기하공차 기호 완벽 해설 알아보기

기하공차(Geometric Dimensioning and Tolerancing)는 기계 설계와 정밀 가공의 세계에서 치수 이상의 정보를 표현하는 도면 언어입니다. 하지만 많은 엔지니어와 설계자들이 여전히 도면에 나타나는 기호의 의미를 명확히 이해하지 못해 해석의 어려움을 겪고 있습니다. 이번 글에서는 도면에 자주 사용되는 기하공차 기호들을 체계적으로 정리하고, 각 기호의 의미와 적용 예시까지 명확히 해설해 드립니다. 기하공차를 처음 접하거나, 기호를 다시 정리하고 싶은 분들께 매우 유익한 자료가 될 것입니다.

 

 

1. 기하공차 기호란 무엇인가?

기하공차 기호는 부품의 형상, 자세, 위치, 흔들림 등에 대해 허용 오차를 시각적으로 표현하기 위한 국제 표준 기호입니다. 이 기호들은 도면 상의 피쳐 컨트롤 프레임(Feature Control Frame) 안에 표시되어 있으며, 공차 유형과 기준면, 허용값 등을 함께 명시합니다. 기호는 일반적으로 아래 5가지 범주로 나뉩니다.

 1). 형상공차: 형태 정확성으로, 기호는 직선도(⌇), 평면도(▭), 원형도(◯) 등이 있습니다.

 2). 자세공차: 기준 면에 대한 각도로 기호는 직각도(⊥), 평행도(∥), 경사도(∠) 등이 있습니다.

 3). 위치공차: 특정 위치에 대한 오차로 기호는 위치도(⌖), 동심도(◎), 대칭도(⌯) 등이 있습니다.

 4). 흔들림 공차: 회전 시 진동 허용으로 기호는 원주 흔들림(↗), 전체 흔들림(↻) 등이 있습니다.

 5). 실행조건: 부가 정보로 기호는 최대 재료 조건(MMC: M), 자유 상태(F: F) 등이 있습니다.

이러한 기호들을 올바르게 이해하고 해석해야, 도면에 담긴 설계 의도를 정확히 파악할 수 있습니다.

 

2. 형상공차 기호 해설 – 형태의 기본을 규정하다

형상공차는 부품의 개별 형상이 얼마나 정확하게 유지되어야 하는지를 나타냅니다. 기준이 되는 면이 없이 단독으로 적용됩니다.

 1). 직선도(⌇): 직선이 얼마나 곧은지를 규정합니다. 샤프트나 가이드 레일 등에 자주 사용됩니다.

 2). 평면도(▭): 평면의 평탄도를 규정합니다. 기계 바닥면, 접촉면 등에 중요합니다.

 3). 원형도(◯): 단면상의 원이 얼마나 정확한 원형인지 나타냅니다.

 4). 원통도(⌭): 전체 원통 형상의 정확성을 판단합니다. 베어링 하우징 등에 사용됩니다.

형상공차는 기본적인 형태 정밀도를 정의함으로써, 기능적 문제를 사전에 방지합니다.

 

3. 자세공차 기호 해설 – 기준에 대한 방향 정밀도

자세공차는 기준 면이나 선에 대해 특정 피쳐가 어떤 방향을 유지해야 하는지를 표현합니다. 기준을 반드시 필요로 합니다.

 1). 직각도(⊥): 기준에 대해 90도를 유지해야 할 때 사용합니다. 블록 조립, 구멍 위치 설정에 필수입니다.

 2). 평행도(∥): 두 면 또는 두 선이 평행하게 유지되어야 할 때 사용됩니다.

 3). 경사도(∠): 기준에 대해 일정 각도를 유지하는 경우 사용됩니다. 예를 들어, 경사면이나 테이퍼 등에 활용됩니다.

자세공차는 조립성 확보에 매우 중요한 역할을 하며, 설계자의 의도를 정밀하게 시각화하는 데 효과적입니다.

 

4. 위치공차 기호 해설 – 피쳐의 위치 정확성

위치공차는 구멍, 축, 홈 등이 기준 위치에서 얼마나 벗어날 수 있는지를 지정합니다.

 1). 위치도(⌖): 가장 많이 쓰이는 위치공차. 정해진 기준에서의 중심 위치 정밀도를 제어합니다.

 2). 대칭도(⌯): 중심선이나 기준면에 대해 대상이 얼마나 대칭적인지를 규정합니다.

 3). 동심도(◎): 두 원이나 축이 동일한 중심선을 가질 때의 정렬 정밀도를 확인합니다.

정밀 가공에서는 위치공차가 기능성 유지와 오작동 방지를 위해 반드시 필요합니다. 특히 고속 회전 장치나 맞물림 부품에서는 위치 정밀도가 핵심입니다.

 

5. 흔들림 공차와 보조기호 – 고정밀 부품에서의 진동 허용 범위

흔들림 공차는 부품이 회전할 때 나타나는 흔들림이나 진동을 제어합니다. 특히 정밀 회전체(예: 샤프트, 디스크 등)에 필수입니다.

  - 원주 흔들림(↗): 한 지점의 흔들림을 측정합니다.

  - 전체 흔들림(↻): 전체 피쳐에 걸친 흔들림을 평가합니다.

보조 기호는 공차 조건을 명확히 하기 위해 함께 사용됩니다.

  - MMC (M): 최대 재료 조건. 가장 두껍거나 큰 상태에서 적용됨.

  - LMC (L): 최소 재료 조건. 가장 얇거나 작은 상태에서 적용됨.

  - Free State (F): 외부 힘이 작용하지 않는 자유 상태 기준.

이 기호들은 공차 적용을 더욱 유연하고 현실적으로 해주며, 실제 생산 및 검사 조건에 맞춘 설계가 가능합니다.

 

기하공차 기호는 도면 해석의 열쇠이자 설계의 언어

기하공차 기호는 단순한 그림 기호가 아닙니다. 그것은 설계자의 의도, 제조사의 기준, 품질 관리자의 판단을 모두 연결해 주는 기술의 언어입니다. 각 기호의 의미를 정확히 이해함으로써, 도면 해석 능력이 향상되고, 불필요한 오해와 품질 문제를 줄이며, 정밀한 제품을 설계하고 생산할 수 있게 됩니다. 기하공차는 단지 기호를 외우는 것이 아니라, 기능적 설계의 사고방식을 이해하는 과정입니다. 이 글을 통해 기하공차의 기호들을 보다 친숙하게 느끼고, 실무에 활용해 보시기 바랍니다.