소형 금속 부품 원형도 공차 마스터하기: 최적 제조성을 위한 가이드

임무 중요한 형상에 대한 엄격한 공차 달성

부품의 임무 중요한 형상에 대한 공차 지정은 제조 최적화의 중요한 요소입니다.

고객들이 우리가 제작하는 소형 금속 부품에 특정 원형도 공차를 요청할 때, 몇 가지 흥미로운 질문이 제기됩니다.

원형도란 무엇인가? 그리고 부품이 '원형'으로 설명될 수 있는 기준을 충족하는지 어떻게 판단하는가?

원형도를 정의하는 여러 방법

가장 간단한 용어로 원형도는 원형 정도, 즉 물체가 진정한 원을 얼마나 닮았는지를 설명합니다.

우리의 세계에서 원형도는 실린더를 따라 한 지점에서 물체가 얼마나 원형인지를 측정하는 2차원 측정입니다. 원형도 공차는 그 원형 물체의 형상을 제어하여 너무 타원형이거나 사각형이거나 아웃오브라운드되지 않도록 지정됩니다.

원형도 공차는 부품의 다른 것과의 관계나 실린더 전체 길이가 아닌, 부품의 한 지점만 다룹니다. 이는 두 지점에서 원형도를 비교하는 동심도, 축을 따라 원형도와 직진도를 모두 보는 3차원적 원통도와 다릅니다. (원형도, 동심도, 원통도 및 기타 관련 용어 자세히 보기)

원형도 공차에서 ID vs OD

원형도 공차 지정 시 무엇을 측정할지 명확히 하는 것이 중요합니다 — 예를 들어 내경(ID)인지 외경(OD)인지 — 그리고 실린더를 따라 어느 지점이 가장 중요한지.

예를 들어 핀 같은 부품을 텀블링하여 래디우스를 줄 때, 우리는 단면의 직경이 중간 부분의 직경과 약간 다를 것임을 압니다. 래디우스가 클수록 끝에서 더 안쪽까지 직경이 영향을 받습니다.

따라서 우리는 일반적으로 부품 중간에서 원형도를 측정합니다. 그러나 튜브의 경우 ID는 끝에서만 측정할 수 있습니다.

메탈 커팅에서는 일반적으로 로드와 튜브 — 전체 길이에 걸쳐 같은 직경을 가진 진정한 원형 물체 — 를 다룹니다. (직경이 전체적으로 같지 않으면 타원이 되기 때문입니다.)

튜브든 솔리드든 우리는 원형도 공차를 결정하기 위해 OD에 집중합니다. 여기에서 부품 주변 여러 지점에서 직경을 측정하면 부품이 진정으로 원형인지 잘 알 수 있습니다.

평평한 면이 있는 원형 형상이 '원형'인가?

원형도의 넓은 정의는 육각형 등 평평한 면이 있는 형상도 설명할 수 있지만, 일반적으로 우리가 측정하는 부품은 실제로 원형입니다.

그러나 우리는 다각형 부품을 연삭하고 절단하기도 합니다. 정사각형이나 직사각형 면, 심지어 복잡한 다각형도 포함됩니다. 이런 경우 고객의 원형도 공차 사양을 충족하는지 판단하기 위해 다른 측정 기술이 사용됩니다.

원형도 시각화

기하공차(GD&T)에서 엔지니어링 도면에 원형도를 표시하는 데 사용되는 기호는 — 예상대로 — 원입니다. 일반적으로 도면에는 해당 부품 표면을 가리키는 콜아웃 박스가 있으며, 콜아웃에는 원과 적절한 원형도 공차가 포함됩니다.

GD&T 원형도를 보여주는 또 다른 방법은 부품의 공차 영역을 그리는 것입니다 — 부품의 지정된 공차만큼 직경이 다른 두 동심원입니다.

두 동심원은 지정된 부품 직경의 모든 점이 그 안에 들어가 원형도 공차 요구사항을 충족한다고 간주되기 위한 최대 및 최소 크기를 보여줍니다.

즉, 부품은 안쪽 원과 바깥쪽 원 사이의 공차 영역 내에 들어가야 합니다. (놀랍게도 이는 육각형, 별, 기타 평평한 면이 있는 형상에도 해당되어 원형도 공차를 가진 것으로 간주될 수 있습니다.)

원형도 공차 지정

GD&T 원형도 예제를 검색하면 ±0.050인치(1.270mm) 또는 ±0.030인치(0.762mm) 같은 공차를 가진 형상 도면을 찾을 수 있습니다. 메탈 커팅에서는 매우 작고 정밀한 부품을 전문으로 하므로 0.050인치나 0.030인치 아웃오브라운드는 엄청난 수치입니다!

더 자주 우리는 ±0.001인치(0.0254mm), ±0.002인치(0.0508mm), 심지어 ±0.0002인치(0.0051mm) 같은 원형도 공차를 다룹니다. 사실 원형도가 백만 분의 1 인치로 측정되는 고객도 있습니다.

원형도 측정 위치 지정

이처럼 작은 부품으로 작업할 때 고객이 원형도 공차를 요청하면, 일반적으로 부품의 특정 지점 — 보통 OD, 가장 자주 부품 중간 — 에서 부품 주변 직경을 보고 부품이 사양을 충족하는지 판단해달라고 요청합니다.

균일한 직경이 원형도의 완벽한 정의는 아니지만, 대부분의 고객은 이것이 원형도 제어와 부품이 제대로 맞물리고 부드럽게 움직이며 균일하게 마모되도록 돕는 요구사항을 충족한다고 봅니다.

고객 요청 시 특수 장치를 사용하여 직경 대신 진정한 원형도를 측정할 수 있습니다. 예를 들어 부품 전체를 측정할 수 있는 프로브가 있습니다.

원형도나 부품의 기타 중요한 형상에 적합한 공차, 검사 방법, 측정 장치가 무엇이든, 그런 세부사항들(그리고 더 많은 것)을 견적 요청에 포함시키면 부품이 제조성에 최적화되도록 보장하는 데 도움이 됩니다.