A
파트의 앞면을 데이텀 피쳐 A로 선정하였다.
도면에 정의된 기하공차 중 일부가 데이텀 피쳐 A를 1차 데이텀 피쳐로 참조하고 있다. 앞면을 데이텀 피쳐로 선정한 걸로 보아 다른 파트와 앞면에서 접촉할 것이다. 따라서 뒷면보다는 앞면이 기능적으로 더 중요할 것이다.
데이텀 피쳐 A를 참조하고 있는 피쳐는 데이텀 피쳐 A의 상태에 영향을 받는다. 따라서 데이텀 피쳐 A의 기하학적 속성을 통제하는 것이 중요하다. 이를 위해 데이텀 피쳐 A는 평면공차 0.1로 규제하고 있다. 평면공차는 1차 데이텀 피쳐에 일반적으로 사용된다. 평면공차는 0.1만큼 떨어진 평행평면 공차영역을 생성한다. 실제 서피스의 모든 점이 정의된 공차영역 안에 있어야 한다.
② 실린더 외면 - 데이텀 피쳐 B
실린더 외면을 데이텀 피쳐 B로 선정하였다. 실린더 외면이 데이텀 피쳐로 선정되었다는 것은 실린더 외면이 기능적으로 중요하다는 것을 나타낸다. 아마도 실린더 외면은 다른 파트의 보어에 조립될 것이다. 이렇듯 기능요구사항을 구체적으로 설명하지 않아도 기하공차에 의해 기능요구사항이 분명해진다.
실린더 외면은 사이즈 치수와 사이즈 공차가 정의된 사이즈 피쳐이기 때문에 피쳐의 중심축이 데이텀이 된다.
도면에 정의된 기하공차 중 일부가 데이텀 피쳐 B를 2차 데이텀 피쳐로 참조하고 있다. 데이텀 피쳐 B를 참조하고 있는 피쳐는 데이텀 피쳐 B의 상태에 영향을 받는다. 따라서 데이텀 피쳐 B의 기하학적 속성을 통제하는 것이 중요하다.
실린더 외면은 사이즈 피쳐다. 따라서 네 개의 기하학적 속성이 모두 통제되어야 한다. 이들 속성을 차례로 고려해보자.
- 사이즈 : 사이즈 공차로 사이즈가 통제되고 있다. 모든 단면에서 사이즈가 Ø29.6와 Ø30.0 사이에 있어야 한다.
- 모양 : 실린더 외면의 모양은 Rule #1에 의해 통제된다. 따라서 MMC 사이즈인 Ø30.0로 만들어지는 완벽한 형상의 엔밸로프를 넘어서는 안된다.
- 위치 : 실린더 외면 자체가 데이텀 피쳐이기 때문에, 실린더 외면의 중심축이 DRF의 축이 된다.
- 자세 : 피쳐는 수직공차로 자세가 통제되고 있다.
수직공차는 데이텀 평면 A에 완벽하게 수직하고 크기가 Ø0.3인 원통형 공차영역을 생성한다. 피쳐의 중심축은 공차영역 안에 있어야 한다. 공차영역 안에서라면 피쳐의 실제 중심축은 기울어져도 된다.
③ 중심의 보어
보어는 사이즈 피쳐다. 따라서 네 개의 기하학적 속성이 모두 통제되어야 한다. 이들 속성을 차례로 고려해보자.
- 사이즈 : 사이즈 공차로 통제되고 있다. 모든 단면에서 사이즈가 Ø14.7와 Ø15.3 사이에 있어야 한다.
- 모양 : 보어의 모양은 Rule #1에 의해 통제된다. 따라서 MMC 사이즈인 Ø14.7로 만들어지는 완벽한 형상의 엔밸로프를 넘어서는 안된다.
- 위치와 자세 : 보어의 중심축 의 위치와 자세는 DRF의 축과 일치하고, 위치와 자세에 대한 편차는 위치공차로 통제하고 있다.
위치공차는 데이텀 평면 A에 완벽하게 수직하고, 데이텀 축 B를 중심으로 하면서 크기가 Ø1인 원통형 공차영역을 생성한다. 피쳐의 중심축은 해당 공차영역 안에 있어야 한다. 하지만 공차영역 안에만 있다면 피쳐의 실제 중심축의 위치와 자세는 DRF 축과 완전히 일치하지 않아도 된다.
④ 네 개의 패턴홀
패턴을 이루고 있는 네 개의 홀은 사이즈 피쳐이다. 따라서 네 개의 기하학적 속성이 모두 통제되어야 한다. 이들 속성을 차례로 고려해보자.
