공차란?
[ tolerance, 公差 ]
어느 기준값에 대해 규정된 최대값과 최소값의 차이를 말한다. 기계부품에서 축과 구멍과 같이 끼워맞춰 사용할 때 단단한 끼워맞춤인가 헐거운 끼워맞춤인가에 따라 기계의 성능에 크게 영향을 미친다. 부분품이 알맞은 틈새로 끼워 맞추어지는 것을 끼워맞춤이라 하고, 부분품의 사용목적에 따라 단단한 끼워맞춤 또는 헐거운 끼워맞춤이 요구된다. 설계도에 기입된 치수는 설계계산에 의해 정해진 치수이며, 이것을 호칭치수라고 한다.
실제로 기계가공을 하여 완성된 치수와 호칭치수가 똑같기란 어려우므로, 호칭치수에 대해 실용상 허용되는 최대치수와 최소치수를 정하고, 가공해서 다듬질한 후의 치수가 이 최대치수와 최소치수 사이 즉, 공차에 들어 있으면 공작이 쉬워진다. 공차는 끼워맞추기의 종류에 따라 다르며, 가공된 것이 공차의 범위 내에 들어 있는가를 검사하는 기구를 한계게이지라고 한다.
기하공차 종류와 기호
※참조서적: 기계공학제도 : 기본편 (경상대학교 기계공학과), 두산백과
일반허용공차는 도면의 치수에 다른 공차가 없을 때 적용하는 그야말로 일반적인 보통 적용하는 공차이다. 그러니까, 치수에 아무 공차가 없을 때 적용하는 공차가 일반 공차, 베어링이나 끼워 맞춤 등에 사용하는 끼워 맞춤 공차, 일반 공차도 아니고 끼워 맞춤도 아닌 곳에 설계자가 임의로 적용하는 공차가 있다. 부연설명을 하자면, 끼워 맞춤은 정밀도를 요구하는 경우에 사용한다.
축의 외경과 베어링 내경이 접하는 곳, 베어링 외경과 케이스(하우징) 내경이 접하는 곳 또는 부품 간 서로 마찰되는 부분 등, 조립 상태가 헐거워져 작동상 부품의 흔들림으로 인한 소음과 관련되는 부분, 그리고 축과 오일 씨일 등 누유의 우려가 있는 부분에 끼워맞춤 공차를 사용한다.
끼워 맞춤 공차 이외에 규격에서는 '일반 공차'라는 것이 있다.
보통 사내 규격으로 정하거나 도면 모서리에 '일반 공차'라고 하는 표를 넣는데,
도면에 지정하지 않는 공차는 이 '일반 공차'에 준한다는 말이다.
사내 규격 또는 도면내에 일반 공차표가 있기 때문에 치수마다 일일히 공차를 적지 않고 정해둔 일반 공차를 적용하고 있다. (일반공 차표가 없다면 치수마다 일일히 공차를 기입하면 도면이 엄청 복잡하기 때문에)
공차 규격이 없다면? 설계자는 도면상에 100이라 해 두었는데 가공을 한 다음 검사를 하니 101이었다. 그러면 검사자는 이 부분을 합격으로 해야하는지 불합격으로 해야 하는지 판단을 할 수 없을 것이다. 그런데 사내 규격 또는 도면 모통이에 길이에 대한 일반 공차가 적혀 있다면 그 기준대로 합부 판단을 하면 될 것이다.
일반 공차에서 보통, 길이는 +/- 공차를 주고, 축의 경우에는 0/- 공차를, 구멍은 +/0 공차를 준다. 그런데 +쪽으로는 공차를 주어서 치수가 커져도 되지만, - 쪽으로 공차를 주어 치수가 작아지면 안되는 경우가 있다. 그 경우에는 그냥 30이라고 두면 일반 공차에서는 +/- 가 되기 때문에, +는 되지만 –는 안된 다는 뜻으로 +0.2/0 라고 공차를 적어두는 것도 있다.
공차의 폭을 얼마로 해야 하는지, 또는 +/+ 로 해야 하는지, 아니면 +/0 으로 해야하는지, 아니면 -/-로 해야 하는지는 설계자가 판단해야 한다. 이런 판단은 그 부품에 조립되는 조립성도 알아야하므로, 조립관계 확인, 경험에 의한 노하우 또는 유사 부품의 기존 사용된 공차 등을 참고하기도 한다.
결론적으로
1. 공차가 없는 치수는 일반 공차를 적용한다.
2. 일반 공차는 ks규격에도 있지만 보통은 사내 규격으로 정하고 도면 모퉁이에 표로 기입해 놓는다
3. 일반 공차를 적용하면 안되는 부분이라고 설계자가 판단되면 치수 뒤에 공차를 기입해 넣는다.
4. 공차는 끼워 맞춤 공차가 있고, 그렇지 않는 공차가 있다.
5. 끼워 맞춤 공차는 정밀성이 요구되는 주로 암-수가 접촉하는 부분에 기입한다.