개념 한 쪽
치수기입은 부품의 허용 치수 범위를 정하여 조립성과 기능을 보장하는 절차이다. 공차는 허용되는 치수의 넓이로 이해하고, 끼워맞춤 종류는 치수 간의 대소 관계로 판정한다. 시험 문제는 정의의 정확성과 최대·최소 조합의 판별을 묻는 유형이 많다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「치수기입」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 끼워맞춤 유형 판정 | 1 | 치수 관계로 억지·헐거움 등을 판별하기 |
| 축 공차 기호 선택 | 1 | 주어진 구멍 기준에 대해 헐거운 축 기호를 고르기 |
| 최대 틈새 조합 판정 | 1 | 동일 호칭치수에서 가장 큰 틈새를 만드는 조합 가리기 |
치수 공차는 부품 치수가 허용되는 범위의 넓이를 의미한다. 즉, 공차는 최대 허용치수에서 최소 허용치수를 뺀 값으로 정의한다. 공차 문제는 항상 '상한-하한' 또는 '최대-최소'의 관계를 먼저 확인해야 정답을 빠르게 찾을 수 있다.
끼워맞춤은 구멍과 축의 치수 차이에 의해 틈새(헐거운 끼워맞춤), 억지(억지 끼워맞춤), 또는 중간 상태로 분류된다. 억지 끼워맞춤은 축의 최소 허용치수가 구멍의 최대 허용치수보다 커서 모든 조합에서 축이 구멍보다 크게 되어 강제로 결합해야 하는 상태로 정의한다. 헐거운 끼워맞춤은 축의 최대치수가 구멍의 최소치수보다 작아 항상 틈새가 발생하는 상태이다.
죔새(간섭)의 최소·최대는 조립 전의 극단 조합으로 정의한다. 최소 죔새는 조립이 가장 쉬운 상태인 '구멍 최대치수와 축 최소치수의 차'로 계산하고, 최대 죔새는 구멍 최소치수와 축 최대치수의 차로 계산한다. 틈새의 경우도 마찬가지로 최대 틈새는 구멍 최대에서 축 최소를 빼서 구하고, 최소 틈새는 구멍 최소에서 축 최대를 빼서 구한다.
공차기호와 끼워맞춤 판정에서는 기호의 알파벳 순서가 중요하다. 구멍은 대문자(A~Z), 축은 소문자(a~z)로 표기하며 알파벳 순서가 앞서는 공차역일수록 치수가 상대적으로 크거나 작아 헐거움과 죔새 특성을 판단할 수 있다. 예를 들어 A와 a는 각각 가장 헐거운 공차역을 나타내므로 이 조합이 최대 틈새를 만든다.
대표 공식은 다음과 같다. - 공차 = 최대 치수 - 최소 치수. - 최소 죔새(조립 전) = 구멍의 최대 허용치수 - 축의 최소 허용치수. 예시 문제 풀이 흐름: '구멍 최대 < 축 최소'라는 부등식을 확인하면 억지 끼워맞춤으로 바로 판정한다. 반대로 '구멍 최소 > 축 최대'라면 항상 틈새가 발생하는 헐거운 끼워맞춤으로 판정한다.
또 다른 예로, 구멍 기준치 H7이 주어졌을 때 축의 공차기호 중 p6는 H7과 조합하면 억지 끼워맞춤을 형성하고, f6는 H7에 대해 헐거운 끼워맞춤을 만드는 대표적 사례라는 점을 문제에서 활용한다. 동일 호칭치수에서 구멍 A와 축 a의 짝은 가장 큰 틈새를 만든다는 규칙도 자주 출제되므로 기억한다.
구멍의 최대 허용치수보다 축의 최소 허용치수가 큰 경우의 끼워 맞춤은?
정답 ① · 문제는 구멍의 최대 허용치수보다 축의 최소 허용치수가 큰 경우의 끼워맞춤 유형을 묻고 있다. 이 조건은 축이 항상 구멍보다 크므로 간섭이 발생하는 상태로 억지 끼워맞춤(interference fit)에 해당한다.
구멍의 최대 허용치수보다 축의 최소 허용치수가 큰 경우, 즉 축이 구멍보다 항상 큰 끼워맞춤은 억지 끼워맞춤이다.
다음 중 ø50H7의 기준구멍에 가장 헐거운 끼워맞춤이 되는 축의 공차 기호는?
정답 ① · 문항은 ø50H7 기준구멍에 대해 가장 헐거운 끼워맞춤을 만드는 축의 공차 기호를 묻고 있다. H7은 기준 구멍 위치를 나타내므로 축은 구멍보다 음의 편차를 가져 헐겁게 되는 것이 필요하다.
헐거운 끼워맞춤은 축의 공차가 구멍보다 작아야 하므로, 음의 편차를 갖는 f 공차가 정답이다.
동일 호칭치수의 구멍기준 끼워맞춤을 할 때 틈새가 가장 큰 끼워맞춤으로 짝지워진 것은?
정답 ① · 구멍 기준 끼워맞춤에서 틈새가 가장 큰 조합은 구멍의 공차가 가장 크고(Hole 기준이므로 고정, 여기서는 상대적 위치 비교이나 헐거운 끼워맞춤 원칙 적용), 축의 공차가 가장 작은 경우입니다. 일반적으로 알파벳 순서상 빠른 A 계열이 헐거운 끼워맞춤(큰 틈새)을 의미하며, 뒤쪽인 Z 계열일수록 죄임 끼워맞춤(틈새 없음 또는 과잉)을 의미합니다.
구멍 기준 끼워맞춤에서 틈새는 구멍 치수가 클수록, 축 치수가 작을수록 커지므로 가장 헐거운 조합인 구멍 A와 축 a의 조합이 최대 틈새를 가진다.
기계설계산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.