기하공차에서 평행도 공차 완벽 해설 알아보기

기계 설계와 제조에서 "기하공차(Geometric Dimensioning and Tolerancing, GD&T)"는 제품의 형상, 방향, 위치 등을 정확히 정의하는 필수 요소입니다. 그중에서도 "평행도(Parallelism)"는 부품 간의 평형 상태를 유지하기 위한 핵심 공차입니다. 평행도는 두 면 혹은 선이 서로 평행을 유지해야 하는 정도를 수치화한 것으로, 제품의 조립성, 운동성, 마찰 특성 등에 큰 영향을 미칩니다. 이 글에서는 평행도 공차의 정의, 기호, 측정 방법, 도면 해석법, 실무 적용 팁까지 완벽하게 해설합니다. 설계자, 품질 엔지니어, 제조 기술자 모두에게 꼭 필요한 정보입니다.

 

 

1. 평행도 공차란 무엇인가?

 1). 정의

평행도(Parallelism)는 한 선이나 면이 기준이 되는 선 또는 면과 정해진 허용 범위 내에서 평행하게 유지되어야 함을 규정하는 공차입니다.

 2). 예시 상황

  - 슬라이딩 부품이 레일과 평행해야 작동에 문제가 없음

  - 기어축이 베어링 하우징과 평행해야 마모와 소음이 줄어듦

 3). 기호

도면상에서는 기하공차 프레임에 '∥' 기호로 표기되며, 공차값과 기준면(Datum)을 함께 명시합니다.

예시: ∥ 0.05 | A → 기준면 A에 대해 0.05mm 이내로 평행해야 함.

 

2. 평행도 공차의 적용 방식

 1). 선에 대한 평행도

  - 원통, 축, 핀 등 선 요소의 중심축이 기준선과 동일 평면 상에서 일정 간격 유지

  - 보통 CMM이나 다이얼 게이지로 측정

 2). 면에 대한 평행도

  - 한 면 전체가 기준면과 정해진 공차 범위 안에서 평행 평면 사이에 위치해야 함

  - 서페이스 플레이트와 높이 게이지, 혹은 레이저 측정기 사용

 3). 공차대역의 개념

  - 공차 값만큼 떨어진 두 개의 가상의 평면 사이에 측정 대상이 모두 포함되어야 함

  - 이 범위를 넘으면 불합격 판정

 

3. 도면에서의 평행도 해석 방법

도면 해석은 평행도 공차를 이해하고 검사하는 데 필수입니다.

 1). 공차 프레임 해석

  - 첫 칸: 공차 기호(∥)

  - 두 번째 칸: 허용 오차 값 (예: 0.02)

  - 세 번째 칸: 기준면(Datum) 표시 (예: A, B 등)

 2). 주의사항

  - 기준면의 위치에 따라 해석이 달라질 수 있음

  - 평행도는 치수공차와 별개로 적용되므로 동시에 확인 필요

  - 측정 대상이 면인지 선인지에 따라 기준 방향이 달라짐

 3). 실무 팁

  - 기준면 설정이 부정확하면 측정 결과도 왜곡될 수 있음

  - 도면 상에서 위치도나 직각도와 혼동하지 말 것

 

4. 평행도 공차 측정 방법과 장비

정확한 측정을 위해서는 적절한 장비 선택과 검사 조건 설정이 중요합니다.

 1). 기본 장비

  - CMM(3차원 측정기): 고정밀 측정, 자동화 가능

  - 서페이스 플레이트 + 다이얼 게이지: 단순 평행도 검사에 효과적

  - 레이저 측정기: 비접촉 측정 가능

 2). 측정 절차

  - 기준면을 측정 장비에 고정

  - 측정 대상면을 여러 지점에서 검사

  - 측정값이 허용 공차대역 내에 존재하는지 확인

 3). 검사 시 주의사항

  - 측정 장비의 보정 상태 점검

  - 작업 환경(온도, 진동)의 영향 최소화

  - 측정 방향과 기준면의 정렬 정확도 확보

 

5. 평행도 공차 적용 사례와 실무 노하우

 1). 적용 사례

  - PCB 회로기판 가공: 하부 지지면과 평행하게 상부가공면 유지 필요

  - 금형 가공: 코어와 캐비티가 평행해야 사출 후 변형 최소화

  - 자동차 부품 조립: 엔진 브래킷과 베이스 플레이트 평행 유지

 2). 실무 노하우

  - 평행도는 마찰, 마모, 소음 등 기능적 특성에 직결

  - 위치 공차 없이 평행도만 사용할 경우, 중심 위치는 자유로울 수 있음

  - 도면 설계 시 평행도는 치수공차와 병행 사용하면 효과적

  - 공정 초기 단계에서 평행도 요구사항을 반영해야 재작업 방지 가능

 

평행도 공차는 제품의 정밀성과 신뢰성을 지키는 열쇠

평행도 공차는 단순히 도면에 기호 하나 추가하는 일이 아닙니다. 그것은 제품이 설계 의도에 맞게 작동하고, 수명이 길어지며, 조립 불량을 줄이기 위한 핵심 품질 기준입니다. 설계자는 기하공차의 기본 원리를 이해하고, 검사자는 정확한 측정 장비와 방법을 활용하며, 제조자는 요구 조건을 현실적으로 반영할 수 있어야 합니다. 이 세 주체가 협업할 때, 평행도 공차의 효과는 극대화되고 제품 품질은 한층 강화될 수 있습니다.