[5월 4~6일 수업] 2기계1(화 1~4교시) , 2기계2(수 1~4교시), 2기계3(월 2~5교시)

[김준태T기계]

[필독]

1. 반드시 수업시간 전 출석 인증할 것 (아침조회)

   반드시 수업 완료 후 출석 인증할 것 (종례) 두가지를 충적하지 못하는 경우 출석인정이 안됨.

2. 강의 시간은 반드시 준수( 수업시간과 동일)

3. 강의를 보거나 들은 후 과제가 있을 경우 댓글을 작성하여야 출석을 인정함.

∎능력단위 : 도면해독(LM1502010402_14v2)

∎능력단위 요소 : 2. 도면 해독하기

∎학습 목표 : 가공공차에 대한 가공정밀도를 파악하고 그에 맞는 가공설비, 치공구를 결정하고 공정별로 설비를 분류 결정할수 있다.

강의 내용 : 가공공차의 정밀도 파악

[1] 가공공차의 정밀도 파악

최근 들어 가공설비의 향상과 CAD 시스템의 기능적인 향상으로 고정밀도의 제품에 대한 요구가 많아지며 기하 공차의 필요성도 점차 높아지고 있다. 도면에 지시한 기하 공차대로 가공을 하면 목적하는 물품을 얻을 수 있다는 점에서도 기하 공차는 설계에 적합한 가공이 대단히 중요한 것이다. 공작물의 점, 직선, 곡선, 평면, 곡면의 형상, 자세, 위치, 휨의 허용 한계(공차)를 총칭하여 기하 공차라고 하지만공작물의 기하 공차를 지시하기 위해서 이론적으로 설정한 정확한 기하학적 기준을 말한다. 기호에 의한 표시와 도시 방법에 대해서는 KS 에서도 ｢기하 공차의 도시방법｣에 자세하게 지정되어 있다. 결국 직각도, 진원도, 평면도는 어디까지 벗어나도 되는가? 평행도, 동축도는 어디까지 허용 되는가 등을 도면 위에 지시하는 방법을 규정한 것이다. 따라서 도면을 해독하려면 기하 공차를 반드시 숙지하여야 한다.

1. 기준 치수와 최대, 최소 허용 치수

부품 작에 있어서 도면에 그려진 치수대로 정밀하게 같은 치수의 것을 만드는 것은 어렵고 반드시 다소의 오차가 생긴다. 예를 들어 환봉을 30mm로 가공할 때 실제로 만들어진 치수는 30.03mm 또는 29.97mm로 되거나 해서 정확히 30.00mm로 가공하는 데는 대단한 시간과 비용이 필요하게 된다. 그래서 부품의 기계적 기능에 지장이 없는 범위 내에서 허용할 수 있는 오차를 정하고 있다. 이 오차의 범위를 치수 공차, 혹은 단지공차라고 한다. 제작도에서  이라고 치수 지정이 있는 경우에는 0.015-(-0.010) = 0.025가 치수공차로 된다. 그리고 당연히 이 부품의 허용되는 최대 치수는 30.015mm이고 이것을 최대 허용 치수라고 부른다. 똑같이 허용되는 최소 치수는 29.990mm이고 이것을 최소 허용 치수라고 부른다. 그리고 다듬질의 기준이 되는 30mm를 기준 치수라 하고 실제로 다듬질 된 치수를 실치수라고 부르고 있다.

더욱이 최대 허용 치수와 기준 치수와의 차, 즉 0.015mm를 치수 허용차, 위의 최소 허용 치수와 기준 치수와의 차 -0.010mm를 밑의 치수 허용차라고 한다. 치수 공차를 도면에 기입하는 데는 최대 허용 치수, 최소 허용 치수를 표시하는 허용한계 치수를 기입하거나 기준 치수다음에 위의 치수 허용차, 밑의 허용 치수차를 기입하거나 두 가지 방법이 있다.

어느 방법으로 기입 하느냐의 대한 규정은 없으나 허용 한계 치수를 기입 하면 기준 치수를 알기 어려움으로 상･하의 치수 허용차를 기입하는 것이 일반적이다. 그래서 같은 도면에 치수 공차가 같은 치수가 몇개있는 경우에는 이것들을 모아서 보통 허용차로 해서 별도의 표제란에 기입한다. 그리고 부품마다에 보통 허용차가 다를 때는 부품 번호에 따라서 보통 허용차를 기입한다. 이때에는 공차가 들어 있지 않는 치수에 대해서는 모두 그 부품마다의 보통 허용차로 지시되고 있는 것이 된다.

