2. 공차 - (2.2) 구멍과 축의 끼워맞춤 [공차역, 기초가 되는 치수 허용차]

지난 포스팅에선 구멍과 축의 끼워맞춤에 있어서 핵심 개념인

IT 공차와 그것의 해석에 대하여 알아보았다.

http://nefing.com/c/53933005

2. 공차 - (2.1) 구멍과 축의 끼워맞춤 [IT 공차의 정의, 해석]

이번 포스팅에서도 역시 구멍과 축의 끼워맞춤에 대해 알아볼 것이며,

금번 포스팅에선 아래 항목 중, 3, 4번 항목에 대해 알아본다.

 

1. IT공차의 정의 및 표기형식

2. IT공차의 의미와 예시

3. 구멍과 축의 공차역 - 정의 & 표기 형식

4. 공차의 해석과 기초가 되는 치수 허용차

5. 끼워 맞춤 방식

6. 권장되는 끼워맞춤 영역

 

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1. 구멍과 축의 공차역 – 정의 & 표기 형식

 

A. 공차역의 정의

 

- 아래 이미지와 같이 축과 구멍의 지름 치수에 적용되는 치수 요소이다.

(빨간 알파벳이 공차역이다.)

 

구멍과 축의 공차역

 

- 공차역은 아래의 두 가지 의미를 내포한다.

1) 해당 치수가 구멍의 지름인지, 축의 지름인지에 대한 정보

2) 공차 값 범위의 기준점 (= 기초가 되는 치수허용차)

-> 공차는 항상 범위로 존재하는데 공차역이 공차 범위의 기준점에 대한 정보를 말해준다.

(상세 내용은 포스팅 하단에서 다룬다.)

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B. 공차역의 분류

 

- 공차역은 구멍과 축의 공차역으로 분류되며 각각의 특징은 아래와 같다.

 

1) 구멍의 공차역

1.1) 알파벳 대문자를 사용하여 표기한다.

1.2) 아래 Table과 같이 총 28가지의 공차역이 존재한다.

1.3) A에 근접할수록 실제치수가 정치수보다 크며,

반대로 ZC에 근접할수록 실제치수가 정치수보다 작다.

1.4) 공차역 H에서 최소허용치수가 정치수와 동일하다. (=아래치수허용차가 0이다.)

(참고로, 구멍은 안쪽 형성된 형체라는 의미에서 내측형체라 칭한다.)

 

2) 축의 공차역

1.1) 알파벳 소문자를 사용하여 표기한다.

1.2) 아래 Table과 같이 총 28가지의 공차역이 존재한다.

1.3) a에 근접할수록 실제치수가 정치수보다 작으며,

반대로 zc에 근접할수록 실제치수가 정치수보다 작다.

1.4) 공차역 h에서 최대허용치수가 정치수와 동일하다. (=위치수허용차가 0이다.)

(참고로, 축은 바깥에 형성된 형체라는 의미에서 외측형체라 칭한다.)

 

구멍과 축의 공차역 및 공차역의 특징

 

C. 표기 형식

- 공차역은 하기 이미지와 같이 정치수, IT공차와 함께 표기된다.

(하기 이미지는 위 축과 구멍에 사용된 치수이다.)

 

축의 공차역

 

구멍의 공차역

 

 

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2. 공차의 해석과 기초가 되는 치수 허용차

 

 

A. 끼워맞춤 공차 해석의 Mechanism

- 끼워맞춤 공차 해석의 Mechanism은 아래 이미지와 같이 3단계로 나눌 수 있다.

끼워맞춤 공차 해석 Mechanism

 

- 위 Mechanism 중 <STEP 2>가 이번 포스팅에서 다루는 내용이다.

공차 범위를 알기 위해선 공차 범위의 기준을 알아야 하고, 그 기준을 ‘기초가 되는 치수 허용차’라고 한다.

그러므로 ‘기초가 되는 치수 허용차’에 대한 개념을 알아야만 끼워맞춤 공차를 해석할 수 있다.

(<STEP 1, 3>는 이전 포스팅을 참고하길 바란다.)

 

B. ‘기초가 되는 치수 허용차’란?

 

B.1) 정의

- ‘기초가 되는 치수허용차’는 ‘공차역’이 내포하고 있는 2가지 정보 중 하나로,

공차 범위의 기준이 되는 값이다.

