치수공차(tolerance)

1. 치수공차 용어 그림 L1-1은 치수공차(tolerance)에 사용되는 용어를 나타낸 것이다. 기준 치수(basic size): 치수공차를 정할 때 기준이 되는 치수로 지금까지 우리가 도면에 기입해온 치수이다. Ø64±0.03에서 Ø64가 기준치수가 된다. 실 치수(actual size): 가공이 완료된 후 실제로 측정했을 때의 치수이다. 실제로 부품을 가공할 때에는 기계의 가공정밀도, 재료의 불량, 작업자의 숙련도, 온도나 습도의 영향 등 여러 가지 이유로 인해 기준 치수보다 조금 크거나 작게 가공된다. 반면에 축과 구멍처럼 끼워 맞추는 부품은 그 상태에 따라 일부러 조금 크게 또는 조금 작게 가공하기도 한다. 허용 한계 치수(limit of size): 허용할 수 있는 실 치수의 범위를 말한다. 최대 허용 치수와 최소 허용 치수가 있다. 최대 허용 치수(maximum limit of size): 허용할 수 있는 가장 큰 실 치수이다. 실 치수가 이 치수보다 크면 안 된다. 그림 L1-1에서 Ø64.03(64+0.03)이 허용할 수 있는 최대 실 치수이다. 최소 허용 치수(minimum limit of size): 허용할 수 있는 가장 작은 실 치수. 실 치수가 이 치수보다 작으면 안 된다. 그림 L1-1에서 Ø63.97(64-0.03)이 허용할 수 있는 최소 실 치수이다. 치수 허용차(deviation): 허용 한계 치수와 기준 치수와의 차이다. 위 치수 허용차와 아래 치수 허용차가 있다. 위 치수 허용차(upper deviation): 최대 허용 치수와 기준 치수와의 차. Ø64±0.03에서 +0.03이 위 치수 허용차에 해당된다.(64.03-64.00=0.03) 아래 치수 허용차(lower deviation): 최소 허용 치수와 기준 치수와의 차. Ø64±0.03에서 -0.03이 아래 치수 허용차에 해당된다.(63.97-64.00=-0.03) 치수공차(tolerance): 공차라고도 한다. 최대 허용 치수와 최소 허용 치수와의 차 또는 위 치수 허용차와 아래 치수 허용차의 차.(64.03-63.97=0.06 또는 +0.03-(-0.03)=0.06)

<그림 L1-1>

2. 보통공차 편차가 없는 완벽한 치수로 부품을 가공할 수는 없다. 따라서 도면에 기입되는 모든 치수에 공차가 허용되어야 한다. 그러나 대부분의 치수는 특별한 정밀도를 필요로 하지 않는다. 보통공차(general tolerance)는 특별한 정밀도를 요구하지 않는 부분에 일일이 공차를 기입하지 않고 일괄하여 기입할 목적으로 규정되었다. 보통공차를 적용함으로써 설계자는 특별한 정밀도를 필요로 하지 않는 치수의 공차까지 결정해야 하는 수고를 덜 수 있다. 또, 제도자는 모든 치수에 일일이 공차를 기입하지 않아도 되며 도면이 훨씬 간단해진다. 뿐만 아니라 비슷한 기능을 가진 부분들의 공차 등급이 설계자에 관계없이 동일하므로 제작자가 효율적으로 부품을 생산할 수 있다. 보통공차 관련 KS 규격을 정리하면 다음과 같다. KS B 0412(보통공차 제1부: 개별적인 공차의 지시가 없는 길이 및 각도 치수에 대한 공차) KS B 0146(보통공차 제2부: 개별적인 공차의 지시가 없는 형체에 대한 기하공차) KS B 0413(금속 프레스 가공품의 보통 치수 공차) KS B 0416(금속판 시어링 보통공차) KS B 0417(금속 소결품의 보통공차) KS B 0418(주강품의 보통공차) KS B 0250(주조품의 치수공차 및 절삭여유 방식) KS B 0250 부속서 1(주철품의 보통 치수 공차) 표 L1-1은 절삭 가공품의 길이 치수에 대한 보통공차(모떼기 부분 제외)를 나타낸 것이고, 표 L1-2는 모떼기 부분의 길이 치수에 대한 보통공차를, 표 L1-3은 각도 치수에 대한 보통공차를 나타낸 것이다.(KS B 0412)

