공차 설계 방법

치수 공차 설계는 서로 잘 맞고 제대로 작동하는 구성 요소를 만드는 데 중요합니다. 과도하게 "느슨한" 허용 오차는 너무 많은 제조 허용량을 산출하여 잘못된 측정(따라서 종종 사용할 수 없는 부품을 초래합니다. 그러나 불필요하게 "엄격한" 허용 오차로 인해 비용, 리드 타임 및 복잡성이 증가할 수 있는 정밀도가 요구될 수 있습니다.

부품 공차에 대한 설계 프로세스를 마스터하면 다음을 보장하는 데 도움이 됩니다.

• 조각이 계획대로 서로 맞아 효과적이고 아름다운 최종 제품이 됩니다.
• 특별하고 불필요한 노동 요구 사항에 대한 비용을 절감하고 있지 않습니다.
• 불가피한 제조 오류가 부품을 쓸모 없게 만들지 않습니다.
• 자연적인 환경 마모로 인해 기능이 저하되지 않습니다.

부품의 치수 공차를 설계할 때 고려해야 할 요소가 많이 있습니다. 사용된 재료에서 조립 순서에 이르기까지 모든 것이 부품 공차에 기여할 수 있으므로 제조 공정의 모든 단계를 고려해야 합니다.

치수 공차 분석을 위한 팁

치수 공차는 엔지니어가 부품을 사용할 수 없게 되기 전에 직면할 수 있는 제조 오류의 한계를 이해하는 데 도움이 됩니다. 공차는 종종 X, Y 및 Z 치수로 측정되지만 표면 거칠기 및 외부 온도와 같은 모든 요소에 적용될 수 있습니다. "맞춤"은 샤프트가 구멍에 끼워지는 것과 같이 구성 요소가 서로 어떻게 끼워지는지를 결정하는 일종의 공차입니다.

시간을 들여 구성 요소의 모든 요소를 ​​깊이 고려함으로써 치수 공차와 맞춤을 가장 잘 결정할 수 있습니다. 주어진 부품의 모든 가능성과 애플리케이션 관련 요인, 환경 요인, 재료 등이 부품의 허용 오차에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 고려하십시오. 또한 특정 구성 요소의 제조 공정이 공차의 조임 또는 느슨함에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 고려해야 합니다.

치수 공차를 최적화하려면 성능과 비용 효율성 간의 바람직한 균형을 유지해야 합니다. 다음은 제조 공차를 설계할 때 염두에 두어야 할 몇 가지 제안 사항입니다.

사용할 제조 공정 결정

다양한 제조 방법에는 서로 다른 허용 오차가 필요하고 달성할 수 있어야 합니다. 부품 설계가 최종 사용을 위해 최적화될 뿐만 아니라 주어진 제조 방법에 적합하도록 보장하기 위해 항상 제조 가능성을 위한 설계(DFM) 모범 사례를 준수하십시오.

자료 고려

재료 유형에 따라 정확도, 일관성 및 수축률 수준이 다릅니다. 예를 들어, 황동은 용접성이 높지만 응력 부식 균열에 매우 취약합니다. 프로젝트 요구 사항을 충족하고 모든 허용 오차에 맞는 가장 적합한 재료를 선택하려면 재료 선택 차트를 사용하고 제조업체에 문의하십시오.

오차 누적 고려

공차 누적은 관련된 여러 공차에 대한 공차의 누적입니다. 이를 고려하지 않으면 더 작은 허용 오차가 많이 누적되어 두 개의 결합 구성 요소를 조립하는 것이 불가능할 수 있습니다.

환경 조건에 대한 설명

불규칙한 제조 환경은 더 자연스럽게 발생하는 변형을 초래할 것입니다. 구성 요소 간의 편차를 최소화하려면 부품이 만들어질 제조 시설이 규정 표준을 충족하고 제조 및 부품 성능에 영향을 미칠 수 있는 온도 또는 습도의 주요 변동을 겪지 않는지 확인하십시오. 더욱 중요한 것은 부품 응용 프로그램과 최종 사용 환경 요인을 고려하여 잠재적인 열화, 변색, 변형 등을 평가하는 것입니다.

반경이나 지름에 공차를 적용할 때 주의하십시오.

반지름의 허용 오차는 지름으로 측정할 때 두 배가 되므로 측정을 제대로 확인하지 않으면 의도한 것보다 실수로 느슨하거나 빡빡할 수 있습니다. 치수 공차가 0이 아니더라도 계속 0인 것처럼 처리하여 정확성을 보장합니다.

일반적인 설계 허용 오차

다음은 공차를 설계할 때 설계자와 엔지니어가 범하는 세 가지 일반적인 실수와 이를 방지하는 방법입니다.

치수 공차 생성을 기다리지 마십시오.

