■ 치수공차와 끼워맞춤 1 공 차 (1) 공차의 개요 대량 생산 방식에 의해서 제작되는 기계부품은 호환성을 유지할 수 있도록 가공되어야 한다. 즉, 모든 부품은 확실하게 조립되고 요구되는 성능을 얻을 수 있어야 한다. 또한, 치수공차와 기하학적 형상공차 및 표면거칠기는 상호 상관 관계를 갖도록 설정하여야 하고, 이들 중 기본이 되는 것이 치수공차이다. (2) 용어의 뜻 1. 구멍 : 주로 원통형의 내측 형체를 말하나, 원형 단면이 아닌 내측 형체도 포함된다. 2. 축 : 주로 원통형의 외즉 형체를 말하나, 원형 단면이 아닌 외측 형체도 포함된다. 3.기준치수 : 치수 허용한계의 기본이 되는 치수이다. 도면상에는 구멍, 축 등의 호칭 치수와 같다. 4. 기준선 : 허용한계 치수와 끼워맞춤과를 도시할 때 치수허용차의 기준이 되는
선으로, 기준선은 치수허용차가 0 5. 허용한계치수 : 형체의 실치수가 그 사이에 들어가도록 정한, 허용할 수 있는 대소 2개의 극한의 치수. 즉, 최대허 6. 실치수 : 형체를 측정한 실측치수 7. 최대 허용치수 : 형체의 허용되는 최대치수 8. 최소 허용치수 : 형체의 허용되는 최소치수 9. 공차 : 최대 허용한계 치수와 최소 허용한계 치수와의 차이며, 치수허용차라고도 한다. 10. 치수 허용차 : 허용한계 치수에서 기준치수를 뺀 값으로서 허용차라고도 한다. 11. 위치수 허용차 : 최대허용치수에서 기준치를 뺀 값 12. 아래치수 허용차 : 최소 허용치수에서 기준치수를 뺀 값 (3) 기본공차 1. 기본공차의 구분 및 적용 : 기본공차는 IT01부터 IT18까지 20등급으로
구분하여 규정되어 2. IT공차의 수치 : 기준 치수가 500 이하인 경우와 500을 초과하여 3150까지 공차등급 IT1부터 2 끼워 맞춤 구멍과 축이 조립도니느 관계를 끼워맞춤이라 한다. 1. 틈새 : 구멍의 지름이 축의 지름보다 큰 경우 두 지름의 차를 말한다. 2. 죔새 : 축의 지름이 구멍의 지름보다 큰 경우 두 지름의 차를 말한다. (1) 끼워맞춤에 사용되는 구멍과 축의 종류 끼워맞춤에 사용되는 구멍과 축의 종류는 기초가 되는 치수 허용차의 수치와 방향에 의해서 결정되며, 이것은 공차역의 위치를 나타낸다. (2)끼워맞춤의 종류 1. 끼워맞춤방식에 따른 종류 (가) 구멍 기준식 끼워맞춤 : 아래치수 허용차가 0인 H기호
구멍을 기준 구멍으로 하고, 이에 2. 끼워맞춤 상태에 따른 분류 구멍이 축보다 가공하거나 측정하기가 어려우므로, 여러 가지 종류의 구멍을 가공해야 하는 축기준 끼워맞춤을 선택하는 것보다, 1개의 구멍에 여러 가지 축을 가고앟여 끼워맞춤하는 구멍 기준 끼워맞춤을 선택하는 것이 유리하다. 3 치수공차와 끼워맞춤 기호의 기입법 (1) 치수공차의 기입법 1. 치구공차는 공차역 클래스기호(치수공차 기호) 또는 공차값을 기준치수에 계속하여 기입 기준면이
없이 직렬로 기입할 경우에는 공차 누적이 부품 기능에 관계되지 않을 때에 사용 (2) 끼워맞춤의 기입법 1. 공차에 의한 기입법 : 끼워맞춤은 구멍, 축의 공통 기준 치수에 구멍의 공차 기호와 죽의 공차 끼워맞춤(공차)에 대해 - 보통 공차가 길이 치수와 각도 치수에 대한 공차라면 끼워맞춤(fit)은 끼워 맞춰지는 구멍과 축 사이의 공차 방식(System) 이다. 끼워 맞춰지는 구멍과 축 사이의 관계라고 이해하면 된다. 다만 끼워맞춤에서의 구멍 (Hole)은 구멍과 같은 역활을 하는 안쪽 형체 모두를 의미하고, 축(Shaft)은 축과 같은 기능을 가진 바깥쪽 형체 모두를 의미한다는 것을 염두에 두어야 한다. 끼워 맞춤은 다음의 두 가지 요소로 구성되어 있다. ① 구멍 또는 축의 표준 공차 등급 ② IT 등급 도면에 끼워맞춤을