기준 치수(mm)	공차 등급 및 허용차(mm)
	정밀급(f)	보통급(m)	거친급(c)	아주 거친급(v)
0.5이상 3이하	±0.05	±0.1	±0.2
3초과 6이하	±0.05	±0.1	±0.3	±0.5
6초과 30이하	±0.1	±0.1	±0.5	±1.0
30초과 120이하	±0.15	±0.3	±0.8	±1.5
120초과 315이하	±0.2	±0.5	±1.2	±2.5
315초과 1000이하	±0.3	±0.8	±2.0	±4.0
1000초과 2000이하	±0.5	±1.2	±3.0	±6.0
2000초과 4000이하		±0.2	±4.0	±8.0

<표 L1-1>

기준 치수(mm)	공차 등급 및 허용차(mm)
	정밀급(f)	보통급(m)	거친급(c)	아주 거친급(v)
0.5이상 3이하	±0.2	±0.2	±0.4	±0.4
3초과 6이하	±0.5	±0.5	±1.0	±1.0
6초과	±1.0	±1.0	±2.0	±2.0

<표 L1-2>

짧은 변의 길이(mm)	공차 등급 및 허용차
	정밀급(f)	보통급(m)	거친급(c)	아주 거친급(v)
10이하	±1˚	±1˚	±1˚30´	±3˚
10초과 50이하	±0˚30´	±0˚30´	±1˚	±2˚
50초과 120이하	±0˚20´	±0˚20´	±0˚30´	±1˚
120초과 400이하	±0˚10´	±0˚10´	±0˚15´	±0˚30´
400초과	±0˚5´	±0˚5´	±0˚10´	±0˚20´

<표 L1-3>

표 L1-4는 KS B 0250 부속서 1에 있는 주철품의 길이 치수에 대한 보통공차를 옮긴 것이고, 표 L1-5는 KS B 0418에 있는 주강품의 길이 치수에 대한 보통공차를 옮긴 것이다.

기준 치수(mm)	회주철품의 허용차(mm)		구상흑연주철품의 허용차(mm)
	정밀급	보통급	정밀급	보통급
120이하	±1.0	±1.5	±1.5	±2.0
120초과 250이하	±1.5	±2.0	±2.0	±2.5
250초과 400이하	±2.0	±3.0	±3.5	±3.5
400초과 800이하	±3.0	±4.0	±4.0	±5.0
800초과 1600이하	±4.0	±6.0	±5.0	±7.0
1600초과 3150이하		±10.0		±10.0

<표 L1-4>

기준 치수(mm)	공차 등급 및 허용차(mm)
	A급	B급	C급
120이하	±1.8	±2.8	±4.5
120초과 315이하	±2.5	±4.0	±6.0
315초과 630이하	±3.5	±5.5	±9.0
630초과 1250이하	±5.0	±8.0	±12.0
1250초과 2500이하	±9.0	±14.0	±22.0
2500초과 5000이하		±20.0	±35.0
5000초과 10000이하			±63.0

<표 L1-5>

보통공차는 그림 L1-2와 같이 주(note)란에 기입한다. 그림 L1-2의 투상도에 기입된 치수 중에서 공차가 지정된 치수는 58±0.005(그림 L1-2-가) 하나 뿐이다. 나머지 공차가 지정되지 않은 치수는 공차가 없다는 뜻이 아니라 주(note)란에 있는 보통공차를 적용한다는 의미이다. 우선 절삭 가공하는 부분(가공부)과 제거 가공하지 않는 부분(주조부)을 면의 지시 기호로 구별해야 한다. 그림 L1-2 (나)의 치수 38로 지정된 양쪽 면에는 면의 지시 기호가 없다. 이것은 부품 번호 옆에 있는 "제거 가공하지 않음"을 적용하라는 의미이다. 따라서 이 부분은 KS B 0250 부속서 1의 보통급을 적용해야 한다. 표 L1-2에서 기준 길이 120이하, 회주철품(부품란의 GC200), 보통급에 해당되므로 치수 허용차가 ±1.5이다. 제작자는 이 부분의 치수가 38±1.5(39.5∼36.5) 범위에 있도록 주조해야 한다. 그림 L1-2 (다)의 치수 12 왼쪽은 주조 면이지만 오른쪽 면은 절삭 가공하도록 되어 있다. 따라서 KS B 0412 보통급을 적용한다. 표 L1-1에서 기준 길이 6초과 30이하에 해당되며, 보통급이므로 도면의 치수 12는 12±0.1을 의미한다. 따라서 제작자는 이 부분의 치수가 12.01∼11.99 범위에 들어가게 가공하여야 한다.

<그림 L1-2>