제품 개발 프로세스 초기에 허용 오차를 고려하면 시간과 비용이 많이 드는 재설계를 방지할 수 있습니다. 부품 사양을 조기에 조정하면 생산 속도와 출시 시간을 단축할 수 있습니다. 특히 첫날부터 공차를 최적화하기 위해 함께 협력할 수 있는 Fast Radius와 같은 전문 제조업체의 도움을 받는 경우 더욱 그렇습니다.

공차를 과도하게 조이거나 느슨하게 하지 마십시오.

공차의 균형을 맞추는 것은 공차 설계에서 가장 어려운 측면 중 하나입니다. 허용 오차가 지나치게 느슨하면 많은 구성 요소가 잘못 정렬되어 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 반면에 치수 공차를 너무 세게 설계하면 제조, 재료 및 인건비가 불필요하게 증가하여 귀중한 시간과 비용이 소요될 수 있습니다.

치수 공차를 생략하지 마십시오.

치수 공차를 생략하면 제조업체에서 자체 공차를 지정하거나 부품에 표준 ±0.005인치 공차를 배치합니다. 이로 인해 부적절한 크기의 조각이 생성될 수 있으며 적절한 허용 오차를 사용하여 올바르게 재생산해야 합니다.

규제 고려사항

공차 규정 및 지침을 따르면 매번 적절한 공차를 설계하는 데 도움이 되는 매개변수가 제공됩니다. 이러한 요구 사항과 모범 사례(일부는 아래에 설명되어 있음)를 통해 주어진 부품에 대한 표준 공차를 찾고, 공차 생성 프로세스를 지원하는 공식을 찾고, 구성 요소의 모든 재료 및 생산 요소를 적절하게 설명할 수 있습니다.

1. 기하학적 치수 및 공차(GD&T) . 이 시스템은 치수 공차, 엔지니어링 의도 및 기타 구성 요소 요구 사항을 정의하는 데 사용되는 언어를 표준화하는 데 도움이 됩니다. GD&T는 또한 공차 설계의 기본 규칙과 관행을 제공합니다.
2. 미국 기계공학회(ASME) . ASME는 GD&T를 사용하여 관용에 대한 기호, 정의 및 규칙 간의 통일성을 촉진합니다. 이를 통해 디자이너, 엔지니어 및 제조업체 간의 명확한 의사 소통과 이해를 보장할 수 있습니다.
3. 국제 표준화 기구(ISO) . 가장 보편적인 규제 기관 중 하나인 ISO는 제조 허용 오차에 대한 표준을 제공합니다. ISO 치수 공차 표준은 각도 투영, 시트 크기, 기본 제목 블록 및 테두리와 관련하여 ASME와 다릅니다.
4. 국제 공차 등급(IT 등급) . 이 가이드는 ISO에 정의된 산업 프로세스를 참조하고 해당 제조 프로세스가 주어진 치수에 대해 공차가 얼마나 정밀할 수 있는지 식별합니다. IT 등급은 특정 IT 등급의 허용 오차를 계산하는 데 도움이 되는 수학 공식을 제공합니다.

허용 오차가 적절하고 규정을 준수하는지 확인하려면 이러한 리소스를 참조하십시오. 이러한 도구를 활용하면 잘못된 공차를 방지하고 치수 공차를 형성하는 과정에 대한 통찰력과 이해를 높일 수 있습니다.

빠른 반경으로 공차 개선

치수 공차를 생성하는 것은 어려울 수 있지만 적절한 예측, 도구 및 공차 프로세스를 사용하면 부품의 장기적인 성능을 보장하는 데 도움이 되는 균형 잡힌 공차를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 허용 오차를 정의하려면 다양한 복잡한 요소를 평가해야 하며 가장 경험이 많은 제품 개발 팀에게도 어려울 수 있습니다. 모든 부품이 내약품성 및 고성능이라는 확신을 가지려면 신뢰할 수 있는 제조 파트너와 협력하는 것이 좋습니다.

선도적인 주문형 디지털 제조업체인 Fast Radius는 선택한 제조 방법, 재료, 일정, 예산, 관련 규정 및 고유한 프로젝트 요구 사항에 따라 치수 공차를 최적화하도록 도와줍니다. 노련한 엔지니어, 디자이너 및 고문으로 구성된 팀과 함께 Fast Radius는 설계 및 프로토타입 최적화에서 생산 및 이행에 이르는 전문 서비스를 제공합니다. 오늘 저희에게 연락하십시오. 당신의 비전을 현실로 만들어 드리겠습니다.

사출 성형 허용 오차 및 경도 및 응력 집중과 같은 기타 중요한 엔지니어링 개념 최적화에 대해 자세히 알아보려면 Fast Radius 리소스 센터를 방문하십시오.

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