기초 #21 데이텀 피쳐의 식별
피쳐의 자세와 위치를 설명하기 위해 데이텀 피쳐가 필요하다면, 도면에 이를 나타내야 한다. 이는 데이텀 피쳐로 사용할 피쳐를 데이텀 피쳐 심볼로 나타낸다. 데이텀 피쳐 심볼은 아래와 같다.
데이텀 피쳐는 도면에서 위와 같은 심볼로 나타낸다. 데이텀 피쳐 심볼은 네모 안에 문자를 표기하고 이를 삼각형으로 끝나는 지시선과 연결한다. 삼각형은 채워도 되고 비워도 된다. 네모 안의 문자는 데이텀 피쳐 문자이다.
데이텀 피쳐는 서피스 피쳐를 사용할 수도 있고, 사이즈 피쳐를 사용할 수도 있다. 무엇을 사용하느냐에 따라 배치가 달라진다. 따라서 데이텀 피쳐 심볼의 배치 방식을 알아야 한다.
아래 그림은 동일한 부품이지만 데이텀 피쳐 A가 다르게 배치되어 있다.
왼쪽 그림은 데이텀 피쳐 심볼이 부품의 플랜지 뒷면을 통제하는 평면공차에 연결되어 있고, 오른쪽 그림은 부품의 외경면을 정의하는 사이즈 치수에 연결되어 있다.
부품의 플랜지 뒷면을 통제하는 평면공차에 연결된 데이텀 피쳐 심볼은 부품의 플랜지 뒷면을 데이텀 피쳐로 사용하겠다는 것을 나타낸다. 부품의 플랜지 뒷면은 서피스 피쳐이다. 서피스 피쳐를 데이텀 피쳐로 사용하면, 서피스 형상에 따라 달라지지만 이 경우에는 평면 서피스이기 때문에 데이텀 평면이 데이텀으로 도출된다.
부품의 외경면을 정의하는 사이즈 치수에 연결된 데이텀 피쳐 심볼은 부품의 외경면을 데이텀 피쳐로 사용하겠다는 것을 나타낸다. 부품의 외경면은 사이즈 피쳐이다. 사이즈 피쳐를 데이텀 피쳐로 사용하면, 사이즈 피쳐의 종류에 따라 달라지지만 이 경우에는 원통 사이즈 피쳐이기 때문에 데이텀 축이 데이텀으로 도출된다.
이처럼 데이텀 피쳐 심볼이 서피스 피쳐를 의도한 것인지 사이즈 피쳐를 의도한 것인지에 따라 도출되는 데이텀이 달라지기 때문에 데이텀 피쳐 심볼의 배치는 매우 중요하다.
서피스 데이텀 피쳐
서피스 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정하려면 심볼을 어떻게 배치해야 하는지 살펴보자. 아래 그림은 다양한 방법을 설명하기 위해 작성된 것으로 꼭 필요한 경우가 아니라면 동일한 데이텀 피쳐를 도면에 한번 이상 식별하지 않는다.
데이텀 피쳐 심볼을 ①번과 같이 서피스 연장선에 연결하거나, ②번과 같이 서피스에 직접 연결하거나, ③번과 같이 서피스를 지시하는 지시선의 수평부분에 연결할 수 있다.
④번 방법은 해당 서피스를 통제하는 FCF에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하는 것이다. 데이텀 피쳐로 지정하는 것과 데이텀 피쳐를 통제하는 것을 구분해야 한다. 이 FCF는 데이텀 피쳐를 통제하는 것이고, 데이텀 피쳐 심볼을 이 FCF에 연결하는 것은 이 FCF로 통제하는 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정하겠다는 것이다. 보통 데이텀 피쳐의 품질을 위해 기하공차로 통제한다. 이 방법이 가장 많이 사용되는 방법이다.
⑤번 방법은 데이텀 피쳐로 지정하려는 서피스를 지시선으로 직접 지시하고 이 지시선의 수평 성분에 데이텀 피쳐 심몰을 연결하는 것이다. 보이는 면을 데이텀 피쳐로 지정하려면 ⑤번 방법과 같이 지시선을 실선으로 표현하고, 보이지 않는 뒷면을 데이텀 피쳐로 지정하려면 ⑥번 방법과 같이 지시선을 점선으로 표현한다.
⑦번 방법은 사이즈 치수의 치수보조선 중 데이텀 피쳐로 지정하려는 서피스와 연결된 보조선에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하는 것이다. 이 때 데이텀 피쳐 심볼은 치수선에 정렬하지 않는다. 이는 뒤에서 다시 한번 설명한다.
사이즈 데이텀 피쳐
이제 사이즈 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정하려면 심볼을 어떻게 배치해야 하는지 살펴보자. 아래 그림은 다양한 방법을 설명하기 위해 작성된 것으로 꼭 필요한 경우가 아니라면 동일한 데이텀 피쳐를 도면에 한번 이상 식별하지 않는다.
데이텀 피쳐 심볼을 ①번과 같이 사이즈 피쳐의 치수선에 연결하거나 ②번과 같이 사이즈 피쳐를 통제하는 FCF에 데이텀 피쳐 심볼을 연결할 수 있다.
③번 방법은 사이즈 치수를 정의하는 지시선의 수평성분에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하는 것이다. 이 경우 데이텀 피쳐는 내경면으로 원통 사이즈 피쳐이며, 내경의 중심축이 데이텀 축 C로 도출된다.
④번 방법은 사이즈 치수의 치수선에 정렬되도록 치수연장선에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하는 것이다. 이 경우 데이텀 피쳐는 너비 사이즈 피쳐이며, 너비의 중심평면이 데이텀 평면으로 도출된다.
