ASME Y14.5는 기본 원칙을 몇 개 규정하고 있다. 그 중 둘은 아주 중요해서 Rule #1과 Rule #2로 번호가 있다.
Rule #1 : 사이즈 피쳐인 경우 모양조건의 기본을 규정.
Rule #2 : 공차를 정의하는 재료조건의 기본을 규정.
데이텀 피쳐를 참조할 때 참조하는 경계조건의 기본을 규정.
먼저 Rule #1을 설명한다. Rule #1은 엔밸로프Envelope 원칙이라고도 한다.
The surface or surfaces of a regular feature of size shall not extend
beyond an envelope that is a boundary of perfect form at MMC.
ASME Y14.5-2018 - para 5.8.1.(a)
"a regular feature of size"는 Rule #1가 규제하는 피쳐는 단일 정형 사이즈 피쳐라는 것을 의미하고,
"a boundary of perfect form at MMC"는 Rule #1에 의해 생성되는 엔밸로프가 크기는 MMC이고, 형상은 완벽하다는 것을 의미한다.
이를 간단하게 하면,
"특정한 피쳐의 서피스는 특정한 엔밸로프를 넘어서는 안된다."
Rule #1은 피쳐가 절대로 침범해서는 안되는 엔밸로프를 생성한다.
사이즈 피쳐는 사이즈 공차가 정의된 피쳐이다. 사이즈 공차는 피쳐의 최대 크기와 최소 크기를 정한다.
MMC는 재료가 가장 많은 상태로, 핀이라면 가장 클 때, 홀이라면 가장 작을 때가 MMC 상태이다.
그림의 핀은 크기가 가장 큰 ∅10.5일 때 재료가 가장 많고, 이 때가 MMC이다.
그림의 홀은 크기가 가장 작은 ∅9.5일 때 재료가 가장 많고, 이 때가 MMC이다.
사이즈 공차가 정의된 피쳐는 Rule #1에 의해 형상이 완벽하면서 크기가 MMC 상태인 엔밸로프가 생성된다.
실제 서피스는 이 엔밸로프를 침범해서는 안된다.
사이즈가 ∅10±0.5로 정의된 핀은 크기가 ∅10.5이면서 형상이 완벽한 엔밸로프가 생성된다.
사이즈가 ∅10±0.5로 정의된 홀은 크기가 ∅9.5이면서 형상이 완벽한 엔밸로프가 생성된다.
Rule #1에 의해 생성된 엔밸로프는 실제 피쳐의 서피스가 침범할 수 없는 영역을 정의하여 실제 피쳐의 모양을 통제한다.
Rule #1은 피쳐의 모양을 통제한다.
피쳐의 사이즈는 허용되는 사이즈 범위 안에서 다양한 사이즈로 제작될 수 있다.
가능한 경우를 5가지로 나누고 경우에 따라 모양이 어떻게 통제되는지 살펴보자.
① (MMC < 실제 피쳐) 실제 피쳐가 MMC를 넘어서 제작된 경우 → 모양편차와 상관없이 불량이다.
허용되는 사이즈 범위 안에 사이즈가 있지 않기 때문에 사이즈 요구사항을 만족하지 않는다.
따라서, 모양편차와 상관없이 불량이다.
② (MMC = 실제 피쳐) 실제 피쳐가 MMC로 제작된 경우 → 모양편차가 허용되지 않는다.
실제 피쳐의 서피스는 Rule #1의 엔밸로프를 침범할 수 없다.
따라서 실제 피쳐가 MMC로 제작되었다면 실제 피쳐의 서피스는 엔밸로프와 일치해야 한다.
결과적으로 실제 피쳐의 서피스는 형상이 완벽해야 하고 모양편차는 없어야 한다.
③ (LMC <실제 피쳐< MMC) 실제 피쳐가 MMC와 LMC 사이에서 제작된 경우→ 모양편차가 허용된다.
Rule #1은 피쳐가 엔밸로프를 침범하지 않을 것을 요구하지 형상이 완벽할 것을 요구하지는 않는다.
따라서 실제 피쳐가 MMC와 LMC 사이에서 제작되었다면, 실제 피쳐의 서피스는 엔밸로프와 일치하지 않아도 된다.
결과적으로 실제 피쳐의 서피스는 형상이 완벽하지 않아도 되고 서피스와 엔밸로프의 차이만큼 모양편차가 허용된다.
④ (LMC = 실제 피쳐) 실제피쳐가 LMC로 제작되었다면 → 모양편차가 최대로 허용된다.
Rule #1은 MMC 경계의 엔밸로프에 대한 요건만 정의할 뿐 LMC 경계의 엔밸로프에 대한 요건은 정의하지 않는다.
만약 LMC 경계의 엔밸로프에 대한 요건을 정의해야 한다면 별도로 규정하고 있는 방법을 사용하여 정의해야 한다.
실제 피쳐가 LMC로 제작되었다면 실제 피쳐의 서피스는 허용되는 사이즈 범위에서 엔밸로프와 차이가 가장 많이 난다.
따라서 실제 피쳐의 서피스는 형상이 완벽하지 않아도 되고 모양편차가 최대로 허용된다.
⑤ (실제 피쳐 < LMC) 실제피쳐가 LMC를 넘어서 제작된 경우 → 모양편차와 상관없이 불량품이다.
허용되는 사이즈 범위 안에 사이즈가 있지 않기 때문에 사이즈 요구사항을 만족하지 않는다.
따라서, 모양편차와 상관없이 불량이다.
5가지 경우를 다시 정리해보면,
영역 ①과 영역 ⑤은 사이즈 요구사항을 만족하지 않기 때문에 Rule #1와 상관없이 무조건 불량이다.
영역 ③은 사이즈 요구사항을 만족하고 있으므로 허용할 수 있는 만큼의 모양편차가 있다면 양품이다.
상태 ②는 모양편차가 없이 형상이 완벽해야 한다.
상태 ④는 모양편차가 최대로 허용된다.
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