기초 #04 피쳐의 이해 1 : 피쳐란 무엇인가?

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기하공차의 FCF는 피쳐를 대상으로 하여, 해당 피쳐를 통제한다. 그렇다면 피쳐가 무엇인지 알아야 한다. 피쳐가 무엇인지 알기 위해서 ASME Y14.5에서 정의하고 있는 피쳐를 살펴보자.

 

feature : a physical portion of a part (such as a surface, pin outside diameter, hole, or slot) or its representation on drawings, models, or digital data files.
ASME Y14.5-2018 - para 3.31

 

ASME Y14.5는 피쳐를 "파트의 물리적인 부분 또는 파트의 물리적인 부분이 도면, 모델, 또는 데이터 파일에 표현된 것"이라고 정의하고 있다. 그리고 물리적인 부분의 예로 서피스, 핀, 홀, 슬롯을 들고 있다.

1. 서피스

입체형상은 항상 서피스로 이루어진다. 입체형상은 형상의 모습이 어떻더라도 항상 하나 이상의 서피스로 이루어진다.

 

구형상은 서피스가 1개이다. 원통형상은 서피스가 3개이다. 평판형상은 서피스가 6개이다.

 

 

평판형상은 두께가 아주 얇아지더라도 서피스는 여전히 6개이다.

 

모든 부품은 항상 물리적으로 존재하는 입체형상이다. 입체형상은 항상 서피스로 이루어진다. 부품의 모든 서피스가 피쳐가 될 수 있다. 구형상는 피쳐가 1개이다. 원통형상은 피쳐가 3개이다. 평판형상은 피쳐가 6개이다.

 

서피스 = 피쳐

2. 핀과 홀

 

ASME의 정의에 따르면 핀과 홀은 모두 피쳐에 해당한다. 핀과 홀은 특정 형상을 지칭하는 예시로 명확히 언급되어 있으므로, 이를 기준으로 이해를 시작할 수 있다. 핀과 홀은 원통형 형상 뿐만 아니라 평판에도 존재할 수 있다. 일반적으로 재료가 있으면 핀이고, 재료가 없으면 홀이 된다. 한편, 핀과 홀은 서피스일까? 아닐까? 

 

홀이 2개 있는 평판를 살펴보자.

 

먼저 홀이 있기 전에 평판은 평면 서피스 6개로 이루어져 있다. 그리고 홀이 되는 원통 서피스 2개를 경계로 평판의 재료가 제거되어 있다. 결과적으로 홀이 2개 있는 평판은 서피스가 모두 8개이다. ASME에서 정의하고 있는 "서피스"와  "핀, 홀, 슬롯"은 개별적이지 않다. 핀은 서피스이면서 핀의 특성을 가진다. 홀도 마찬가지로 서피스이면서 홀의 특성을 가진다. 핀과 홀의 서피스는 원통서피스로 동일하지만 평판에 재료를 추가하느냐 제거하느냐에 따라 핀이 되고, 홀이 된다. 슬롯도 마찬가지이다.

3. 슬롯

 

ASME가 왜 슬롯만 예로 들었는지 생각해봤다.

슬롯의 짝꿍은 레일인데, 슬롯만 예로 들고 레일은 예로 들지 않았다. 의도가 있다고 본다면, '나는 피쳐의 전체 목록을 나열하지 않았어. 슬롯의 짝꿍은 레일인거 모두 알지? 그래서, 이외에도 많은 것들이 피쳐가 될 수 있어. 나머지는 니가 생각해"라고 열린 정의를 한 것이라고 본다. 레일 하나 없는 걸로 뭐 이렇게 유난이나 싶긴 하겠지만. ASME가 단어 하나하나, 선 하나하나를 얼마나 고심해서 고르고 배치하는지 아는 나로서는 숨은 의도까지 파악해주고 널리 전파하고 싶은 진정한 빠(?)의 본분이라고 할 수 있겠다. 😍

뜬금없는 고백을 읽어주신 당신! 진심으로 감사합니다. 당신도 제가 사랑하는 그것을 사랑했으면 합니다. 🙏

슬롯의 짝꿍은 레일이다. 홀이 핀과 짝꿍인 것처럼. 슬롯은 홀과 같이 뚫려있고, 레일은 핀과 같이 튀어나와 있다. 슬롯과 레일도 홀과 핀처럼 서피스이기도 하다. 다만 홀이나 핀처럼 서피스 1개로 구성된 것이 아니라 여러 개의 서피스로 구성된다.

 

파트는 항상 하나 이상의 서피스로 이루어진다. 서피스는 피쳐이기 때문에 "파트는 피쳐로 이루어진다"라고 말할 수도 있다. "모든 피쳐는 서피스다"는 틀렸다. "모든 서피스는 피쳐다"라고 해야 맞다. 피쳐는 서피스 이외의 다른 것들도 될 수 있다. 서피스 중에 특별한 용도가 있다면 핀과 홀, 슬롯과 레일, 챔퍼, 리브와 같이 이름이 붙여진다. 우리는 그런 이름으로 그런 형상을 부른다. 피쳐의 예로 모든 형상을 나열할 수는 없기 때문에 서피스, 핀, 홀, 슬롯 만을 예로 들었다. 이는 지극히 합리적이다. 따라서 ASME에 정의된 내용을 문자만 그대로 잘못 해석하여 피쳐가 서피스, 핀, 홀, 슬롯만을 의미한다고 오해해서는 안된다.

 

피쳐는 통제하고자 하는 물리적으로 존재하는 실체이다. 어떤 경우에는 실체 자체인 서피스를 전체로 통제할 수도 있고, 일부영역이나 특정 방향의 선을 통제할 수도 있다. 어떤 경우에는 홀이나 핀과 같은 실체의 중심축을 통제할 수도 있다. 통제하려는 대상에 따라 기하공차의 종류를 적절하게 선정하고 정의해야 한다. 피쳐는 기하공차의 시작이다.

 

기하공차는 피쳐에 공차를 정의하고, 치수공차는 치수에 공차를 정의한다. 이것이 가장 큰 치수공차와 기하공차의 차이이다. 피쳐에 공차를 정의할 수 있게 되면서 기하학적 형상에 직접 기하학적 공차를 정의할 수 있게 된다. 그래서 기하공차라고 부른다.