기계 제도에서 꼭 알아야 할 16가지 필수 원칙

기계 제도에는 많은 기본 규칙이 확립되어 있으며, 특히 ASME Y14.5-2009에는 16가지 필수 규칙이 명시되어 있습니다.

기술 도면을 작성, 해석 또는 검토할 때는 이러한 규칙을 철저히 이해하고 적용해야 합니다. 16가지 규칙을 하나씩 자세히 살펴보겠습니다.

규칙 1: 기준 치수, 최대 및 최소 치수 또는 원재료를 제외한 모든 치수에는 허용 오차가 있어야 합니다.

참조 치수에는 일반적으로 허용 오차가 없습니다. 왜 그럴까요? 참조 치수는 일반적으로 도면에서 반복되는 치수 또는 닫힌 치수로, 순전히 참조 정보로만 사용되기 때문입니다. 참조 치수는 생산이나 검사를 안내하지 않으므로 도면에 참조 치수가 표시되어 있으면 무시해도 됩니다.

도면에는 MAX(최대) 또는 MIN(최소)이라는 표기가 종종 있습니다. 이러한 치수에도 허용 오차가 있을까요? 대답은 '예'입니다. MAX 치수의 경우 허용 오차의 하한은 0이고, MIN 치수의 경우 허용 오차의 상한은 무한대입니다.

따라서 MAX 또는 MIN 치수를 지정할 때는 한계 편차에서 기능에 영향을 미치는지 여부를 충분히 고려해야 합니다. 예를 들어, 필렛을 R1 MAX로 표시하는 경우 필렛이 없을 때(즉, 0일 때) 함수에 영향을 미치는지 여부를 고려해야 합니다. 그렇다면 적절한 하한 허용 오차를 지정해야 합니다.

도면에는 이론적인 치수(즉, 기본 치수)도 많이 있습니다. 공차가 있나요? 이론적 치수는 몸체 또는 대상 기준점을 정의하는 데 사용되는 수치적으로 정확한 크기, 모양, 프로파일, 방향 또는 위치로 정의됩니다.

이 이론적 치수가 바디의 크기, 모양, 프로파일, 방향 또는 위치를 정의하는 데 사용되는 경우, 공차는 바디의 해당 형태 및 위치 공차에 의해 정의됩니다. 이 이론적 치수가 대상 데이텀의 크기, 모양 또는 위치를 정의하는 데 사용되는 경우 공차는 ASME Y14.43 게이지 및 픽스처 공차 지침에 따라 결정되어야 합니다. 따라서 이론적 치수에도 공차가 있습니다.

도면에 치수 공차를 표시하는 방법은 다음과 같습니다:

- 차원 자체에 차원 한계 또는 허용 오차 값에 직접 주석을 달기.

- 기하학적 치수 허용 오차의 형태로 표시됩니다.

- 노트나 표에서 지정된 치수에 대한 허용 오차를 정의합니다.

- 도면의 다른 참조 문서에서 특정 양식 또는 프로세스에 대한 허용 오차를 정의합니다.

- 일반 허용 오차 열에 지정된 허용 오차 없이 모든 치수에 대한 허용 오차를 정의합니다.

규칙 2: 각 양식의 모든 특성을 완전히 이해하려면 치수와 허용 오차를 완전히 정의해야 합니다.

양식의 특성에는 크기, 모양, 방향 및 위치가 포함됩니다. 도면에 각 양식의 모든 특성의 크기와 공차를 정의해야 합니다. 크기와 공차 값은 엔지니어링 도면을 통해 표현하거나 CAD 제품 정의 데이터베이스로 정의할 수 있습니다. 도면을 측정하여 치수를 추측하거나 결정하는 것은 허용되지 않습니다.

규칙 3: 제품을 설명하는 데 필요한 모든 치수만 표시하세요.

필요한 모든 치수의 의미는 모든 양식의 모든 특성을 완전히 표현할 수 있도록 도면의 치수가 너무 많거나 적지 않고 적당해야 한다는 것입니다. 도면에는 닫힌 치수와 같은 불필요한 치수가 없어야 합니다.