- 각 공차역마다 ‘기초가 되는 치수 허용차’가 정의되어 있다.

 

Ex1) 공차역 H의 ‘기초가 되는 치수 허용차’ = 0 (아래 치수 허용차**, EI)

Ex2) 공차역 h의 ‘기초가 되는 치수 허용차’ = 0 (위 치수 허용차**, eu)

** 아래 치수 허용차 = 제작 가능한 최소 치수 - 기준 치수

-> 구멍의 경우 EI, 축의 경우 ei라고 표현한다.

** 위 치수 허용차 = 제작 가능한 최대 치수 - 기준 치수

-> 구멍의 경우 ES, 축의 경우 es라고 표현한다.

 

 

B.2) 분류

- ‘기초가 되는 치수 허용차’는 아래 치수 허용차가 될 수도 있고, 위 치수 허용차가 될 수도 있다.

a) ‘기초가 되는 치수 허용차’가 아래 치수 허용차인 경우

: ES(es)보다 EI(ei)가 0에 가까운 경우에 해당

: 공차역에 의해 EI(ei) 값이 주어짐

: 아래 이미지와 같이 구멍의 경우 A~H 까지 해당, 축의 경우 j~zc에 해당

 

구멍의 공차역 - 기초가 되는 치수 허용차가 EI인 경우

 

축의 공차역 - 기초가 되는 치수 허용차가 ei인 경우

 

b) ‘기초가 되는 치수 허용차’가 위 치수 허용차인 경우

: EI(ei)보다 ES(es)가 0에 가까운 경우에 해당

: 공차역에 의해 ES(es) 값이 주어짐

 

: 아래 이미지와 같이 구멍의 경우 J~ZC 까지 해당, 축의 경우 a~h에 해당

 

구멍의 공차역 - 기초가 되는 치수 허용차가 ES인 경우

 

축의 공차역 - 기초가 되는 치수 허용차가 es인 경우

 

C. 공차의 해석

 

- ‘기초가 되는 치수 허용차’가 2가지로 분류 되듯,

공차의 해석 또한 2가지 case로 분류하여 해석한다.

 

 

a) ‘기초가 되는 치수 허용차’가 아래 치수 허용차인 경우의 공차 해석

- 공차역에 의해 주어진 EI(ei)와 IT 공차를 더하여 ES(es)를 계산한다.

즉, ES(es) = EI(ei) + IT공차 크기

- ES(es), EI(ei)를 모두 알면 공차 해석을 완료한 것이다.

 

끼워맞춤 공차의 해석 - 1

 

- 공차 해석의 Mechanism 적용 예시는 아래와 같다.

(구멍에 대한 예시이지만 축에도 동일하게 적용 가능하다.)

 

Ex1) ∅16H7

<STEP 1> 기준치수 = ∅16

<STEP 2> H의 EI = 0

<STEP 3> 기준치수 pi16에서 IT7일 경우 공차 범위 크기 = 18um

-> ES = EI + IT공차 크기 = 0+18um

 

b) ‘기초가 되는 치수 허용차’가 위 치수 허용차인 경우의 공차 해석

- 공차역에 의해 주어진 ES(es)와 IT 공차를 빼서 EI(ei)를 계산한다.

즉, EI(ei) = EU(eu) - IT공차 크기

- ES(es), EI(ei)를 모두 알면 공차 해석을 완료한 것이다.

 

끼워맞춤 공차의 해석 - 2

- 공차 해석의 Mechanism 적용 예시는 아래와 같다.

(축에 대한 예시이지만 구멍에도 동일하게 적용 가능하다.)

 

Ex) ∅16h7

<STEP 1> 기준치수 = ∅16

<STEP 2> h의 eu = 0

<STEP 3> 기준치수 pi16에서 IT7일 경우 공차 범위 크기 = 18um

-> ei = eu - IT공차 크기 = 0-18um

 

 

다음 포스팅에선 축과 구멍의 끼워맞춤 방식에 대하여 알아본다.

 

 

위 글은 기업의 구매, 영업, 설계 담당자에게 도움을 드리기 위한 참조용 글입니다.

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