기하공차(Geometric Dimensioning and Tolerancing, GD&T)는 제품의 치수, 형상, 위치 등의 특성을 정확하게 정의하고 제어하기 위한 국제적인 표준입니다. GD&T는 설계자와 제조자 사이의 의사소통을 원활하게 하며, 제품의 기능과 상호 교환성을 보장하기 위해 사용됩니다. 기하공차는 다음과 같은 요소들로 구성됩니다 기본치수(Basic Dimension): 제품의 치수를 나타내는 기본 값입니다. 허용치수(Tolerance): 기본치수에 대한 허용 범위를 나타냅니다. 최대 허용치와 최소 허용치의 범위로 표시될 수 있습니다. 기호(Symbol): 기하공차를 나타내기 위해 사용되는 기호 및 기호의 의미를 정의합니다. 예를 들어, 직경을 나타내는 기호로는 "Ø"를 사용하며, 위치를 나타내는 기호로는 "⊥"를 사용할 수 있습니다. 치수공차(Dimensional Tolerance)는 기하공차의 일부로, 제품의 치수에 대한 허용 범위를 정의합니다. 치수공차는 다음과 같은 방법으로 표현될 수 있습니다. 규격(GDT): 규격은 제품의 특정 치수에 대한 허용 범위를 나타냅니다. 예를 들어, 길이 100mm에 대한 허용 범위가 ±0.1mm라면, 규격은 "100±0.1"로 표현될 수 있습니다. 상호작용(Interchangeability): 제품 간의 상호 교환성을 보장하기 위해 허용치 범위가 정의됩니다. 예를 들어, 구멍의 지름이 10mm ±0.05mm이고, 해당 구멍에 들어갈 핀의 지름이 10mm ±0.03mm라면, 상호작용은 "H7/g6"로 표현될 수 있습니다. 기하공차와 치수공차는 제품의 치수와 형상에 대한 허용 범위를 정의하는 데 사용되는 중요한 요소입니다. 이를 통해 제품의 정확성과 상호 교환성을 유지하며, 제조 및 검사 과정에서의 오차와 변형을 관리할 수 있습니다. 공차의 종류 보통공차규격 KS B 0412 치수의 공차에서 제도의 도시를 단순화 할 목적으로개별치수 공차가 부여되지 않는 길이치수 각도치수에 대한 보통공차에 대해 규정 1단계 : 치수공차의 변동폭 결정 IT등급 부여 부품의 용도에 따라서 IT등급 결정- 정밀한 게이지 측정기 들의 부품 -> IT등급 1급 – 4급- 공장기계 스핀들, 스핀들 헤드 -> IT등급 4급- 자동차 엔진 로봇 구동부 등의 정밀 조립 부품 -> IT등급 6급 – 9급- 보통공차는 IT등급 13급 – 14급 수준의 공차 IT 기본공차(IT：International Tolerance)IT 기본공차는 치수의 구분에 따라 IT01~IT18까지 20등급이 있으나, IT01, IT0은정밀도가 아주 높아 제품생산에 적용하지 않고 별도로 정하고 있다. 끼워맞춤결합의 종류 - 헐거운 끼워맞춤 보통급자동차 엔진의 피스톤링과 피스톤홈 사이의 끼워맞춤,별다른 힘이 없이 조립이되고 분해가 된다 회전틈새두 부품이 서로 상대운동을 하면서도 부품 사이의 간격을 어느 정도 정밀하게 유지시키고 싶은 경우이다. 약간의 힘으로 금방 분해될 수 있다. 기계에서는 자동차바퀴와 차축 사이, 회전축과 청동부싱 사이 및 스플라인축과 기어 사이의 끼워맞춤 등. 정밀급레고 블록 사이의 끼워맞춤, 어느 정도 이상의 강한 힘으로 잡아 뽑아야 분해될 있다. 정밀베어링 내륜과 회전축 사이, 밀베어링 외륜과 스핀들 본체 구멍 사이, 키와 키홈 사이의 끼워맞춤, 두 부품사이의 간격을 매우 정밀하게 유지시키되공구로 강제로 결합시키는 것이 아니라 손의 힘만으로도 조립이 되는 타이트한 결합이다. - 중간끼워 끼워맞춤 때려박음손의 힘만으로는 분해가 불가능하여, 공구를 이용하여 큰 힘을 주거나, 해머로 때리거나, 프레스로 압력을 가하지 않으면 조립이나 분해가 되지를 않는다. 기계에서는 핀을 핀구멍에 망치로 박아 넣거나, 프레스를 이용하여 밀어 넣는 것 등 억지 끼워맞춤전기모터의 로터 뭉치를 회전축에 결합시키는 방법으로 열박음이라는 공정이 있다. 