앞서 설명한 대로 참조 치수를 무시할 수 있으므로 도면에서는 참조 치수 사용을 최소화해야 합니다. 참조 치수는 도면에 무질서함을 더하는 것 외에 아무런 용도가 없습니다.

규칙 4: 치수는 제품의 기능과 핏에 따라 선택해야 하며, 여러 가지 해석이 가능하지 않아야 합니다.

이는 설계 시 정의하는 치수와 공차가 제품의 기능 및 적합성 요건을 충족하는 것을 기반으로 해야 한다는 점을 강조합니다. 설계 프로세스는 제조 가능성과 검사 가능성을 고려해야 하지만 기능적 요구 사항을 희생해서는 안 됩니다.

규칙 5: 제품 디자인에 제조 방법을 지정해서는 안 됩니다.

제품 설계에는 제품의 기능에 필요한 치수 및 성능 요구 사항만 표시해야 합니다. 제조 방법은 제조 엔지니어의 권한에 속합니다.

디자이너로서 우리는 제조 팀에게 충분한 자유를 제공해야 합니다. 제조 방법을 지정하기보다는 제품의 기능에 맞는 최대한 넓은 허용 오차 범위를 제공하여 충분한 제조 역량을 확보할 수 있도록 고려해야 합니다. 예를 들어 구멍의 경우 드릴링, 펀칭, 밀링, 터닝, 그라인딩 또는 기타 공정을 통해 만든 것인지 명시하지 않고 직경만 표시해야 합니다.

최종 제품이 직경 공차를 만족하는 한 제조 공정은 중요하지 않습니다. 그러나 제조 공정이 제품 기능에서 분리할 수 없는 부분인 경우에는 설계 또는 참조 문서에 명시해야 합니다. 예를 들어, 기능상 구멍에 나선형 가공 자국이 없는 동시에 직경 공차를 충족해야 하는 경우, 설계에 구멍을 연마해야 한다고 명시할 수 있습니다.

규칙 6: 최종 제품 치수를 제공하면서 가공 공차와 같은 비필수 공정 매개변수를 표시하는 것은 허용됩니다.

일반적으로 프로세스 매개변수는 설계에 표시할 필요는 없지만, 표시해야 하는 경우에는 필수가 아님을 명확히 명시해야 합니다. 앞서 언급했듯이 이는 제조 엔지니어의 영역에 속하므로 충분한 자유가 주어져야 합니다.

규칙 7: 최적의 가독성을 위해 치수를 논리적으로 배열해야 합니다. 치수는 실제 윤곽선에 배치하고 눈에 보이는 등고선 위에 표시해야 합니다.

이것은 초안 작성의 기본 요건이며 여기서는 자세히 설명하지 않겠습니다.

규칙 8: 와이어, 파이프, 시트, 막대 또는 측정 또는 브랜드 번호로 생산된 기타 원자재에는 직경 또는 두께와 같은 선형 치수를 표시해야 합니다.

치수 또는 제품 브랜드 번호는 치수 뒤에 괄호 안에 표시해야 합니다.

이 규칙은 원재료에 따라 다르며, 각 원재료에는 고유한 표기 표준이 있습니다.

규칙 9: 표시가 없는 디자인에서 직각으로 표시된 중심선과 윤곽선은 90도로 가정합니다.

디자인에는 90도라고 가정하는 관계가 많이 있습니다. 이러한 90도로 가정된 허용 오차는 표시되지 않은 각도 허용 오차로 제어해야 합니다.

규칙 10: 기본 치수로 정의되거나 배치된 배열된 바디의 중심선 또는 표면은 표시 없이 디자인에 직각으로 표시된 경우 기본 90도 치수로 간주합니다.

배열된 바디는 동일한 모양과 크기를 가진 바디가 규칙적인 패턴으로 분포된 그룹(2개 이상)을 의미합니다. 이러한 바디의 중심이 기본 치수로 정의되거나 배치되면 가정된 90도 기본 각도 허용 오차는 해당 형태 및 위치 허용 오차에 의해 제어됩니다.

