동심도(同心度)와 동축도(同軸度)의 이해

동심도 (同心度, Concentricity )
동축도 (同軸度, coaxiality)

일반적으로 동심도(同心度)는 동축도(同軸度)라고도 부르는데 먼저 원과 원통의 차이점에 대해서잠시 생각해보자. 원은 중심을 가지며 그 중심을 기준으로 반지름상에 동일한 거리내에 있는 점들이 모여 형성한 곡선이다. 즉 원은 중심을 가지고는 있으나 원통형체나 정다각형등과 같이 축심(軸心)을 가지고 있는 것은 아니다.

동심도(Concentricity )는 데이텀이 원의 중심이 되고 규제 형체는 원형 형체의 중심이 되며, 동축도(coaxiality)는 데이텀이 축직선(축심)이 되고 규제 형체는 축선이 된다. 동축도는 데이텀 축직선과 동일 직선 위에 있어야 할 축선이 데이텀 축직선으로부터 어긋난 크기를 나타내며, 동심도는 데이텀인 원의 중심에 대해 원형형체의 중심의 위치가 벗어난 크기를 말한다. 두개 이상의 원통형체가 동일한 축심을 가지거나 하나의 축직선상에 있다면 동축이라고 할 수 있다.

하지만 일반적으로 기계공학에서는 동심이나 동축이라는 용어를 함께 사용한다. 공작물이나 제품의 구멍에 안내되는 위치결정핀, 회전하는 전동축 등의 외경이나 베어링 및 부시등 원통형상의 기계요소가 끼워맞춤되는 구멍에 흔히 적용된다.

[key point]

- 동심도 공차는 주로 원통형상에 적용되나 축심을 가지는 형상에도 적용할 수 있다.
- 동심도 공차는 자세공차인 평행도나 직각도의 경우와 마찬가지로 관계특성을 가지므로 반드시 데이텀을 기준으로 적용한다.
- 동심도 공차는 데이텀 축심을 기준으로 규제되는 형체의 공차역이 원통형태이므로 규제하는 공차값 앞에 ∅를 붙이며 최대실체 공차방식은 적용하지 않는다.

<베어링 하우징의 동심도 적용 실례>

기하공차값의 선정에 관하여...

 

실무에서 적용하는 기하공차값은 일선 학교나 학원(일부 사례)등에서 가르치는 방식이나 시중에 자격증 실기 대비 도서에 나오는 것처럼 IT 몇 등급을 지정하여 일괄적으로 기하공차값을 적용하는 방식과는 조금 다를 수 있다. 

우리가 일반적인 산업기계나 자동화기계 등을 설계하는 경우 가장 폭 넓게 적용하고 있는 IT공차등급이 구멍은 보통 7급, 축은 6급을 적용하는 사례가 많을 것이다.

(예 : 구멍 H7에 축은 g6, m6, p6 등)

이것에 기인해서 혼선을 주지 않기 위하여 기하공차는 IT,7급과 IT6급 보다 한단계 정밀한 공차등급인 IT5급을 적용해 준 것이 아닌가 하는 개인적인 분석이다. 물론 실기 시험 도면에 IT6급을 적용하였더라도 감점의 대상이 돼지는 않을 것이다.

(단, 시험 주관처에서 기하공차값은 IT 몇 급으로 일괄적으로 적용하라고 하지 않는다는 가정에서다.) 

기하공차값은 딱히 IT 몇급을 적용해야 한다는 시험 기준이 없는 경우 수험자는 IT5급이든 IT6급든 어느 것을 적용해도 크게 문제가 되지는 않을 것이다. 수험자는 설계자의 입장에서 도면에서 요구되는 기능이나 정밀도를 판단하여 적절하게 선택하여 사용하면 될 것이다. 

특히 시험 과제 도면을 분석해 보면, 베어링이 많이 적용되어 있는데 특별한 지시가 없으며 일반적인 등급의 베어링(보통급, 일반급)을 적용한 것으로 간주하고 치수공차나 기하공차를 기입해 주는 것 같다는 판단이다. 

하지만 P4급 이상의 고정밀도 베어링을 적용하는 경우는 제조사에서 추천하는 기하공차값이
 1T5/2 이런 식으로 카타로그 상에 나타내 준 사례는 많다.