기하공차 윤곽도 정의 및 평가방법

 

기하공차 윤곽도(profile)는 어떤방법과 기준으로 평가하는 것이 맞을까요? 이것에 대해 사람들마다 의견이 각기 다른 경우가 발생하곤 하는데요, 각자의 평가기준이 다르기 때문입니다. 이에, 기하공차 관련 세계적으로 통용되는 ISO(국제표준화기구) 및 ASME(미국기계학회)의 국제규격을 기준으로 한 윤곽도의 정의와 도면 규제 및 평가방법에 대해 알려드리고자 합니다.

 

윤곽도(profile)의 정의

ISO

ISO의 기하 공차 규격인 ISO 1101에 따르면 윤곽도는 다음과 같이 정의할 수 있습니다. "지정된 윤곽은 지시된 지름을 가진 원을 뒤덮는 동일한 간격을 가진 2개의 외곽선 사이에 있어야만 하며, 이때 특정 지름을 가지는 원의 중심은 이론적으로 정확한 기하학적인 형체에 위치한다"

이에 따라, 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. "이론적으로 정확한 기하학적인 형체로부터 양측 방향의 공차 역 크기가 동일하다"

 

ASME

미국기계학회에서도 ISO의 '양측 방향의 공차가 균등한' 윤곽도 정의방식을 포함하고 있다는 면에서 기본적인 틀은 같다고 보시면 됩니다. 그런데, ISO와는 달리 ASME는 윤곽도에 대한 추가적인 정의를 합니다. 바로 '불균등공차'에 대한 내용인데요, ASME 기하공차 규격인 ASME Y14.5에 따르면 "양측이 동일하지 않은 편측 방향의 공차에 대해서는 가상선으로 공차역을 규제한다"라는 ISO에는 없는 추가적인 방식에 대해 명시하고 있습니다.

 

윤곽도 정의 예시 그림

윤곽도 평가방법

ISO나 ASME 규격에는 윤곽도 평가방법에 대해서는 따로 규정하고 있지 않으며, 단지 "윤곽도 정의에 따라 공차역 내에 있어야 윤곽도를 만족한다"라고만 명시되어 있습니다. 그럼 제품을 측정했을 때 윤곽도 측정/평가값은 어떻게 나타내야 할까요? 두 가지 방법이 있습니다.

 

  ∙ 최대편차의 2 배값

  ∙ Min, Max 값

 

그런데 이 두 가지 평가방법 중 어느 것을 쓰는 것이 좋을까요? 다음 3가지 예시를 통해 판단해봅시다.

 

첫 번째, 양측균등공차인 경우

∙ 최대편차의 2배 : 측정결과 일치

∙ Min, Max 값 : 측정결과 일치

윤곽도 양측 균등공차인 경우 측정/평가결과 비교

두 번째, 편측불균등공차인 경우

∙ 최대편차의 2배 : 측정결과 불일치

∙ Min, Max 값 : 측정결과 일치

윤곽도 편측 불균등공차인 경우 측정/평가결과 비교

세 번째, 양측불균등공차인 경우

∙ 최대편차의 2배 : 측정결과 불일치

∙ Min, Max 값 : 측정결과 일치

윤곽도 양측 불균등공차인 경우 측정/평가결과 비교

 

요약 및 결론

도면의 윤곽도 규제에 따라,

 

◎ 양측균등공차역인 경우 : 어느 평가방법을 써도 무방하다.

◎ 불균등공차역인 경우 : Min, Max 값으로 평가하는 것이 타당하다. (최대편차 2 배값은 오류 발생 가능)

 

윤곽도는 다른 기하 공차 중에서도 모양과 위치를 동시에 규제하는 것이기에, '도면 규제상 윤곽도 스펙이 1.0인데 측정값이 0.5라서 합격이다'와 같이 하나의 값으로 평가하기엔 한계가 있다고 생각됩니다. 이론적으로 정확한 윤곽의 양측 방향을 모두 규제하기 때문이기도 하죠. 그러므로 도면에 지시된 구간의 형상이 실제 공차 역을 벗어나는지 아닌지를 판단하려는 자세가 중요하다고 생각됩니다.