⑤번 방법은 사이즈 피쳐의 서피스에 직접 연결하는 것이다. 이 예시에서 데이텀 피쳐는 외경면으로 원통 사이즈 피쳐이며, 외경의 중심축이 데이텀 축 E로 도출된다. 부품의 외경면에 의해 생성된 데이텀 축 E와 부품의 내경면에 의해 생성된 데이텀 축 C는 서로 같지 않다.
MBD에 데이텀 피쳐 심볼의 배치
도면작성에 있어 최근 두드러진 변화는 모델에 직접 기하공차를 표기하기 시작했다는 것이다. 이러한 변화를 반영하듯 2018 표준에는 모델에 직접 기하공차를 표기하는 예시 그림이 많이 추가되었다. 이를 두고 모델기반정의(Model Based Definition, MBD)라고 한다. 이에 대한 내용은 ASME Y14.41에서 자세하게 다루고 있다.
MBD를 간단히 설명하면, 모델 데이터에 모든 공차정보를 직접 포함시킨다. 그렇게 되면 부품을 제작할 때 모델 데이터만 사용하게 되어 2D 도면이 필요하지 않게 된다. MBD로 도면을 작성한다고 하더라도 기하공차의 근본적인 내용에 변화가 있는 것은 아니다. 이제 MBD에 기하공차를 정의할 때 데이텀 피쳐 심볼을 어떻게 배치해야 하는지 살펴보자.
왼쪽 그림은 서피스 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정할 때 데이텀 피쳐 심볼을 배치하는 방법을 보여주고, 오른쪽 그림은 사이즈 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정할 때 데이텀 피쳐 심볼을 배치하는 방법을 보여준다.
서피스 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정하기 위해 ①번과 같이 서피스에 데이텀 피쳐 심볼을 직접 연결하거나, ②번과 같이 서피스를 지시하는 지시선의 수평성분에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하는 것인다. ③번 방법은 해당 서피스를 통제하는 FCF에 연결하는 것이다. ④번 방법은 사이즈 치수의 치수보조선 중 데이텀 피쳐로 지정하려는 서피스와 연결된 보조선에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하는 것이다. 이 때 데이텀 피쳐 심볼은 치수선에 정렬하지 않는다. 이는 뒤에서 다시 한번 설명한다.
사이즈 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정하기 위해 ⑤번 방법은 사이즈 피쳐의 서피스에 직접 연결하는 것이다. ⑥번 방법은 사이즈 피쳐를 통제하는 FCF에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하는 것이다. ⑦번 방법은 사이즈 치수를 정의하는 지시선의 수평성분에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하는 것이다. 이 경우 데이텀 피쳐는 내경면으로 원통 사이즈 피쳐이며, 내경의 중심축이 데이텀 축 C로 도출된다. ⑧번 방법은 사이즈 치수의 치수선에 정렬되도록 치수연장선에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하는 것이다. 이 경우 데이텀 피쳐는 너비 사이즈 피쳐이며, 너비의 중심평면이 데이텀 평면으로 도출된다. ⑨번 방법은 사이즈 피쳐를 지시하는 지시선의 수평성분에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하는 것이다.
하지만 ⑥번과 ⑨번 방법과 같이 사이즈 치수와 연관되지 않고, 데이텀 피쳐 심볼을 배치하게 되면, 사이즈 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정한 것인지 서피스 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정한 것인지 애매해진다. 사이즈 피쳐의 서피스를 직접 지시하는 경우는 서피스 지시만으로 사이즈 피쳐가 명백한 경우인 구형 피쳐나 원통형 피쳐에만 한정적으로 사용할 것을 권장한다. 하지만 이를 명확하게 하려면 사이즈 치수와 연결하여 데이텀 피쳐 심볼을 배치하는 것이 좋다.
주의할 점
1) 사이즈 치수에 데이텀 피쳐 심볼을 연결할 때 주의할 점
데이텀 피쳐 심볼을 사이즈 치수에 연결하여 배치할 때는 주의가 필요하다. 데이텀 피쳐 심볼의 배치 방식에 따라 생성되는 데이텀이 달라지기 때문이다. 서피스 피쳐를 데이텀 피쳐로 사용하려면 사이즈 치수의 치수 보조선 중에서 사용하려는 서피스 피쳐와 연결된 보조선에 데이텀 피쳐 심볼을 연결해야 한다. 이 때 치수선과 정렬하지 않아야 한다. 치수선과 정렬하면 해당 서피스로 구성된 사이즈 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정하는 것이 된다. 서로 다른 데이텀을 생성하기 때문에 주의가 필요하다. 치수보조선에 데이텀 피쳐 심볼을 표기하면 데이텀은 서피스에 대응하는 평면으로 생성된다. 치수선에 정렬하여 데이텀 피쳐 심볼을 표기하면 데이텀은 사이즈 피쳐의 중심평면으로 생성된다.
2) 사이즈 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정할 때 주의할 점
사이즈 피쳐를 데이텀 피쳐로 지정할 때 사이즈 피쳐의 중심선에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하지 않도록 주의한다. 왜냐하면 부품의 피쳐가 동축인 경우 해당 중심선을 여러 피쳐들이 공유할 수 있기 때문이다. 위와 같은 경우에는 피쳐 3개가 동축이다. 중심선에 데이텀 피쳐 심볼을 연결하면, 이 피쳐 3개 중 어떤 피쳐를 데이텀 피쳐로 사용하려는 것인지 불분명해진다.