기준계열(Basic Size)과 GD&T

정밀한 부품 제조와 조립을 위해서는 공차 개념을 명확히 이해하는 것이 필수입니다. 이때 가장 기초가 되는 개념 중 하나가 바로 기준계열(Basic Size)이며, 이는 GD&T(Geometric Dimensioning and Tolerancing, 기하공차) 체계에서도 매우 중요한 역할을 합니다. 기준계열은 치수의 기준이 되는 수치이며, GD&T에서 사용되는 기준 치수(Basic Dimension)의 개념과 밀접한 연관을 가지고 있습니다. 본 글에서는 기준계열의 정의부터 GD&T에서의 활용 방식, 도면 작성 시 주의사항까지 실무적으로 알아보겠습니다.

 

 

1. 기준계열(Basic Size)의 개념과 필요성

 1). 기준계열이란?

기준계열(Basic Size)은 허용 공차를 적용하기 전의 기준 치수를 말합니다. 이는 부품 설계 시 가장 이상적인 치수를 뜻하며, 일반적으로 ± 공차 없이 정수 값으로 표현됩니다.

 2). 예시:

  - Ø 50.00 mm (기준계열)

  - Ø 50.00 +0.05/-0.01 mm (허용 공차 포함 치수)

 3). 왜 중요한가?

  - 치수 설계의 출발점

  - 여러 부품 간의 조합과 공차 체계 설계의 기준

  - 기능 중심의 기하공차 설정에도 필수 요소

기준계열이 없다면, 각기 다른 부품 간의 조립 호환성이나 공차 균형을 논할 수 없습니다.

 

2. GD&T에서의 기본 치수(Basic Dimension)

기하공차 체계에서 말하는 기본 치수(Basic Dimension)는, 기준계열과 유사하게 공차를 포함하지 않는 이상적인 치수값입니다. 이 값은 반드시 기하공차 프레임과 함께 사용되며, 기능적으로 중요한 위치나 방향 관계를 정의합니다.

 1). 기본 치수의 특징

  - 사각형 테두리로 표시

  - ± 공차가 없고, GD&T로 공차를 별도로 지정

  - 측정 대상이 아닌 설계 의도 강조

  - 예시: [50.00] ← 사각형 안의 숫자가 Basic Dimension

 2). 기준계열과의 연결점

기준계열은 주로 치수 공차 체계에서 기준이 되는 크기이고, GD&T의 기본 치수는 위치나 방향 공차를 위한 기준 거리로 사용됩니다. 두 개념 모두 설계의 기준점을 설정한다는 공통점을 가집니다.

 

3. 기준계열 기반의 공차 설정 방식

 1). 치수 공차와의 연관

기준계열을 기준으로 다양한 공차 체계가 만들어집니다. 대표적인 두 가지 방식은 다음과 같습니다.

  ①. 구멍 기본계(Hole Basis System)

  - 구멍의 크기를 기준계열로 설정

  - 축의 공차를 변화시켜 간섭, 중간, 유동 조립을 구현

  ②. 축 기본계(Shaft Basis System)

  - 축을 기준계열로 설정

  - 구멍의 공차를 변화시켜 조립 방식 선택

 2). GD&T와의 통합 활용

  - 기준계열 치수는 기하공차 프레임과 함께 사용 가능

  - 예: 위치 공차(Position Tolerance) → 기준 위치는 Basic Dimension 사용

  - 기하공차가 기능 중심의 제어를 가능하게 해 줌 기준계열을 잘 설정하면 GD&T 적용 시 공차 설계의 논리성과 기능성을 동시에 확보할 수 있습니다.

 

4. 도면 작성 시 기준계열과 GD&T 활용 팁

 1). 기본 치수는 사각형으로 표시

  - "50.00" → [50.00]

  - 공차 기입 금지

  - 반드시 기하공차와 연결되어야 함

 2). 기준계열 치수와 허용 공차는 별도로 표시

  - 일반 치수에는 ± 공차를 기입

  - 기준계열은 공차 없이 명확히 표현

 3). 기준 요소 설정

  - 기하공차의 기준면(A, B, C 등)과 기본 치수를 연결

  - 조립 품질 확보에 중요

 4). 중복 표시 피하기

  - 같은 치수를 일반 치수와 Basic Dimension으로 동시에 표기하지 않기

  - 설계 의도를 명확히 구분

도면 작성 시 기준계열은 GD&T와 연계하여 설계 정확도와 해석 용이성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.

 

5. 실무 사례: 기준계열과 GD&T의 조합

 1). 사례 1: 브래킷 홀 위치 공차 제어

  - 기준계열 치수 [100.00] mm

  - 위치 공차: Ⓟ 0.1 Ⓜ | A | B

  - 기준계열로 이상적인 위치 정의 → GD&T로 실제 공차 제어

 2). 사례 2: 기어 하우징 설계

  - 중심 간 거리 [80.00] mm

  - 기준면 A, B 설정

  - Angularity, 평행도 등도 기준계열 기반으로 설정

 3). 사례 3: 샤프트와 베어링 간 조립

  - Ø50.00 기준계열 사용

  - 축에 ± 공차 적용

  - 기하공차로 동축도, 위치도 적용하여 조립성 확보

핵심 포인트: 기준계열은 모든 공차 설계의 출발점이며, 기하공차는 이를 기능적으로 정밀하게 다듬는 도구입니다.

 

6. 결론: 기준계열은 GD&T 적용의 근본이자 핵심

기준계열(Basic Size)은 정밀한 제품 설계의 기초가 되는 개념입니다. 이는 GD&T의 기본 치수와 연결되어, 공차 해석과 설계 의도를 보다 명확히 전달하게 해 줍니다. 단순한 수치 이상의 의미를 지닌 기준계열은 치수 공차와 기하공차를 아우르는 핵심 요소입니다. 정확한 기준계열 설정과 기하공차의 적절한 활용을 통해 설계의 완성도는 물론, 제조성과 품질까지 향상할 수 있습니다. 도면 작성 시 이 둘의 관계를 충분히 고려해, 설계와 실무 사이의 오차를 줄이는 것이 중요합니다.