지시할 때에는 기준 치수 다음에 이 두 가지 요소를 함께 표시해야 한다. ② ∅16g6 : ∅16은 기준치수, g는 축의 표준 공차 등급, 6은 IT 등급이다. 구멍 또는 축의 표준 공차 등급과 IT 등급을 합해서 공차 등급 (Tolerance grade) 이라 부른다. 1. IT 등급 (International tolerance) - IT 01, IT 0, IT 1, IT 2 ... IT 18 까지 20 등급으로 되어 있으며, 흔히 IT 기본 공차 또는 IT 공차라고 부른다. 표 1은 IT 등급별 공차의 일부를 나타낸 것이다. 기준 치수가 클수록, IT 등급이 높을수록 공차가 커진다.
<표 1> 표 1은 구멍과 축을 제작할 때 IT 등급을 적용하는 기준이다. 우리가 논의할 부분은 끼워맞춤용이다. 구멍의 IT 등급은 축의 IT 등급보다 한 등급 위의 것을 적용한다. 예를 들어, 축이 IT 5 이면 구멍은 IT 6을 적용한다. 이것은 구멍이 축보다 가공하기 어렵기 때문이다.
2. 기초가 되는 치수 허용차 - 그림 1 (가)와 같이 구멍의 치수가 ∅48이고 IT 등급이 7이라면 위의 표 1 에서 기준 치수 30초과 50 이하, IT 7등급에 해당된다. 따라서 이 구멍의 공차는 25㎛ (0.025㎜)이다. 그렇다면 이 구멍의 최대 허용 치수와 최소 허용 치수는 얼마일까? ① 이것만으로는 알 수 없다. ② 왜냐하면 0.025는 치수 허용차가 아니 공차이기 때문이다. ③ 다시 말해서 ±0.025 (위 치수 허용차 +0.025, 아래 치수 허용차 -0.025)를 의미하는 것이 아니다. ④ 0.025는 위 치수 허용차에서 아래 치수 허용차를 뺀 값이다. (그림 1 - 가) ⑤ 그러므로 위 치수 허용차 또는 아래 치수 허용차 중 어느 하나의 값은 알아야 나머지 하나의 값을 구할 수 있다. 미지수가 두 개의 방정식 (x-y=0.025)과 같다. ⑥ 만일 아래 치수 허용차가 0 이라면 위 치수 허용차는 +0.025 가 된다. (+0.025-0=0.025) ⑦ 위 치수 허용차와 아래 치수 허용차가 결정되었으므로 이 구멍의 최대 허용 치수는 ∅48.025, 최소 허용 치수는 ∅48.000 이다. (그림 1 - 나) 여기에서 계산의 기초가 된 아래 치수 허용차를 기초가 되는 치수 허용차라고 한다. 기초가 되는 치수 허용차 (Fundamental Deviation)는 IT 등급과 함께 최대 허용 치수와 최소 허용 치수를 구할 때 기준이 되는 치수 허용차 이며, 위 치수 허용차와 아래 치수 허용차 중 기준 치수에 가까운 것을 기초가 되는 치수 허용차로 한다. <그림 1> 3. 