기초 #06 사이즈 피쳐의 이해 1 : 사이즈 피쳐의 성립과 효과

"사이즈"는 흔하게 사용되는 용어이다. 치수는 크기 치수, 각도 치수, 위치 치수가 있다. 현장에서는 이 3종류의 치수를 모두 사이즈라고 말하기도 한다.

크기 얼마야? = 사이즈 얼마야? (O)

각도 얼마야? = 사이즈 얼마야? (X)

거리 얼마야? = 사이즈 얼마야? (X)

 

사이즈 피쳐를 이해하려면, 사이즈가 크기 치수만을 나타내는 것으로 이해해야 한다. 그래야 사이즈 피쳐의 이해가 쉬워진다. 사이즈 피쳐는 크기가 있는 피쳐이다. 사이즈 피쳐는 자신의 크기를 숫자로 표현할 수 있다. 그 숫자를 사이즈라고 한다. 사이즈는 특정 단위로 표현된 숫자, 크기 치수의 값이다.

 

사이즈 피쳐는 아래와 같은 이유로 중요하다. 하지만, 먼저 무엇이 사이즈 피쳐에 해당하는지 사이즈 피쳐는 어떤 특징을 가지는지 이해한다면, 왜 위와 같은 능력이 생기는지 이해할 수 있다.

• Rule #1이 적용된다. 사이즈 규제만으로 피쳐의 모양까지 통제할 수 있다. 
• 서피스 뿐만 아니라 중심요소(중심점, 중심축, 중심평면)도 통제할 수 있다.
• MMC (최대재료조건) 또는 LMC (최소재료조건)와 같은 재료조건을 공차조건으로 규제할 수 있다.
• MMB (최대재료경계) 또는 LMB (최소재료경계)와 같은 특정재료경계를 데이텀 피쳐 경계로 참조할 수 있다.

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1. 대표적인 형태

대표적인 사이즈 피쳐는 대표적으로 다음과 같은 형태가 있다.

• 구형 사이즈 피쳐 : 한 개의 구면으로 구성
• 원통형 사이즈 피쳐 : 한 개의 원통면으로 구성
• 평행평면형 사이즈 피쳐 : 두 개의 평행한 평면으로 구성

2.  사이즈 피쳐의 성립

      1) 사이즈 공차 정의 필요

아무리 사이즈 피쳐처럼 보인다고 할지라도 사이즈 공차가 정의되어 있지 않다면 사이즈 피쳐가 아니다. 사이즈 피쳐는 사이즈 공차를 정의함으로써 정해지는 피쳐이다. 사이즈 피쳐는 정의에 의해 정해진다. 사이즈 피쳐는 도면에 명시적으로 나타냄으로써 정해진다.

 

사이즈 피쳐는 서피스로 구성되지만 단순한 서피스와는 구별된다. 사이즈 피쳐로 간주되기 위해서는 반드시 사이즈 공차가 정의되어 있어야 한다. 예를 들어, 어떤 형상이 사이즈 피쳐처럼 보이더라도 도면상에 사이즈 공차가 명시되어 있지만 않다면 그것은 서피스일뿐 사이즈 피쳐는 아니다. 또한, 베이직 치수로 사이즈가 정의되어 있다고 하더라도 이는 단순히 형상을 숫자로 표현한 것으로 사이즈 피쳐로 볼 수 없다.

      2) 대응점 존재

사이즈 공차를 정의했다고 해서 항상 사이즈 피쳐는 아니다. 사이즈 피쳐는 반드시 대응점이 있어야 한다.

 

사이즈 피쳐는 대응점이 있어 사이즈를 측정할 수 있는 피쳐이다. 홀, 핀, 슬롯, 레일과 같은 피쳐는 대응점이 있어 사이즈를 측정할 수 있다. 버니어 캘리퍼스를 사용하여 이를 쉽게 이해할 수 있는 방법이 있다. 버니어 캘리퍼스의 머리부분으로 치수를 측정할 수 있다면, 그 피쳐는 사이즈 피쳐이다. 버니어 캘리퍼스의 끝부분으로 치수를 측정한다면, 그 피쳐는 사이즈 피쳐가 아니다. 버니어 캘리퍼스의 끝부분으로 측정하는 치수는 대응점이 없기 때문이다.

 

버니어 캘리퍼스의 끝부분으로 측정하는 치수는 사이즈치수가 아니라 위치치수이다. GD&T는 사이즈치수의 공차만 치수공차로 정의할 수 있다. 위치치수, 자세치수의 공차는 기하공차로 정의해야 한다. 하지만 현실에서는 GD&T 체계를 따라야 하는 도면임에도 불구하고 위치치수와 자세치수에 치수공차가 정의되어 있는 경우가 많이 있다. 엄밀하게 이는 잘못된 도면이다.

 

호처럼 보이는 서피스가 두 개 있다. 위쪽의 호는 사이즈 피쳐가 될 수 없다. 왜냐하면 대응점이 없어 버니어 캘리퍼스의 머리부분으로 사이즈를 측정할 수 없기 때문이다. 아래쪽의 호는 사이즈 피쳐가 될 수 있다. 왜냐하면 대응점이 있어 버니어 캘리퍼스의 머리부분으로 사이즈를 측정할 수 있기 때문이다. 사이즈 피쳐가 될 수 있는 피쳐만 사이즈 치수를 정의할 수 있다. 사이즈 치수를 정의한다고 해서 사이즈 피쳐가 되는 것이 아니다.

 

사이즈 피쳐는 항상 대응점이 있고 그 대응점으로 사이즈가 정해진다. 대응점으로 사이즈 피쳐의 중심요소를 도출해 낼 수 있다. 가장 단순한 형태의 사이즈 피쳐는 구 피쳐, 원기둥 피쳐, 평행평면 피쳐가 있다. 구 피쳐는 중심요소로 중심점이 도출된다. 원기둥 피쳐는 중심요소로 중심축이 도출된다. 평행평면 피쳐는 중심요소로 중심평면이 도출된다.

3. 사이즈 피쳐의 효과

      1) 특정재료조건 활용가능

사이즈 피쳐는 사이즈 공차범위에서 재료가 가장 많을 때와 가장 적을 때를 특정할 수 있다. 그리고 이러한 상태를 이용해서 기하공차를 명시할 수 있다. 이는 다음 글에서 자세하게 설명한다.

      2) 중심성분 도출가능

사이즈 피쳐는 대응점이 있기 때문에 이 대응점에 의해 중심성분을 도출할 수 있다.

 

도출된 중심성분은 데이텀으로 사용할 수도 있고, 중심성분 자체를 통제할 수도 있다. 따라서 구서피스는 중심점이 도출되고, 원통서피스는 중심축이 도출되며, 평행평면서피스는 중심평면이 도출된다.

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결론