결합을 하면 전혀 분해가 불가능함. 기하공차의 종류 진직도투상면에 평행한 임의의 평면으로 부품을 절단하였을 때, 그 절단면에 나타난 부품의 외형선이 화살표방향으로 0.1 mm만큼 떨어진 2개의 평행한 완벽한 직선 사이에 있어야 한다는 것을 의미한다. 진원도축에 직각인 단면으로 부품을 절단하였을 때 그 절단면에 나타난 부품의 외형선이 그림과 같이 반지름방향으로 일정 거리만큼 떨어진 2개의 동심원 사이에 있어야 한다는 것을 의미한다. 이때 2개의 동심원은 서로의 반지름방향 거리가 가장 작게 나오도록 설정한다. 원통도진원도를 확장하면 원통도가 된다. 원통 형태의 부품의 원통면이 완벽한 원통면으로부터 얼마나 벗어나 있는지를 규정하는 기하공차이다. 원통도는 그림과 같이 기입하며, 부품의 원통면이 반지름방향으로 임의의 거리만큼 떨어진 2개의 동축인 원통면 사이에 있어야 한다는 것을 의미한다. 평행도2개의 형체가 서로 평행해야 하는 경우에 부여한다. 2개의 형체 사이의 상대적인 자세를 규정하기 때문에, 1개의 형체를 기준으로 다른 형체의 자세가 어떻게 되어 있는지를 따져야 한다. 여기서 기준이 되는형체를 ‘데이텀’이라고 한다.데이텀 직선 또는 데이텀 평면에 대하여 평행인 기하학적 정확한 직선 또는 평면으로부터 평행이어야 할 직선 모양 또는 평면 모양의 어긋남의 크기를측정 한다. 공차 값(한 방향의 평행도)은 데이텀 직선(LD)에 평행인 기하학적으로 평행한 2개의 평면사이에 공차를 주는 직선모양을끼웠을 때 그 평면의 간격(f)으로 표시한다. 직각도데이텀 직선 또는 데이텀 평면에 대하여 직각인 기하학적 직선 또는 평면으로부터 직각이어야 할 직선 모양 또는 평면 모양의 어긋남의 크기를 측정한다. 공차 값(한 방향의 평행도)은 데이텀 직선에 수직인 기하학적으로 평행한 2개의 평면사이에 공차를 주는 직선모양 또는 평면 모양을 끼웠을 때 그 평면의 간격으로 표시한다. 동축도전기모터와 변속기의 회전축의 축선이 서로 편심이 많이 되어 있으면 동력전달과정에서 회전이 한번씩 될 때마다 진동이 일어나게 된다.따라서 이러한 편심량을 규제하기 위하여 전기모터의 축과 변속기의 회전축이 고정되는 커플링 케이스의 양쪽 구멍을 어느 정도 이상의 편심이 발생되지 않도록 제작하여야한다. 이때 ‘동축도’라는 기하공차를 사용한다.동축도기호가 가리키는 축선은 데이텀 A-B를 축선으로 하는 지름 0.08 mm인 원통 안에 있어야 한다. 흔들림 공차회전축이 있는 제품은 축 중심부터 축 바깥면의 임의의 고정점까지의 거리가 축이 회전할 때 얼마나 변하는지를 규제하는 것을 흔들림공차 (run-out)라고 한다. 흔들림의 양은 인디케이터를 사용하여 간단히 측정할 수 있다.흔들림의 양은 회전축 바깥면의 진원도와 회전축 중심의 회전정밀도가 복합적으로 결합되어 결정된다. 위치도1위치도(true position)는 부품이 가지고 있는 점, 선 및 면의 위치에 대한 정밀도를 규정한다.• 그림 11-24에서 위치도기호가 가리키는 점은 직선 데이텀 A로부터 참값 60 mm, 직선 데이텀 B로부터 참값 100 mm 떨어진 정확한 위치에 있는 점을 중심으로 하는 지름 0.03 mm의 원 안에 있어야 한다. 위치도2(a)에서 위치도기호가 가리키는 구멍의 축선은 데이텀 A위에 있으면서, 데이텀 B로부터 참값 85 mm, 데이텀 C로부터 참값 100 mm 떨어진 정확한 위치를 지나고, 데이텀 A에 직각인 직선을 축선으로 하는 지름 0.08 mm인 원통안에 있어야 한다.(b)에서 위치도기호가 가리키는 8개의 지름 15H7 구멍들의 축선은 그림에서 도시된 것과 같이 참값 30 mm씩 떨어진 정확한 위치를 축선으로 하는 지름0.08 mm인 원통 안에 각각 있어야 한다. SOLIDWORKS 공차 알아보기▶ 자료출처 : 국제대학교 기계공학과 치공구설계_공차 표면거칠기
