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기초

끼워맞춤 형태 : 여유맞춤, 천이맞춤, 간섭맞춤, 정렬맞춤

기하공차(GD&T)를 자유롭게 정의하고 간단하게 해석할 수 있도록 이에 대한 전반적인 이해를 돕기 위해 ASME Y14.5을 기반으로 작성된 자료입니다.

부품은 보통 끼우고 맞추어 조립한다. 이런 끼워맞춤은 여러 종류가 있다. 부품 사이에 여유가 있으면서 조립되면 이를 여유맞춤이라고 한다. 이는 슬립맞춤, 클리어런스맞춤, 틈새맞춤, 헐거운맞춤이라고도 한다. 부품 사이가 여유없이 끼워맞추면 이를 간섭맞춤이라고 한다. 이는 강제맞춤, 억지끼워맞춤, 인터피어런스맞춤이라고도 한다. 여유맞춤과 간섭맞춤 정도는 다시 다양한 등급으로 나누어진다.

 

부싱은 쉽게 설치하고 제거할 수 있도록 여유맞춤으로 조립되고, 라이너는 간섭맞춤으로 끼워맞춰져 반영구적으로 조립된다.

 

맞춤은 허용차가 있다. 허용차는 홀의 최소 크기와 핀의 최대 크기의 차이이다. 양의 허용차는 피쳐 사이의 여유가 있고 음의 허용차는 피쳐 사이에 간섭이 있다.

 

여유맞춤 (Clearance Fit)

핀이 홀보다 작으면 핀과 홀 사이에는 여유가 있다.  이를 두고 여유맞춤이라고 한다.

여유맞춤으로 조립하면 파트는 유동할 수 있다.

 

여유의 정도는 유동량, 유동률, 표면처리, 윤활요건, 명목 사이즈, 운용온도, 운용하중에 따라 정한다. 여유맞춤으로 부품 위치를 정하기도 한다. 그림은 부싱이 라이너에 조립되는 것을 보여준다. 교환이 필요한 부싱은 쉽게 설치하고 쉽게 제거할 수 있게 라이너와는 여유있게 조립된다. 동시에 부싱이 라이너에 정확하게 설치될 수 있도록 상대적 크기가 맞아야 한다.

최대 여유는 라이너와 부싱의 위치편차에 의해 정해지고, 최소 여유는 허용차와 같고, 이 허용차는 부싱을 제거하기 위해 필요한 최소한의 크기 차이이다.

간섭맞춤 (Interference Fit)

핀이 홀보다 크면 핀과 홀 사이에는 간섭이 있다. 이를 두고 간섭맞춤이라고 한다.

 

간섭 크기는 파트 기능에 따라 달라진다. 대부분은 간섭 크기가 작아도 충분하다. 하지만 조립된 파트가 하나의 파트처럼 움직여야 하면 간섭 크기가 커야 한다. 하지만 간섭이 크면, 파트가 손상될 수 있다. 변형되기도 하고, 파트가 얇다면 크랙이 가거나 파손될 수도 있다. 간섭 크기는 기능상 필요한 만큼으로 정해야 한다. 간섭맞춤으로 인한 응력은 공학적으로 계산할 수 있다. 최대 간섭은 허용차와 같다. (간섭의 최대값(음의 최소 여유)는 허용치이다.??)

평판의 홀에 라이너를 설치했다. 라이너는 간섭맞춤으로 조립되기 때문에 라이너는 평판에 고정되면서 위치가 정해진다. 조립된 이후 라이너에는 많은 힘이 가해지지 않기 때문에 간섭 크기는 작아도 된다.

천이맞춤 (Transition Fit)

천이맞춤은 파트 사이의 여유나 간섭이 파트가 제작된 사이즈 편차에 따라 생긴다. 사이즈 범위 안에서 핀이 홀보다 작으면 여유맞춤이 되고, 사이즈 범위 안에서 핀이 홀보다 크면 간섭맞춤이 된다.

정렬맞춤 (Line Fit)

정렬맞춤은 부품 사이의 허용차가 0인 맞춤이다. 홀의 최소 크기와 핀의 최대 크기의 차이가 없다. 다시 말해 홀의 최소 크기와 핀의 최대 크기가 같다. 실제로 파트 사이의 편차가 0이라면, 파트 사이에 여유가 없기 때문에 간섭이 있다고 본다. 따라서 홀의 크기와 핀의 크기가 같을 때만 간섭이 발생하고, 다른 경우에는 모두 여유가 있게 된다.