규칙 11: 중심축선, 중심 평면 또는 서페이스가 다이어그램에 일관되게 표시되는 경우 값이 0인 기본 차원으로 간주되며, 이들의 관계는 형태 및 위치 허용오차에 의해 정의됩니다.

이것은 상식입니다. 0으로 가정되는 이러한 기본 치수의 공차는 해당 형태 및 위치 공차에 의해 제어되어야 합니다. 형태 및 위치 공차가 지정되지 않은 경우 일반 기술 요구 사항 열의 지정되지 않은 형태 및 위치 공차에 의해 제어되어야 합니다.

규칙 12: 달리 명시되지 않는 한, 모든 치수는 20°C(68°F)의 실온을 기준으로 합니다. 다른 온도에서 측정한 경우 치수에 대한 보정을 고려해야 합니다.

여기서 실내 온도는 23도나 25도가 아닌 20도입니다. 따라서 테스트 결과에 제품 요구 사항 충족 여부를 정확하게 반영할 수 있도록 모든 측정실의 온도를 20도로 제어해야 합니다.

20도의 상온에서 측정이 불가능한 경우, 특히 온도 감도가 높은 부품의 경우 측정 결과에 대한 온도 영향을 보정하는 것을 고려해야 합니다.

규칙 13: 달리 명시되지 않는 한, 모든 치수와 허용 오차는 자유 상태 조건에 적용됩니다.

도면에 표시된 모든 치수는 응력이 없는 상태의 부품 치수를 나타냅니다. 일부 비강체 부품의 경우 규정에 따라 부품을 구속한 후 치수를 표시할 수 있으며, 부품을 구속하는 방법을 도면에 표시해야 합니다.

부품의 일부 치수를 자유 상태로 표시하려면 자유 상태 기호 F로 표시해야 합니다.

규칙 14: 달리 명시되지 않는 한 모든 기하학적 치수 허용 오차는 양식의 전체 길이, 너비 또는 깊이에 적용됩니다.

모두들 잘 알고 있을 것입니다. 제가 말씀드리고 싶은 것은 포괄적 원칙의 적용으로 인해 양식의 길이, 너비 또는 깊이가 양식의 모양 제어에 큰 영향을 미친다는 것입니다.

3mm 길이의 원형 막대와 30mm 길이의 원형 막대의 경우 최대 직진성 직경 허용 오차는 동일하지만 실제 굽힘 상황은 크게 다릅니다.

규칙 15: 모든 치수와 공차는 도면에 설명된 제품 레벨에만 적용됩니다. 한 도면 수준(예: 부품 다이어그램)에 설명된 양식의 치수 공차가 다른 도면 수준(예: 조립 다이어그램)에서 해당 양식의 치수 공차에 반드시 적용되는 것은 아닙니다.

즉, 부품 다이어그램의 크기가 조립 다이어그램에 반드시 적용되지 않을 수 있습니다. 예를 들어 개구부가 10 +/- 0.5인 브래킷을 플랫폼에 용접하는 경우 용접 변형, 용접 고정 장치의 고정 및 기타 요인으로 인해 용접된 부품의 크기 요구 사항인 10 +/- 0.5를 충족하기 어렵습니다.

즉, 이 크기는 더 이상 용접 부품 도면에 적용되지 않습니다. 따라서 부품 도면의 크기를 기준으로 어셈블리 도면에서도 동일한 양식의 크기를 요구할 수 없습니다. 조립 도면에서 이 양식을 제어해야 하는 경우 조립 도면에 크기를 표시해야 합니다.

규칙 16: 달리 명시되지 않는 한 좌표계가 도면에 표시될 때는 반드시 오른손잡이여야 합니다. 각 좌표축은 반드시 양의 방향을 표시해야 합니다.

이 포인트는 거의 사용되지 않으므로 더 자세한 설명이 필요하지 않으므로 그냥 따르세요.

위는 ASME 표준에서 규정하는 16가지 기본 도면 가이드라인에 대한 소개입니다.