- 사이즈 : 사이즈 공차로 통제되고 있다. 모든 홀은 모든 단면에서 사이즈가 Ø6.8와 Ø7.2 사이에 있어야 한다.
- 모양 : 패턴홀의 모양은 Rule #1에 의해 통제된다. 따라서 MMC 사이즈인 Ø6.8로 만들어지는 완벽한 형상의 엔밸로프를 넘어서는 안된다.
- 위치와 자세 : 네 개의 패턴홀은 데이텀 축 B을 중심으로 크기가 Ø45인 원주에 서로 90도만큼 간격으로 이루고 있다. 홀의 위치와 자세는 위치공차로 통제하고 있다.
위치공차는 데이텀 평면 A에 수직이고, 데이텀 축 B을 중심으로 하는 크기가 Ø45인 원주에 서로 90도만큼 떨어진 크기가 Ø0(?)인 원통형의 공차영역을 생성한다.
크기가 Ø0(?)인 원통형의 공차영역?
공차영역의 크기가 "Ø0"이라고 명시되어 있다.
하지만 재료수식기호 "Ⓜ︎"가 함께 있다면 실제 홀의 사이즈가 MMC 사이즈인 경우에만 공차영역의 크기가 Ø0임을 의미한다. 이는 "zero tolerance at MMC"라고 하는데, 만약 실제 홀이 MMC 사이즈인 Ø6.8보다 크다면 커지는 만큼 공차영역의 크기도 커진다. 따라서 실제 홀이 MMC 사이즈인 Ø6.8로 만들어졌다면 공차영역의 크기가 Ø0이기 때문에 실제 홀의 중심축은 위치도 자세도 완벽해야 한다. 하지만 실제 홀이 MMC 사이즈보다 크게 만들어졌다면 실제 홀의 중심축이 공차영역 안에 있는 한 위치도 자세도 완벽하지 않아도 된다.
데이텀 피쳐의 MMB를 참조하면?
패턴홀의 위치공차는 데이텀 피쳐 B의 MMB를 참조하고 있다. 이것의 의미를 살펴보자.
Rule #2에 의해 데이텀 피쳐의 재료경계조건을 수정하는 모디파이어가 표기 되어 있지 않다면 데이텀 피쳐의 재료경계조건은 RMB를 참조한다. 이를 쉽게 설명하면 데이텀 피쳐의 실제 경계를 그대로 참조한다는 것이다. 하지만 위의 경우에는 재료경계조건을 MMB로 수정하는 모디파이어가 표기되어 있다. 따라서 데이텀 피쳐의 실제 경계가 아니라 데이텀 피쳐의 최대 재료 경계를 참조하라는 것이다.
데이텀 피쳐 B는 사이즈공차와 수직공차로 규제되고 있다. 사이즈공차와 수직공차가 서로 조합되어 MMB 경계가 생성된다. MMB 경계의 크기를 계산해보자.
데이텀 피쳐 B는 데이텀 피쳐 B인 실린더 외면의 경계를 MMB로 참조하였기 때문에 실린더 외면의 실제 사이즈가 MMC 사이즈보다 작다면 실제 사이즈와 MMC 사이즈의 차이만큼 홀패턴은 움직여도 된다.
⑤ 원통형 서피스
원통형 서피스는 사이즈 피쳐이다. 따라서 사이즈 공차를 정의하여야 하지만 사이즈 공차나 기하공차없이 베이직 치수 Ø60만 명시되어 있다. 이러한 경우 피쳐는 도면 아래에 표기된 일반윤곽공차에 의해 규제된다.
피쳐의 트루 프로파일은 데이텀 평면 A에 완벽하고 수직이면서 중심이 데이텀 축 B인 이론적인 크기가 Ø60인 원통형상이다. 공차영역은 트루 프로파일을 중심으로 너비 2인 공간으로 생성된다. 다시 말해 공차영역은 Ø59과 Ø61인 두 개의 동심인 원통으로 생성되는 공간이다. 실제 서피스는 공차영역 안에 있어야 하고, 윤곽공차에 의해 기하학적 속성 네 가지가 모두 통제된다.
⑥ 돌출된 실린더의 상면
돌출된 실린더의 상면은 평면서피스이다. 이론적으로 데이텀 평면 A에서 10만큼 떨어진 곳에 위치한다. 윤곽공차 0.5로 규제하고 있다.
공차영역은 트루 프로파일을 중심으로 크기는 0.5인 공간으로 생성된다. 또한 윤곽공차는 데이텀 피쳐 A를 참조하고 있기 때문에 공차영역은 데이텀 평면 A에 평행해야 한다.
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