초급 #02 통제성분 : 기하공차로 통제하는 성분

기하공차는 공차 종류별로 통제하는 성분이 다르다. 기본적으로 서피스를 통제하는데, 서피스 유형에 따라 서피스를 구성하는 성분이 다르기 때문에 통제하는 성분도 달라진다. 이 글에서는 서피스 유형에 따라 통제하는 성분이 어떻게 달라지고, 통제하는 성분에 따라 어떤 기하공차로 통제할 수 있는지 살펴본다.

 

부품은 서피스로 둘러싸여 있다. 부품은 서피스의 모임이다. 하나 이상의 서피스가 모여 닫힌 공간을 형성하면, 그것은 부품의 형상이 된다. 서피스는 유형에 따라 크게 4종류로 구분할 수 있다. 평면서피스, 회전평면서피스, 회전곡면서피스, 비회전곡면서피스이다. 이는 평면/곡면 여부와 회전 여부를 기준으로 구분된다. 이를 구분하는 가장 큰 이유는 서피스 유형에 따라 서피스를 구성하는 성분이 다르고, 그에 따라 통제하는 성분도 달라지기 때문이다.

서피스의 구성성분

서피스 유형에 따라 구성하는 성분에 차이가 있다. 평면서피스는 직선으로만 구성되고, 회전 평면서피스와 회전 곡면서피스는 직선과 원으로 구성된다. 비회전 곡면서피스는 곡선으로 구성된다. 기하공차는 서피스 구성성분을 통제한다.

서피스 유형		구성성분
평면서피스	평면서피스	직선, 점
	회전 평면서피스	직선, 원, 점
곡면서피스	회전 곡면서피스	직선, 원, 점
	비회전 곡면서피스	곡선, 점

 

점의 통제

모든 서피스는 점으로 구성된다. 모든 서피스의 점을 통제할 수 있고, 점은 기하공차의 통제성분이 될 수 있다. 평면공차, 진통공차, 자세공차, 면윤곽공차, 전체흔들림공차는 서피스의 구성성분 중 점을 그 통제성분으로 한다. 점을 통제성분으로 하지만 기하공차는 서피스를 대상으로 하기 때문에 점 하나가 아닌 점의 모임을 통제하게 된다. 따라서 점의 통제는 면의 통제로 전환된다. 면의 통제는 이후에 설명한다.

선의 통제

점이 연속적으로 모이면 선이 된다. 선도 기하공차의 통제성분이 될 수 있다. 선은 길이와 방향을 가지며, 크게 직선, 곡선, 원으로 구분할 수 있다. 직선은 곡률이 0인 가장 단순한 형태고, 곡선은 곡률이 0이상인 선이다. 원은 곡률이 0이상이면서 시작과 끝이 연결된 닫힌 곡선이다. 또한 회전의 중심이 되는 고정된 점, 즉 중심점을 갖는다는 특징이 있다.

 

서피스는 결국 면의 형태이기 때문에 직선, 곡선, 원이 연속적으로 모여서 면을 구성하게 된다. 직선이 모이면 평면이 되고, 곡선이 모이면 곡면이 된다. 원이 모이면 원통면이 된다. 이러한 기하학적 특징을 가지는 서피스를 평면서피스, 곡면서피스, 원통서피스라고 한다. 평면과 평면서피스를 구분할 수 있어야 한다. 평면은 기하학적으로 완전하게 평평한 면을 말한다. 반면 평면서피스는 실제 부품의 서피스를 말하는 것이기 때문에 실제로 기하학적으로 완전하게 평평한 면은 아니다. 평면이 의도되지만 실제로 평면인 서피스는 존재하지 않는다.

 

평면서피스는 직선을 구성성분으로 가진다. 따라서 직선이 기하공차의 통제성분이 될 수 있다. 직선은 방향을 가지고 있기 때문에 직선을 통제하기 위해서는 그 방향을 명시해야 한다. 보통 도면에서 보이는 선의 방향이 통제방향이 되고, 다른 방향으로 통제하고자 할 때는 보조형상을 도면에 나타내야 한다.

 

곡면서피스는 곡선을 구성성분으로 가진다. 따라서 곡선이 기하공차의 통제성분이 될 수 있다. 곡선도 직선과 마찬가지로 방향을 가지고 있기 때문에 곡선을 통제하기 위해서는 그 방향을 명시해야 한다. 보통 도면에서 보이는 선의 방향이 통제방향이 되고, 다른 방향으로 통제하고자 할 때는 보조형상을 도면에 나타내야 한다.

원통서피스는 원을 구성성분으로 가진다. 따라서 원이 기하공차의 통제성분이 될 수 있다. 

평면서피스는 직선을 구성성분으로 가지기 때문에 직선도 기하공차의 통제요소가 될 수 있다. 회전 평면서피스와 회전 곡면서피스는 중심축이 있다. 따라서 이 중심축을 중심으로 회전하는 원을 구성성분으로 가지고, 원이 기하공차의 통제요소가 될 수 있다.

 

 

평면서피스의 통제요소 : 선분과 점

회전 곡면서피스의 통제요소 : 원주, 중심축, 점

비회전 곡면서피스의 통제요소 : 윤곽선(곡선, 자유곡선), 점