그러나 여기에 한 가지 문제가 있다. 치수에 허용차가 따른다는 것은 복수의 치수가 나란히 줄지어 있으면 허용이 겹쳐서 전체적으로 큰 허용차가 되어 보이는 것이다. 한 예로서 아래 [그림 2-2] 경우를 생각해 보도록 한다. 이 부품의 A면과 B면 사이는 300mm이지만 이 사이가 10~30mm의 8개의 구간으로 구획되어지고 있다. 여기서 [표 2-61의 중급의 허용차가 지정되어 있어도 각 구간에는 ±0.2mm32허용차가 있으므로 A면과 B면 사이에는 ±1.6mm 허용차가 있는 것이 된다. 그런데 전체
길이 300mm에 대한허용차는 ±0.5밖에 없다. 이와 같은 모순을 피하기 위해서 이들의 치수 조립했을 때의 치수 80±0.04를 공차 안에 넣는 것은 대단히 곤란하다고 할 수 있다. 이 경우에는 부품 ④의 내경이 테이퍼로 되어있기 때문에 다소의 조정은 할 수 있다고 하지만 다른 것과의 관련도 있기 때문에 절대적이라고는 할 수 없다. 이 때 각각의 부품의 치수가 공차의 가운데 들어가서 조립된 것으로 하면 80±0.04의 공차에 넣는 것은 그다지 어려운 것은 아닐 것이다. 이와 같이 가공에 있어서는 각각의 공차에는 편차가 있는 것을 이해하고 항상 공차의 가운데에 넣을 수 있도록 신경을 쓸 필요가 있다.

2. 끼워맞춤과 기본공차
치수 공차와 끼워 맞춤에 대해서는 KS에 규정되어 있다. 앞에서는 치수공차에 대해서 기술하였으나 이것들은 아무렇게나 정해도 된다는 것이 아니라 어느 치수에 대해서는 어느 정도로 한다 라고 하는 국제적인 규격이 정해지고 있다. 이것이｢IT 기본공차｣이다. (IT = ISO Tolerance의 약자)

수 500mm까지의 치수를 표와 같이 구분하고 또 공차를 01급에서 18급까지의 20단계로 구분해서 각 치수 구분마다에 치수 공차를 정한 것이다. 이 <표 2-5>에서 1급을 보면 100mm(외평, 내경, 길이 등)의 공차는 2.5μm=0.0025mm로 되어 있다. 이와 같은 정밀도가 높은 공차에서는 도저히 끼워 맞춤에 사용할 수 없다. 그래서 01급에서 4급까지의 고정밀도의 공차는 게이지류의 공차로 사용되고 11급 이상은 끼워 맞춤이 없는 일반 부품의 공차에 사용되고 있다. 끼워 맞춤에 사용되는 것은 1급에서 10급까지 이다. IT 17등급은 mm단위이고 그 이하는 μm 단위로 환산된다.

(1) 끼워 맞춤의 종류
부품 제작에 있어서는 그 사용 목적에 따라 기준 치수에 대해 끼워 맞춤기호를 사용하게 되는 것인데 그 기호로 표시되는 위의 치수차가 허용차의 최대이고 밑의 치수 차가 허용차의 최소가 된다. 기준 치수와 공차와의 관계는 그림과 같이 되고 위의 치수 허용차는 ʻ최대 허용치수-기준 치수ʼ로 밑의 치수 허용차는 ʻ최소 허용치수-기준 치수ʼ로 표시할 수 있다. 여기서 단순히 치수 공차라고 부르는 경우가 있으나 치수 공차란 위의 치수 허용차와 아래의 치수 허용차와의 차라고 하는 것이 된다. 끼워 맞춤은 치수를 잡는 방법에 따라서 다음 3종류로 나눌 수 있다

(가) 헐거운 끼워 맞춤
구멍과 축 사이에 반드시 틈새가 있는 끼워 맞춤 즉 구멍의 최소 허용치수가 축의 최대 허용 치수보다 크다. [그림 2-4]과 같이 구멍의 최소 허용치수에서 축의 최대 허용 치수를 뺀 값을 최소 틈새, 구멍의 최대 허용치수에서 축의 최소 허용 치수를 뺀 값을 최대한 틈새라고 한다.

