도면에서 기하공차 적용 위치 해설

기하공차(GD&T)는 제품 형상의 정밀도를 제어하기 위한 국제 표준화된 도구입니다. 아무리 공차를 잘 설정했다 하더라도 도면 상에 어디에 어떻게 적용하느냐에 따라 해석과 결과는 크게 달라집니다. 기하공차의 올바른 적용 위치는 설계 의도를 제조자에게 정확히 전달하고, 비용 효율적인 가공과 품질 관리를 가능하게 합니다. 이 글에서는 기하공차를 도면에 정확하게 적용하는 위치 기준과 방법을 중심으로, 설계자가 반드시 알아야 할 해석 원칙과 사례들을 자세히 설명합니다.

 

 

1. 기하공차 기호와 프레임의 위치 원칙

기하공차는 "공차 프레임(Feature Control Frame)"이라는 표기 형식으로 도면에 표시됩니다. 이 공차 프레임을 어디에 붙이느냐에 따라 해석이 완전히 달라지므로, 위치 설정이 매우 중요합니다.

 1). 기본 위치 표기 방식

  - 치수 선(Leader Line)에 부착: 해당 치수에 대한 형상 정밀 제어

  - 형상 요소(Feature) 위에 직접 표시: 해당 형상 자체의 공차

  - 기준면(Datum)과 함께 사용: 기준 기반 위치 또는 방향 제어

 2). 공차 적용 위치가 영향을 미치는 예

  - 구멍의 위치도는 구멍 중심선에 부착해야 위치 오차로 해석됨

  - 면의 평면도는 해당 면 위에 프레임을 위치시켜야 함

 

2. 기준면(Datum) 설정과 공차 위치의 관계

기하공차에서 기준면(Datum)은 설계 기준이 되는 기준 형상입니다. 공차 적용 위치는 기준면과의 관계에 따라 해석 방향이 달라집니다.

 1). 기준면에 따라 달라지는 적용

  - 위치도(Position): 반드시 기준면을 포함해야 정확한 위치 제어 가능

  - 평면도(Flatness): 기준면 없이도 적용 가능 → 절대 형상 기준

  - 동심도(Concentricity), 위치도 등: 기준면 간의 관계 명확히 설정 필요

기준면은 도면에 알파벳 기호 (A, B, C)로 지정되며, 공차 프레임 내에 이 기준이 정확히 포함되어야 제조 및 검사가 가능해집니다.

 

3. 기하공차의 적용 위치별 해석 예시

기하공차는 적용 위치에 따라 완전히 다른 의미로 해석됩니다. 설계 의도를 오해하지 않도록 다음과 같은 대표 사례들을 참고하세요.

 1). 예시 1: 구멍 중심에 위치도 적용

  - 적용 위치: 구멍 치수 선 위

  - 해석: 구멍 중심이 기준점에서 얼마나 벗어날 수 있는지를 제어

 2). 예시 2: 판면에 평면도 적용

  - 적용 위치: 해당 면의 표면 위

  - 해석: 면이 이상적인 평면에서 얼마나 벗어날 수 있는지를 제어

 3). 예시 3: 축에 동심도 적용

  - 적용 위치: 원형 단면 위

  - 해석: 해당 축의 중심이 기준 축과 얼마나 일치하는지를 제어

이처럼 기하공차는 도면에서 적용 위치에 따라 기능성과 정밀도의 기준이 달라지므로, 기능 요구 사항에 따라 위치를 정확히 지정해야 합니다.

 

4. 설계 의도와 기능 중심의 적용 전략

기하공차의 궁극적인 목적은 부품이 기능적으로 문제없이 작동하게 하는 것입니다. 따라서 적용 위치를 정할 때는 부품의 실제 역할과 동작 환경을 고려해야 합니다.

 1). 적용 전략 예시

  - 회전체의 축 → 동심도, 원형도, 흔들림 공차 적용

  - 조립면 → 평면도, 평행도 등으로 밀착성과 정렬 보장

  - 조립 구멍 → 위치도 공차로 상대 요소와 정밀한 위치 조절

또한, 너무 많은 기하공차를 사용하는 것은 비용을 높이므로, 기능상 꼭 필요한 부분에만 전략적으로 적용해야 합니다.

 

5. 실무 도면 작성 시의 주의사항

설계자가 도면에 기하공차를 적용할 때는 다음의 실무적 사항들을 반드시 고려해야 합니다.

 1). 주의사항 체크리스트

  - 기준면 누락 금지: 기준 없는 기하공차는 검사 불가

  - 형상 요소 명확화: 어떤 형상에 적용되는지 도면상 분명히 표기

  - 기호와 위치 일치: 실제 제어하려는 대상과 기호가 맞아야 함

  - 중복 공차 회피: 동일 특성에 치수공차와 기하공차를 동시에 적용하지 않기

도면은 설계자가 기능 요구를 전달하는 문서입니다. 잘못된 공차 위치는 제조 비용 증가, 불량률 상승, 고객 불만으로 이어질 수 있습니다.

 

기하공차는 위치가 생명이다

기하공차는 단순한 표기가 아니라, 설계자의 의도와 기능 요건을 가장 정밀하게 전달하는 언어입니다. 아무리 정밀한 공차 값을 넣었더라도, 잘못된 위치에 적용되면 의도와 전혀 다른 결과를 낳게 됩니다. 도면에서 기하공차를 정확하게 적용하려면 기준면 설정 → 형상 선택 → 위치 지정이라는 기본 원칙을 준수하고, 실제 기능과 사용 조건에 맞춰 판단해야 합니다. 정확한 위치에 기하공차를 배치하는 것은 곧, 정확한 설계와 품질 확보, 제조 비용 절감으로 이어지는 핵심 전략입니다.