기초 #03 FCF 읽는 방법

FCF는 통제하려는 기하학적 특성과 공차영역에 대한 정보를 포함한다.

 

FCF의 정보는 대상, 특성, 정도, 기준으로 구성되고, 각각은 다음과 같이 나타낸다.

① 대상은 지시선으로 피쳐를 지시하고 이 지시선과 FCF를 연결하여 지시된 피쳐가 대상임을 나타낸다.

② 특성은 기하공차 종류를 나타내는 심볼로 어떤 기하학적 특성을 통제할 것인지 나타낸다.

③ 정도는 공차영역의 형상과 크기를 심볼과 값으로 나타낸다.

④ 기준은 기준으로 삼으려는 피쳐를 데이텀 피쳐 문자로 나타낸다.

 

기하공차를 어느 정도 접해본 사람이라면 이런 내용을 이미 알고 있을 것이다. 따라서 대상, 특성, 정도, 기준과 같이 복잡한 말을 사용하면, 간단한 개념을 불필요하게 복잡하게 설명하는 것처럼 보일 수 있다. 하지만 이러한 구분은 향후 복잡한 기하공차도 쉽게 이해할 수 있게 한다. 예를 들어, “I love you”라는 영어 문장을 주어, 동사, 목적어로 분석하면, 처음에는 과도해 보일 수 있다. 이 문장은 문법 지식 없이도 이해할 수 있기 때문이다. 하지만 복잡한 문장에서 주어와 동사를 정확히 구분하지 못하면, 문장을 이해할 수 없다. 따라서 이를 불필요하게 복잡하게 설명한다고 생각하지 말고, FCF의 정보를 이런 방식으로 구분할 수 있구나 정도로 이해하고 넘어가도록 하자.

 

FCF의 구성요소는 단어이고, FCF는 문장이다. 영어 문장이 주어, 동사, 목적어로 구성되며 정해진 구조를 따르듯이, FCF도 대상, 특성, 정도, 기준으로 구성되며, 정해진 구조를 따른다. 영어 문장 구조에 비유하면, 데이텀이 필요없는 모양공차는 구성요소 중 세 가지 구성요소만 필요한 ‘3형식 FCF’이고, 데이텀이 반드시 필요한 위치공차는 구성요소가 모두 필요한 ‘4형식 FCF’로 이해할 수 있다.

 

이전 글에서 설명했듯이, FCF의 각 요소를 하나의 단어로 보고 전체를 문장으로 연결해 읽는 것이 FCF의 내용을 이해하는 데 도움이 된다. 단순히 눈으로 보는 것이 아니라 말로 표현할 수 있게 되면, ‘FCF를 읽을 수 있다’라고 할 수 있다. 이렇게 눈이 아닌 입으로 읽을 수 있게 되면, 피쳐가 FCF에 의해 어떻게 통제되는지 이해하기 쉬워진다.

 

도면에는 총 6개의 FCF이 있다. 도면의 기하공차를 해석하기 위한 첫 단계는 읽으려는 FCF를 하나 선택하는 것이다. 그런 다음 그 FCF의 구성요소들을 문장으로 연결하여 읽어보자.

예시 1

 

이 FCF는 바닥면을 평면공차 0.1로 통제하면서 데이텀 피쳐는 참조하고 있지 않다.

 

이를 자세히 살펴보자. 이 FCF는 평면 서피스인 바닥면을 통제한다. 이 평면 서피스는 완전한 평면에 최대한 가깝도록 평면공차에 의해 통제된다. 평면공차가 0.1로 정의되어 있으므로 실제 서피스는 완전한 평면에서 0.1만큼 벗어나는 것이 허용된다. 이 허용영역이 공차영역이 된다. 공차영역 형상을 변경하는 심볼이 없으니 공차영역 형상은 기본형인 너비형이고, 평면공차 값이 0.1이므로, 공차영역 너비는 0.1이 된다. 데이텀 피쳐를 참조하고 있지 않으니 바닥면을 통제할 때 기준으로 삼는 피쳐는 없다.