(나) 억지 끼워 맞춤
구멍과 축 사이에 반드시 죔새가 있는 끼워 맞춤 즉 구멍의 최대 허용 치수가 축의 최소 허용 치수와 같거나 또는 그보다 크다. [그림 2-4]와 같이 축의 최대 허용 치수를 뺀 값을 최소 죔새라고 한다.

(다) 중간 끼워 맞춤
구멍의 최소 허용 치수가 축의 최대 허용 치수보다 작고, 또 구멍의 최대 허용 치수가 축의 최소 허용 치수보다 큰 경우의 끼워 맞춤이고 구멍과 축의 실 치수의 크기에 따라서 헐거운 끼워 맞춤이 되거나 억지 끼워 맞춤이 된다.

(2) 끼워 맞출 때의 구멍과 축의 표시
끼워 맞춤 부분은 공차의 대소에 따라 끼워 맞춤의 등급과 기호가 정해져있다. 그리고 끼워 맞춤에는 구멍을 기준으로 한 ｢구멍 기준｣과 축을 기준으로 한 ｢축 기준｣이 있으며 구멍 기준의 구멍 기호는 항상 대문자의 알파벳(A, B, C ‥)으로 표시하고 축기준의 축 기호는 소문자 (a, b, c ‥)를 사용해서 그 우측에 등급을 표시하는 숫자 (1, 2, 3 ‥)를 붙여 기입한다. 기본 치수 100mm의 경우를 예를 들면 7급의 경우는 표 1에서 공차가 3μm=0.035mm인 것을 알 수 있다. 그러나 이것만으로는 위의 치수 공차와 밑의 치수 공차가 각각 얼마나 되는지 알 수 없다.

(3) 왜 구멍을 기준으로 하는가?
끼워 맞춤 부품의 기계 도면에서는 대부분 구멍 기준으로 표시되고 있다. 그 이유는 일반적으로 가공 특성 상 구멍이 축보다 가공하기 힘든 경우가 많다. 구멍의 경우에는 형상이 복잡한 경우가 많지만 축의 경우에는 편심을 제외하고는 일반적으로 쉽게 가공할 수 있다.

(가) 구멍 기준의 이점
작업성의 관점에서 볼 때 절삭가공이나 다듬질 가공, 또 치수 측정 등 구멍보다 축 쪽이 쉽게 할 수 있다. 따라서 구멍은 그대로 두고 축의 외경 치수를 조정하는 편이 쉽고 가공비도 적게 든다. 축을 기준으로 해서 구멍의 내경 치수를 조정하는 경우는 축용 한계 게이지보다 고가인 구멍용 한계 게이지나 리머 등을 다량으로 준비해야 된다. 소재 측면에서 보면 광택봉강(축)등은 구입할 때부터 h7, h8 정도의 정밀도로 만들어져 있기 때문에 소재 그대로 끼워 맞춤 부품으로 사용할 수 있다.

[형성평가 과제]

1. 부품의 기계적 기능에 지장이 없는 범위내에서 허용할 수 있는 오차를 정하는데, 이 오차범위를 무엇이라 하는가?

(1) 기준치수  (2) 치수공차  (3) 최대 허용 치수 (4) 허용 한계 치수

2. 끼워맞춤의 종류 중 구멍의 최소 허용 치수가 축의 최대 허용 치수보다 작고, 또 구멍의 최대 허용 치수가 축의 최소 허용 치수보다 큰 경우의 끼워맞춤을 무엇이라하는가? (구멍과 축의 실 치수의 크기에 따라서 헐거운 끼워맞춤이 되거나 억지끼워 맞춤이 될수 있다.)

(1) 헐거운 끼워맞춤  (2) 억지 끼워맞춤  (3) 중간 끼워맞춤 (4) 죔새 끼워맞춤

*) 아래 댓글과 같이 형성평가 과제풀이 작성하여야 출석 인정합니다.

[김준태T기계]

(형성평가 작성예시)

1. (1)
2. (2)

2기계1 1번 김우수 수강완료 하였습니다.

