공학적 공차란?- 정의 및 유형

기계 공학에서 공차는 지정된 치수의 허용 편차를 설정합니다. 공차를 사용하면 특히 더 큰 어셈블리의 일부인 경우 최종 제품을 쉽게 사용할 수 있습니다.

 

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각 제조 방법에는 일정 수준의 부정확성이 있기 때문에 임계 영역에서 공차를 설정하지 않으면 설계 의도에 따라 부품을 사용할 수 없게 될 수 있습니다.

그러나 적절한 허용 오차를 정확히 찾아내는 것은 제조 회사가 생산 공정의 몇 가지 특정 지점을 더 주의 깊게 다루어야 한다는 것을 알고 있는지 확인합니다. 이것은 완벽하게 결합되는 부품과 고철 사이의 차이일 수 있습니다.

 

공학에서 공차란?

엔지니어링 공차는 기본 측정에서 파생된 측정의 허용 가능한 편차입니다.

공차는 다양한 단위에 적용될 수 있습니다. 예를 들어, 작업 조건에는 온도(°C), 습도(g/m3) 등에 대한 허용 오차가 있을 수 있습니다. 기계 공학에서 우리는 주로 선형, 각도 및 기타 물리적 치수에 적용되는 허용 오차에 대해 이야기합니다.

그러나 단위에 관계없이 허용 오차는 기준점(공칭 값)에서 허용되는 측정 범위를 나타냅니다. 3.5mm 자갈과 2.5mm 자갈을 분리하기 위한 체를 설계한다고 가정해 보겠습니다. 작은 자갈이 구멍을 통해 떨어지길 원하고 큰 자갈은 체로 쳐야 합니다.

더 큰 암석 조각은 크기가 3.3mm에서 3.7mm로 다양합니다. 더 작은 것들은 2.3… 2.7 mm 범위에 있습니다. 더 작은 것, 즉 모두가 실제로 구멍을 통해 떨어지도록 하고 큰 것은 체로 치지 않으려면 구멍 직경의 공칭 값을 2.8mm로 설정할 수 있습니다. 동시에 제조 정확도는 2.6mm에 일부 구멍이 생길 수 있음을 의미합니다.

-0mm의 하한선과 +0.3mm의 상한선을 추가하면 모든 구멍의 직경이 2.8mm에서 3.1mm 사이가 됩니다.

 

주요 요점

▷ 물리적 차원
▷ 재료, 제조된 물체, 시스템 또는 서비스의 측정값 또는 물리적 속성
▷ 기타 측정값(예: 온도, 습도 등)
▷ 엔지니어링 및 안전, 물리적 거리 또는 공간(공차), 트럭(트럭), 다리 아래의 기차 또는 보트, 터널의 기차(구조 게이지 및 적재 게이지 참조)
▷ 기계 공학에서 볼트와 너트 또는 구멍 사이의 공간 등

치수, 속성 또는 조건은 시스템, 기계, 구조 등의 기능에 큰 영향을 미치지 않으면서 약간의 변동이 있을 수 있습니다. 허용 오차를 초과하는 변동(예: 너무 덥거나 너무 추운 온도)은 비준수, 거부 , 또는 허용 오차를 초과합니다.

 

공차 설정 시 고려 사항

주요 관심사는 다른 요인이나 프로세스 결과에 영향을 미치지 않고 허용 오차가 얼마나 넓은지 결정하는 것입니다. 이것은 과학적 원리, 공학 지식 및 전문적인 경험을 사용하여 수행할 수 있습니다. 실험 조사는 공차의 영향을 조사하는 데 매우 유용합니다. 실험 설계, 공식 엔지니어링 평가 등

사양의 엔지니어링 허용 오차 집합이 그 자체로 해당 허용 오차를 준수한다는 것을 의미하지는 않습니다. 모든 제품(또는 시스템 작동)의 실제 생산에는 입력 및 출력의 고유한 변형이 포함됩니다.

측정 오류 및 통계적 불확실성도 모든 측정에 존재합니다. 정규 분포에서 측정된 값의 꼬리는 공정 평균에서 ±3 표준 편차를 훨씬 넘어 확장될 수 있습니다. 한쪽(또는 양쪽) 꼬리의 상당한 부분이 지정된 허용 오차를 넘어 확장될 수 있습니다.

시스템, 재료 및 제품의 처리 능력은 지정된 엔지니어링 허용 오차와 호환되어야 합니다. 공정 제어가 확립되어 있어야 하며 Total Quality Management와 같은 효과적인 품질 관리 시스템은 실제 생산을 원하는 허용 오차 내로 유지해야 합니다.

공정 능력 지수는 허용 오차와 실제 측정된 생산 간의 관계를 나타내는 데 사용됩니다.

허용 오차 선택은 의도한 통계적 샘플링 계획 및 허용 품질 수준과 같은 특성의 영향도 받습니다. 이것은 허용 오차가 극도로 엄격해야 하는지(100% 일치에 대한 높은 신뢰도) 또는 약간의 허용 오차 범위를 벗어나는 것이 때때로 허용될 수 있는지 여부에 대한 질문과 관련이 있습니다.

 

공차의 종류

오늘날 기하 공차는 기호 수에 따라 14가지 유형이 있으며 분류에 따라 15가지 유형이 있습니다.

이들은 형상 공차, 방향 공차, 위치 공차 및 런아웃 공차로 그룹화되어 모든 형상을 나타내는 데 사용할 수 있습니다.

 

 

 

1. 일방적인 공차
2개의 한계 치수가 그림과 같이 공칭 크기보다 높거나 공칭 크기보다 작을 때 공차는 일방적이라고 합니다.

2. 양측 공차
2개의 한계 치수가 공칭 크기의 위아래일 때 공차는 양측이라고 합니다.

3. 복합 공차
복합 공차는 확립된 공차에 의해 결정됩니다. 즉, 두 가지 이상의 공차 유형의 조합을 복합 공차라고 하며 다른 유형의 공차는 각도, 측면 등이 될 수 있습니다.

예: 그림에서 치수/공차는 L, h 및 θ의 공차에 따라 다릅니다. 'l'에 대한 이 복합 허용 오차는 이 세 가지 허용 오차의 결합된 효과입니다. 'l'에 대한 최소 허용 오차는 L-b, θ+∝ 및 h+c에 해당합니다.