기하공차의 종류와 CAD개론

 

기하공차의 종류

진직도

기계의 직선 부분이 이상직선으로부터 벗어나는 어긋남의 크기를 진직도라 합니다. 진직도에는 부품의 모서리 부분의 선, 중심선 혹은 평면 모양의 표면 및 원통형의 원통면의 진직도를 규정할 수 있으며 원통의 축선을 포함하는 평면 내에서 0.1mm만큼 떨어진 두 개의 평행한 직선사이에 가공한 원통표면의 직선이 있어야 합니다.

 

평면도

기계의 평면이 이상평면으로부터 벗어나는 어긋남의 크기를 평면도라 합니다. 가공 평면이 0.05mm만큼 떨어진 두 평면사이에 존재해야 합니다.

 

진원도

기계의 원형 부분이 진원을 벗어나는 어긋남의 크기를 진원도라 합니다. 임의의 축 직각의 단면에서 0.02mm만큼 떨어진 2개의 동심원 사이에 원형 단면이 존재해야 합니다.

 

원통도

원기둥 모양의 원형 가공표면이 2개의 동심원통에 끼워진 환상형의 공차 0.02mm 영역사이에 존재하도록 규정하는 것이 원통도입니다.

 

윤곽도

정확한 치수에 의한 기하학적 윤곽으로부터 벗어나는 어긋남을 윤곽도라 합니다. 윤곽도에는 선에 관한 윤곽도(prolile of any line)와 면에 관한 윤곽도(profile of any surfce) 2종류가 있습니다. 선의 윤곽도로서 투상면에 평행한 임의의 단면에서 데이텀 평면 A에 관련하여 이론적으로 정확한 윤곽선 위에 중심을 두는 지름 0.04mm의 원이 만드는 두 개의 곡선 사이에 존재해야 하는 것을 원칙으로 규정하고 있습니다.

 

평행도

평행을 이루는 직선과 직선, 직선과 면 혹은 면과 면사이의 일정 간격을 유지하도록 규정하는 자세에 관한 기하공차입니다. 이런 2가지의 형체에 관한 상대적 위치자세를 규정하기 위해 2개의 형체 중 1개를 기준으로 설정합니다. 지시선의 화살표로 나타내는 축선은 데이텀 축 직선 A에 평행하고 지지선의 화살표 방향(수직방향)에 있는 0.1mm만큼 떨어진 두 개의 평면사이에 있어야 합니다.

 

직각도 

직각도란 데이텀 평면 혹은 데이텀 축심을 기준으로 정확히 90도를 이루는 평면, 축심 또는 직선의 상태를 규정하는 것입니다. 지시선의 화살표로 나타내는 면은 데이텀 평면 A에 수직 하고, 지시선의 화살표 방향으로 0.05mm만큼 떨어진 두 개의 평행한 사이에 있어야 합니다.

 

경사도

경사도란 데이텀 평면 또는 데이텀 축심을 기준으로 일정 각도 (90도 제외)를 이루는 평면, 축심 혹은 식선의 상태를 규정하는 것입니다. 

 

위치도

기계 부품의 점, 선 및 면의 위치가 이론적으로 정확한 위치로부터 벗어나는 정도를 규정하는 것을 위치도라 합니다. 

 

동축도 또는 동심도

동심도(동축도)란 2개 이상의 형체(원통, 원추, 각주 등)의 축심 간의 어긋남을 규정하는 것을 말합니다.

 

대칭도

대칭도란 기준 직선 또는 기준 중심면에 대해 서로 대칭을 이루는 형체의 자세를 규정하는 기하공차입니다.

 

흔들림

회전체를 회전시켰을 때 기준 중심축에 대해 측정 표면이 지정된 방향으로 변화하는 크기를 규정하는 기하공차입니다. 

CAD 개론

CAD란 Computer Aidid Design & Drafting의 약어로 종전의 수작업으로 설계와 제도하는 대신에 컴퓨터를 이용하여 설계와 제도작업을 보다 정밀하고 능률적으로 차원 높은 설계도를 하는 것을 뜻합니다. 

 

기계설계란 특정한 목적을 수행하는 기계 제작에 관한 계획을 설정하는 것으로 기계설계는 기계 사용목적에 합당한 기구를 설정하고, 기계와 각 부재에 작용하는 힘을 해석하여 충분한 강도를 갖도록 각 부품의 재료와 치수를 결정하는 것입니다. 제도란 이러한 설계과정을 바탕으로 각 부품의 구조, 형상, 크기 등을 형상화하는 작업으로 과거에는 이러한 제도를 수작업으로 수행하여 왔으나 컴퓨터의 발달로 최근에는 모든 산업 현장에서 CAD를 사용하고 있습니다.

CAD용 프로그램은 Auto CAD 이외에 CATIA, Pro_Engineer, Soild Works 등이 있으며 항공, 기계, 건축, 전기, 전자산업 등에서 널리 사용되고 있습니다.

 

CAD 도입 효과

CAD 시스템을 도입함으로써 도면의 정밀도와 생산성을 향상할 수 있으며 설계 업무에서 다음과 같은 도입효과를 얻을 수 있습니다.

 

단순 반복작업과 수정작업에서 탁월한 효과가 있고 설계기간 단축 및 원가 절감이 됩니다. 또한 정확한 도면 작성 및 신뢰성 향상이 되고 도면 수정 및 정보 활용이 용이하며 표현방법 다양화 및 복잡한 도형 작성이 용이하여 입체적 표현 및 가상 조립이 가능합니다. 각종 심볼의 Library, database 구축 및 공유가 가능하고 설계기법의 표준화 및 부품 표준화 작업 구축과 응용이 용이하여 최첨단의 다품종 소량 생산에 적합합니다.

 

형상 모델링

형상 모델링이란 물체의 기하학적 형상을 컴퓨터 내에서 표현하고 여러 가지의 작업을 수행할 수 있도록 하는 작업을 말하며 그 방법은 아래와 같습니다.

 

와이어 프레임 모델링

변, 꼭짓점 등 형상의 특징을 나타내는 선분과 점만의 정보로 형상을 표현합니다. 주로 제도작업에 이용되며, 곡면 모델링과 솔리드 모델링의 기초작업으로 많이 사용됩니다. 데이터 구성이 간단하고 모델링이 쉽고 처리속도가 빠르지만 단면도 작성이나 물성치 계산, 응력해석 등이 불가능합니다.

 

곡면 모델링

물체의 표면을 둘러쌓고 있는 곡면 정보만으로 형상을 표현합니다. 주로 수치가공(NC)에 사용하며 복잡한 형상을 표현할 수 있으므로 단면도 작성과 NC 가공의 정보를 얻을 수 있습니다. 그러나 물리적 성질 계산이나 응력 해석 등은 어렵습니다.

 

솔리드 모델링

물체의 입체 형상뿐만 아니라 내부에 관한 모든 정보를 포함하여 형상을 표현합니다. 즉 부피, 무게, 관성모멘트 등 물체의 각종 물리적 특성치 계산이나 응력해석,  간섭체크, 단면도 생성 등을 할 수 있습니다. 가장 많은 정보가 사용되므로 방대한 크기의 기억용량과 계산 시간이 필요합니다.