구멍과 축에 대한 표준 공차 등급 - KS B 0008-2는 일반적으로 많이 사용되는 구멍과 축의 치수 허용차를 각각 28 등급으로 정의하고 다음 규칙에 따라 표시하도록 규정하고 있다. ① 구멍의 표준 공차 등급은 알파벳 대문자로 표시한다. ② 축의 표준 공차 등급은 알파벳 소문자로 표시한다. ③ 알파벳 i, l, o, q, w, I, L, Q, W 는 사용하지 않는다. ④ 위 치수 허용차는 ES와 es로 표시한다. ⑤ 아래 치수 허용차는 EI와 ei로 표시한다. ⑥ 구멍의 표준 공차 등급 A~H는 EI를 가지며, J~ZC는 ES를 가진다. ⑦ 축의 표준 공차 등급은 a~h는 es를 가지며, j~zc는 ei를 가진다. ⑧ 표준 공차 등급 JS(js)는 ES(es)와 EI(ei)를 모두 가지며, 그 값은 공차의 1/2이다. 예를 들어 기준 치수가 16, IT 등급이 7 인 경우, 표 2 에서 공차가 0.018 (18㎛)이므로, ES(es)와 EI(ei)는 각각 +0.009, -0.009 이다. 단 JS7(js7)~JS11(js11)에서 공차가 ㎛ 단위로 홀수인 경우에는 치수 허용차가 정수가 되도록 ±(공차-1)/2 를 치수 허용차로 한다. 예를 들어 기준 치수가 16, IT 등급이 9 인 경우, 공차가 43㎛ 이므로, 치수 허용차는 ±43/2=±21.5㎛ 가 아닌 ±(43-1)/2=±21㎛ 이다. ⑨ 구멍과 축에 대한 표준 공차 등급은 구멍과 축을 분류하는 기준이 되기 때문에 구멍과 축의 종류로 설명되는 경우가 많다. 그림 2는 구멍과 축에 대한 표준 공차 등급과 치수 허용차의 상대적인 크기를 나타낸 것이다.
<그림 2> 그림 2에서 구멍의 표준 공차 등급 B, H, ZC에 대하여 설명하면 표 3와 같다.
<표 3> 표 4는 축의 표준 공차 등급 d, h, u 에 대하여 설명한 것이다.
<표 4> 4. 끼워맞춤의 종류 - 끼워맞춤에서 사용하는 틈새와 죔새는 다음과 같이 정의한다. ① 틈새 (clearance) : 축이 구멍보다 작을 때 생기는 치수 차(틈)이다. ② 죔새 (Interference) : 축이 구멍보다 클 때 생기는 치수 차(간섭)이다. [틈새와 죔새] 끼워맞춤을 끼워맞춤 방식에 따라 분류하면 다음과 같다. ① 구멍 기준 끼워맞춤 (Basic hole fit) : 기초가 되는 치수 허용차가 EI가 0인 H 등급의 구멍을 기준으로 이에 적당한 축을 선정하여 죔새나 틈새를 얻는 방식이다. 일반적으로 이 방식을 많이 사용한다. ② 축 기준 끼워맞춤 (Basic shaft fit) : 기초가 되는 치수 허용차가 es가 0인 h 등급의 축을 기준으로 이에 적당한 구멍을 선정하여 죔새나 틈새를 얻는 방식이다. 표 5 는 상용하는 구멍 기준 끼워맞춤 (Preferred tolerance for holes)이고, 표 6 은 상용하는 축 기준 끼워 맞춤 (Preferred tolerance for shafts)이다. 상용하는 끼워맞춤은 일반적으로 많이 사용하는 끼워맞춤을 모아 규정한 것이다. 끼워맞춤을 끼워맞춤 상태에 따라 분류하면 다음과 같다. ① 헐거운 끼워맞춤 (Clearance fit) : 구멍의 최소 허용 치수가 축의 최대 허용 치수보다 큰 경우, 쉽게 말해 구멍이 축보다 큰 경우이다. 따라서 항상 틈새가 생긴다. ② 억지 끼워맞춤 (Interference fit) : 구멍의 최대 허용 치수가 축의 최소 허용 치수보다 작은 경우, 즉 구멍이 축보다 작은 경우이다. 항상 죔새가 생긴다. ③ 중간 끼워맞춤 (Transition fit) : 축, 구멍의 치수에 따라 틈새 또는 죔새가 생기는 끼워맞춤이다.
<표 5>
<표 6>
|
치수 공차 및 끼워맞춤에서 치수기입 방법
저작권 © 2024 ko.idkuu.com Inc.