[2기계3 01 곽동현]

1. (3)
2. (3)

2기계3 1번 곽동현 수강완료 하였습니다.

[2기계3 01 곽동현]

* 1. (2) 정정합니다

[2기계3 13 이진규]

1. (2)
2. (3)

2기계3 13번 이진규 수강완료 하였습니다.

[2컴3 06 박정민]

1.(2)
2.(3)

2기계3 6번 박정민 수강완료 하였습니다

[2기계3 05 김준녕]

1. (2)
2. (3)

2기계3 5번 김준녕 수강완료 하였습니다.

[2기계3 04 김주영]

1. 2
2. 3
2기계3 4번 김주영 수강완료 하였습니다

[2기계3 12 이지훈]

1. (2)
2. (3)

2기계3 12번 이지훈 수강 완료 하였습니다.

[2기계3반 08번 안경빈]

1.(2)
2.(3)

2기계3 8번 안경빈 수강완료 하였습니다

[2기계3 18번 홍남균]

1.3
2.3
2기계3 18번홍남균 수강완료했습니다.

[2기계3 19 황제헌]

1. (2)
2. (3)

2기계3 19번 황제헌 수강완료 하였습니다

[2기계3 03 김민찬]

1. (2)
2. (3)

2기계3 3번 김민찬 수강완료 하였습니다.

[2기계3 11 이재현]

1. (2)
2. (3)

2기계3 11번 이재현 수강완료 하였습니다.

[2기계3 16 최현빈]

1: 2
2: 3

2기계3 16 최현빈 수강완료 하였습니다.

[2기계3 10 이성민]

1: 2
2: 3

2기계3 10 이성민 수강완료 하였습니다

[2기계3 14 이형배]

1=2
2=3
2기계3 14 이형배 수강완료 하였습니다.

[2기계3 09 이동규]

1. 2
2. 3

2기계3반 09번 이동규 수강완료 하였습니다

[2기계3 07 박지호]

1.2
2.3
2기계3 07 박지호 수강완료 하였습니다

[2기계3 02 김도현]

1 2
2 3
2컴 03 김도현 수강완료했습니다

[2학년3반 15 최근재]

1: 2
2: 2
2컴 3 15 최근재 수강완료했습니다

[2기계3 17 한지수]

1. 2
2. 3
2기계3 17 한지수 수강완료 했습니다

[2기계2 11번 이송근]

1: 2
2: 3
2컴2 11번 이송근 수강완료 했습니다.

[2기계2반2번김승민]

1: 2
2: 3
2기계2 2번 김승민 수강완료 했습니다

[2기계2 18 현호진]

1:2
2:3
2컴2 18번 현호진 수강완료 했습니다.

[2기계2반5번방성빈]

1: 2
2: 3
2기계2 5번 방성빈 수강완료 했습니다

[2기계2 14 임경민]

1: 2
2: 3
2기계2 14번 임경민 수강완료 했습니다.

[2기계2 17 정형우]

1:2
2:3
2기계2 정형우 수강완료했습니다

[2기계2 16 정종현]

1: 2
2: 3

2기계2 16번 정종현 수강완료 했습니다.

[2기계2 7 서대성]

1: 2
2: 3
2기계2 7번 서대성 수강완료 했습니다.

[2기계2 1 강동원]

1: 2
2: 3

2기계2 1번 강동원 수강완료 했습니다

[2기계2 03김준영]

1:2
2:3

2기계2 3번 김준영 수강완료 했습니다

[2기계2 13 이재하]

1 2
2 3
2컴 13 이재하 수강완료했습니다

[2기계2 04박승빈]

1: 2
2: 3
2기계2 4번 박승빈 수강완료 했습니다

[2기계2 9 여현서]

1:2 2:3 2기계2 9번 여현서 수강완료 했습니다

[2기계2 6 배성현]

1: 2
2: 3
2컴2 6번 배성현 수강완료 했습니다

[2기계2 12 이승찬]

1:2
2:3
2컴2 12번 이승찬 수강완료했습니다

[2컴2 15 정재훈]

1.2
2.3
2컴2 15번 정재흔 수강완료했습니다

[이상우]

1:2
2:3
2기계2 10번 이상우 수강완료했습니다.