개념 한 쪽
조립 관계 파악은 구멍과 축의 공차 기호와 허용치수를 통해 결합 상태를 판단하는 능력이다. 치수공차의 정의, 공차역 기호의 의미, 최대·최소 죔새와 간극 계산을 통해 헐거움·중간·과잉끼움 여부를 판정한다.
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출제기준 단원 「조립 관계 파악」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 끼워맞춤 종류 판정 | 1 | 구멍·축 치수 조합으로 헐거움/죄임 판별하기 |
| 허용치수 계산 | 1 | ± 표기에서 최대 허용치수 계산하기 |
| 축 공차기호 판별 | 1 | 축 공차 기호가 위치수 0인 경우 식별하기 |
치수공차는 허용 가능한 치수의 범위를 의미하므로 '최대 허용치수에서 최소 허용치수를 뺀 값'으로 정의한다. 공차의 표현은 호칭치수에 상·하 허용차를 더하거나 빼는 방식이며, ± 표기에서는 최대는 호칭에 상한을 더하고 최소는 뺀 값으로 계산한다.
끼워맞춤은 구멍과 축의 치수 조합에 따라 간극(틈새) 끼워맞춤, 중간 끼워맞춤, 과잉끼움(죄임) 끼워맞춤으로 분류된다. 최대 죔새는 축이 최대일 때와 구멍이 최소일 때의 차이로 정의하고, 최대 간극은 구멍이 최대일 때와 축이 최소일 때의 차이로 정의한다. 따라서 극단값 조합으로 계산하면 결합 상태를 판정할 수 있다.
공차역 기호는 구멍은 대문자, 축은 소문자로 표기하며 기호의 위치는 공차역이 기준선(0)으로부터 어느 쪽으로 치우쳤는지를 나타낸다. 축에서 기호 'h'는 상한 편차가 0으로 기준선과 공차역의 상한이 일치하여 위치수 허용차가 0인 공차역을 의미한다.
기하학적 형상공차 등 다른 공차 규정은 기능 보증과 호환성 확보 목적이므로, 치수공차와 공차기호의 의미를 혼동하지 않고 극한값 조합을 통해 수치적으로 판정하는 것이 핵심이다.
예1) 지름 60mm에 허용차 ±0.015가 표시된 구멍의 최대 허용치수는 호칭치수 60에 상한 허용차 +0.015를 더하여 60.015mm가 된다고 계산한다. 이 계산은 ± 표기에서 최대는 더하기, 최소는 빼기 원칙을 적용하여 구한다.
예2) 구멍의 치수가 ø50에 +0.0250 허용차를 갖고, 축은 호칭 50에 대해 상한이 −0.015이고 하한이 −0.050인 범위를 갖는 경우 구멍의 최소치는 50.025mm, 축의 최대치는 50 − 0.015 = 49.985mm이므로 항상 구멍이 축보다 크며 헐거운 끼워맞춤에 해당한다. 최대 간극 판정은 구멍 최소치와 축 최대치를 비교하여 구멍 최소 > 축 최대이면 헐거운 끼워맞춤으로 판단한다.
구멍의 치수 ø50+0.0250, 축의 치수 ø50-0.015-0.050이라면 무슨 끼워 맞춤인가?
정답 ① · 문항은 구멍과 축의 허용치로 결정되는 끼워맞춤 유형을 판단하는 문제이다. 구멍의 최소치가 축의 최대치보다 크면 항상 간극이 발생하므로 헐거운 끼워맞춤이 된다.
구멍 최소치 50.025mm, 축 최대치 49.985mm로 최대 간극이 발생하므로 헐거운 끼워맞춤이다.
ø60 ± 0.015인 구멍의 최대 허용치수는?
정답 ④ · 치수의 허용차는 최대허용치수와 지시치수(호칭치수)의 차이로 구합니다. 주어진 호칭치수가 60이고 공차가 ±0.015인 경우, 상한 허용차는 +0.015이고 하한 허용차는 -0.015입니다.
최대 허용치수는 호칭치수에 상한 허용차를 더한 값으로, ø60 ± 0.015인 경우 60 + 0.015 = 60.015입니다.
다음 중 H7 구멍과 가장 헐겁게 끼워지는 축의 공차는?
정답 ① · 구멍기본 호칭 H는 하한허용차가 0이며 상한허용차가 양(+)의 값을 가지는 기본구멍입니다. 축의 기본호칭 중 f6는 하한허용차가 가장 큰 음(-)의 값을 가져 가장 많은 틈새가 발생하는 것이 특징입니다.
H7 구멍과 가장 헐겁게 끼워지는 축은 틈새가 가장 큰 f6이며, a~h는 틈새끼워맞춤으로 f가 가장 헐겁습니다.
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