공작물 관리 - 선택조립의 문제/공차 누적

★ 선택조립의 문제

 

요구되는 끼워 맞춤이 지나치게 엄격한 공차를 갖는 끼워 맞춤으로 공차가 작아서 호

환성제품의 생산이 아주 어려운 경우 선택 조립을 하는데, 이런 경우에 선택 조립만이

이 문제에 대한 경제적인 해결책이 될 수 있다. 선택 조립이 필요한 것은 결합부품 간

여러 가지 끼워 맞춤 정도가 생기므로 치수에 따라 검사하여 등급을 설정할 필요가 있

다. 그러므로 제품의 기능 유지가 가능하고 공차 누적 방지로 저렴한 비용이 든다.

 

(1) 헐거운 끼워 맞춤(Clearance fit) 

조립하였을 때 항상 틈새가 생기는 끼워 맞춤. 즉, 도시된 경우에 구멍의 공차 역

이 완전히 축의 공차 역이 위쪽에 있는 끼워 맞춤이다.

 

(2) 억지 끼워 맞춤(Transition fit) 

조립하였을 때 항상 죔새가 생기는 끼워 맞춤. 즉, 도시된 경우에 구멍의 공차 역

이 완전히 축의 공차 아래쪽에 있는 끼워 맞춤이다.

 

(3) 중간 끼워 맞춤(Interference fit) 

조립하였을 때 구멍. 축의 실 치수에 따라 틈새 또는 죔새의 어느 것이나 되는 끼

워 맞춤. 즉, 도시된 경우에 구멍. 축의 공차 역이 완전히 또는 부분적으로 겹치는

끼워 맞춤이다.

 

★ 공차누적(Tolerance stack)

 

공차 누적은 상호관계에 있는 각 부품의 치수에 대한 허용 공차가 제품 치수 관계에서 허

용될 수 없는 허용치수가 얻어 질 때 나타난다. 최대 한계 치수 공차가 결합될 때 그 상태

를 한계 누적(limit stack)이라 한다. 즉, 개개의 치수는 합격이나 전체 치수 관계에서는 불

합격을 만드는 경우, 치수 가감시 공차가 누적되어 치수 모순이 생기는 현상을 말한다.

1. 한계 누적(limit stack) : 극한의 공차 결합 시 발생하는 잘못된 공차이다.

2. 공차 누적(tolerance stack) : 한계누적 이외의 잘못된 공차를 말하며 기준선

치수방식을 말한다.

[그림 2-16]과 같이 공작물이 10±0.05로 가공하여 조립하였을 때 치수가 20±0.05로

되어아 한다면(a)는 한계누적을 나타내며, 그 치수는 20.10이다. 이것은 규제된 치수

20±0.05를 초과했기 때문에 합격될 수 없다. (b)도 규제된 것보다 커진 상태를 보여

주는 것으로 극한적인 치수로 조합된 것은 아니지만 공차 누적이라 부른다. 그림(c),

(d)는 규제된 범위내의 조립된 치수이다.

 

 

 

(1) 공차 누적 발생원인

제품설계 시 공차 간 분배의 문제, 공정전개의 문제, 게이지 방법상의 문제이다.

 

(2) 공차 누적 발생대책

공차를 축소해야 한다. 그러나 비용은 증가(불량률 증대 및 공정추가)한다. 공정전

개의 합리화 및 적절한 게이지 방법을 연구해야 한다.

 

(3) 공차 누적의 종류 

1. 설계상 공차 누적(design tolerance stack)

제품 설계시 공차 안배 과오로 발생하며 총 공차 누적을 계산하여 사전 예방

가능하며 예방책으로는 기준선 치수 방식 사용(직렬식 표기법 사용금지)과 공

차 축소를 하는 방법이 있지만 공차 축소는 비경제적이다.

[그림 2-17(a)]는 부품의 한계치수 누적을 설명하고 있다. 조건 X치수는 20±

0.10 이내이며 실제치수는 20±0.20(±0.10 초과)이다. 만족을 위해 각 부위는

±0.025 이내로 공차를 축소하여야 한다. [그림 2-17(b)]는 기준선치수방식(공

차 누적 방지)이며 실제 Y치수는 20±0.10이다. 따라서 공차 누적을 줄이기 위

하여 기준 치수 방식의 치수 기입법을 선택하는 것이 공차 누적으로 인한 불합

리한 요소를 사전에 방지 할 수 있다.

 

 

2. 공정 공차 누적

공정계획이 제대로 지켜지지 않거나 부적절한 공정전개의 결과에 의해 공차

누적이 발생하다. 따라서 조립 과정에서와 같이 여러 가지 부품에 의한 누적

공차가 아닌 공정 공차 누적이 존재한다고 판단될 경우, 그 원인과 크기를 규

명하고 누적 공차를 제거하기 위한 공정의 변화를 고려해야 한다.

 

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