예시 2

 

이 FCF는 보스 상면을 윤곽공차 0.5로 통제하면서 데이텀 피쳐 A를 참조하고 있다.

 

이를 자세히 살펴보자. 이 FCF는 보스 상면을 통제한다. 이 서피스는 이상적인 윤곽면에 최대한 가깝도록 윤곽공차에 의해 통제된다. 이상적인 윤곽면이 평면이므로, 완전한 평면에 가깝도록 통제된다. 윤곽공차가 0.5로 정의되어 있으므로 실제 서피스는 완전한 평면에서 0.5만큼 벗어나는 것이 허용된다. 이 허용영역이 공차영역이 된다. 윤곽공차의 공차영역 형상은 심볼로 그 형상을 변경할 수 없으며, 항상 기본형인 너비형 공차영역만 적용된다. 윤곽공차 값이 0.5이므로, 공차영역 너비는 0.5가 된다. 부품 바닥면을 데이텀 피쳐 A로 참조하고 있어, 보스 상면은 부품 바닥면을 기준으로 통제된다.

예시 3

 

이 FCF는 보스 외경면을 수직공차 ∅0.3으로 통제하면서 데이텀 피쳐 A를 참조하고 있다.

 

이를 자세히 살펴보자. 이 FCF는 원통 서피스인 보스 외경면을 통제한다. 이 원통 서피스는 완전한 수직에 최대한 가깝도록 수직공차에 의해 통제된다. 수직공차가 ∅0.3으로 정의되어 있으므로 실제 서피스는 완전한 수직에서 ∅0.3만큼 벗어나는 것이 허용된다. 이 허용영역이 공차영역이 된다. 공차영역 형상을 변경하는 심볼 “∅”가 있으므로, 공차영역은 원통형이고, 수직공차가 ∅0.3이므로, 공차영역 직경은 ∅0.3이 된다. 부품 바닥면을 데이텀 피쳐 A로 참조하고 있어, 보스 외경면은 부품 바닥면을 기준으로 통제된다.

 

예시 4

 

이 FCF는 내경면을 위치공차 ∅1으로 통제하면서 데이텀 피쳐 A와 데이텀 피쳐 B를 참조하고 있다.

 

이를 자세히 살펴보자. 이 FCF는 원통 서피스인 내경면을 통제한다. 이 원통 서피스는 특정한 위치에 최대한 가깝게 위치하도록 위치공차에 의해 통제된다. 위치공차가 ∅1로 정의되어 있으므로 실제 서피스는 특정한 위치에서 ∅1만큼 벗어나는 것이 허용된다. 이 허용영역이 공차영역이 된다. 공차영역의 형상을 변경하는 심볼 “∅”가 있으므로, 공차영역은 원통형이고, 위치공차 값이 ∅1이므로, 공차영역 직경은 ∅1이 된다. 부품 바닥면을 데이텀 피쳐 A로, 보스 외경면을 데이텀 피쳐 B로 참조하고 있어, 내경면은 부품 바닥면과 보스 외경면을 기준으로 통제된다.

예시 5

 

이 FCF는 6개의 패턴홀을 위치공차 ∅0Ⓜ︎으로 통제하면서 데이텀 피쳐 A와 데이텀 피쳐 B의 MMB를 참조하고 있다.

 

이를 자세히 살펴보자. 이 FCF는 6개의 패턴홀을 통제한다. 패턴홀은 원통 서피스이며, 이 원통 서피스들은 특정한 위치에 최대한 가깝게 위치하도록 위치공차에 의해 통제된다.

 

위치공차는 ∅0Ⓜ︎로 정의되어 있으므로 실제 서피스는 특정 위치에서 ∅0만큼 벗어나는 것이 허용된다. 이 허용영역이 공차영역이 된다. 공차영역 형상을 변경하는 심볼 “∅”가 있으므로, 공차영역은 원통형이며, 위치공차 값이 ∅0이므로 그 원통 직경은 ∅0이다. 직경이 ∅0라는 것은 공차가 0인 것처럼 여겨질 수 있다. 하지만, 공차가 0일 수는 없으며, 공차를 0으로 정의해서도 안된다. 여기서 중요한 것은 ∅0다음에 있는 심볼 “Ⓜ︎”이다. 이 심볼은 정의된 공차가 특정 조건에서 적용된다는 것을 의미한다. 이를 “MMC에서 정의된 0공차”라고 하는데, 관련 내용은 이후에 자세히 설명한다.

 

부품 바닥면을 데이텀 피쳐 A로, 보스 외경면을 데이텀 피쳐 B로 참조하고 있다. 데이텀 피쳐 문자 B 다음에 심볼 “Ⓜ︎”을 볼 수 있는데, 이는 앞서 공차값 다음에 있던 심볼 “Ⓜ︎”과 모양이 동일하다.

 

심볼 “Ⓜ︎”을 간단히 설명하면, 공차값 다음의 Ⓜ︎는 MMC(Maximum Material Condition)라고 하고 데이텀 피쳐 문자 다음의 Ⓜ︎는 MMB(Maximum Material Boundary)라고 한다. 앞의 Ⓜ︎은 공차 적용 조건을 수정하고, 뒤의 Ⓜ︎은 참조하는 경계조건을 수정한다. 심볼의 모양은 같지만, 심볼이 어디에 위치했느냐에 따라 이름이 달라지고, 용법이 달라진다. 공차값 다음의 Ⓜ︎은 “해당 공차는 MMC일 때 적용된다”로 읽고, 데이텀 피쳐에 문자 다음의 Ⓜ︎은 “데이텀 피쳐의 MMB를 데이텀 피쳐로 참조한다”라고 읽는다. 관련 내용은 이후에 자세히 설명한다.

 

정리하면, 부품 바닥면을 데이텀 피쳐 A로 참조하고, 보스 외경면의 MMB를 데이텀 피쳐 B로 참조하고 있어 패턴홀은 부품 바닥면과 보스 외경면을 기준으로 통제된다.

예시 6

 

이 FCF는 도면 표제란에 정의하는 일반공차(공통공차)와 유사하다. 이 FCF는 “달리 명시되지 않은 한(Unless otherwise specified)” 해당 FCF로 통제됨을 나타낸다. 따라서 이 FCF은 기하공차가 직접 정의되지 않은 모든 서피스를 윤곽공차 2로 통제하면서 데이텀 피쳐 A와 데이텀 피쳐 B를 참조하고 있다.

 

기하공차가 직접 정의되지 않은 서피스는 위 그림과 같이 베이스 외경면과 베이스 상면이다. 이들이 해당 FCF로 통제된다. 이 서피스들은 이상적인 윤곽면에 최대한 가깝도록 윤곽공차에 의해 통제된다. 두 서피스 모두 이상적인 윤곽면이 평면이므로, 완전한 평면에 가깝도록 통제된다. 윤곽공차가 2로 정의되어 있으므로 실제 서피스는 완전한 평면에서 2만큼 벗어나는 것이 허용된다. 이 허용영역이 공차영역이 된다. 윤곽공차의 공차영역 형상은 심볼로 그 형상을 변경할 수 없으며, 항상 기본형인 너비형 공차영역만 적용된다. 윤곽공차 값이 2이므로 공차영역 너비는 2가 된다. 부품 바닥면을 데이텀 피쳐 A로, 보스 외경면을 데이텀 피쳐 B로 참조하고 있어, 베이스 외경면과 베이스 상면은 부품 바닥면과 보스 외경면을 기준으로 통제된다.

마치며

 

이제, 도면에 있는 6개의 FCF를 말로 표현할 수 있게 되었다. 눈으로 보는 것과 말로 표현하는 것은 큰 차이가 있다. 눈에 익숙해지면, 마치 그 내용을 이해하고 있는 것과 같은 착각에 빠지게 된다. 반드시 말로 FCF를 읽어보는 연습이 필요하다. 복습 차원에서 위의 FCF를 직접 말로 표현해보자.