기계 제도의 16가지 기본 규칙

기계 도면에는 많은 기본 규칙이 있으며, ASME Y14.5-2009에서는 도면을 그리거나 읽거나 검토할 때 누구나 알아야 할 16가지 기본 규칙을 규정하고 있습니다. 다음은 이 16가지 기본 규칙을 하나씩 소개합니다.

제1조: 참조 치수, 최대 및 최소 치수, 원자재를 제외한 모든 치수에는 공차가 있어야 합니다. 참조 치수는 일반적으로 공차가 없습니다. 그 이유는 무엇일까요? 참조 치수는 도면에서 반복되는 치수이거나 닫힌 치수이며, 단지 참고 정보로만 사용되기 때문입니다. 참조 치수는 생산이나 검사를 안내하는 데 사용되지 않으므로 도면에서 참조 치수를 보더라도 무시해도 됩니다. 도면에서 최대값(MAX) 또는 최소값(MIN)으로 표시하는 방식을 자주 볼 수 있습니다. 이러한 치수에도 공차가 있을까요? 네, 있습니다. 최대값(MAX) 치수의 하한 공차는 0이고, 최소값(MIN) 치수의 상한 공차는 무한대입니다. 따라서 최대값 또는 최소값을 지정할 때는 해당 치수가 기능에 미치는 영향을 최대한 고려해야 합니다. 예를 들어, 필렛을 R1MAX로 표시하는 경우 필렛이 없는 경우(즉, 0인 경우) 기능에 영향을 미치는지 고려해야 합니다. 만약 영향을 미친다면 적절한 하한 공차를 지정해야 합니다. 도면에는 이론적인 치수(즉, 기본 치수)도 많이 있는데, 이러한 치수에도 공차가 있을까요? 소위 이론적 치수란 형상 또는 기준 참조물의 크기, 모양, 윤곽, 방향 또는 위치를 이론적으로 정확하게 정의하는 데 사용되는 값을 말합니다. 이 이론적 치수를 사용하여 형상의 크기, 모양, 윤곽, 방향 또는 위치를 정의할 경우, 해당 공차는 형상의 기하 공차에 의해 정의됩니다. 또한, 이 이론적 치수를 사용하여 기준 참조물의 크기, 모양 또는 위치를 정의할 경우, 해당 공차는 ASMEY 14.43 게이지 및 지그 공차 기준에 따라 결정되어야 합니다. 따라서 이론적 치수에도 공차가 있습니다. 도면에 치수 공차를 표시하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

• 치수 한계 또는 치수 공차 값을 치수에 직접 표시하십시오.

• 기하 치수 공차 형태로 표시

• 특정 치수에 대한 허용 오차를 주석이나 표에 정의하십시오.

• 도면에서 참조하는 다른 파일에 있는 특정 형상 또는 공정에 대한 공차를 정의합니다.

• 일반 공차 열에 공차가 없는 모든 치수에 대한 공차를 정의합니다.

제2조: 각 형상의 모든 특성을 완벽하게 이해할 수 있도록 치수와 공차를 명확하게 정의해야 합니다. 형상의 특성에는 크기, 모양, 방향 및 위치가 포함됩니다. 각 형상의 모든 특성에 대한 치수와 공차는 도면에 명시되어야 합니다. 치수와 공차 값은 엔지니어링 도면에 표시하거나 CAD 제품 정의 데이터베이스에 정의할 수 있습니다. 도면을 직접 측정하거나 추측하여 크기를 결정하는 것은 허용되지 않습니다.

제3조: 제품을 표현하는 데 필요한 모든 치수만 표시해야 합니다. 필요한 모든 치수란 도면상의 치수가 모든 형상의 특징을 완벽하게 나타낼 수 있을 만큼만 표시되어야 한다는 의미입니다. 닫힌 치수와 같은 불필요한 치수는 도면에 없어야 합니다. 앞서 언급했듯이 참조 치수는 무시할 수 있으므로 도면에서 참조 치수는 가능한 한 최소한으로 사용해야 합니다. 참조 치수는 도면을 복잡하게 만들 뿐 아무런 의미가 없습니다.

제4조: 치수는 제품의 기능과 적합성을 고려하여 선택해야 하며, 해석의 여지가 없어야 합니다. 여기서 강조할 점은 설계 단계에서 정의되는 치수와 공차는 제품의 기능적 요구사항과 적합성 요구사항을 충족한다는 전제 하에 설정되어야 한다는 것입니다. 제조 용이성과 검사 용이성 요구사항은 설계 과정에서 고려해야 하지만, 기능적 요구사항을 희생해서는 안 됩니다.

제5조: 제품 도면에는 가공 방법을 표시해서는 안 됩니다. 제품 도면에는 제품 기능에 필요한 치수와 성능 요구 사항만 표시해야 합니다. 가공 및 제조 방법은 제조 엔지니어링 부서의 업무입니다. 설계자는 제조 담당자에게 최대한의 재량권을 주어야 합니다. 우리가 고려해야 할 것은 제품의 기능적 요구 사항을 충족하는 전제 하에 최대 허용 오차 범위이며, 이를 통해 충분한 생산 능력을 확보해야 합니다. 제조 방법을 구체적으로 명시하는 것은 바람직하지 않습니다. 예를 들어, 구멍의 경우 직경만 표시하고 드릴링, 펀칭, 밀링, 선삭, 연삭 등의 가공 방법을 명시할 필요는 없습니다. 어떤 가공 방법을 사용하든 최종 제품이 직경 허용 오차를 충족하기만 하면 됩니다. 제조 공정이 제품 특성에 필수적인 경우에만 도면이나 참고 문서에 명시해야 합니다. 예를 들어, 기능적 요구 사항으로 인해 구멍의 직경 허용 오차를 충족하고 나선형 가공 흔적이 없어야 하는 경우, 도면에 해당 구멍을 연삭해야 한다고 표시할 수 있습니다.

제6조: 최종 제품 크기를 지정할 때, 가공 여유와 같은 정보를 제공하는 비필수 공정 매개변수 치수를 표시할 수 있습니다. 이러한 치수는 비필수 항목으로 표시해야 합니다. 일반적으로 공정 매개변수는 도면에 표시할 필요가 없습니다. 만약 표시해야 하는 경우에도 비필수 항목으로 표시해야 합니다. 앞서 언급했듯이 이는 제조 엔지니어링의 영역이므로, 제조 엔지니어링 담당자에게 최대한의 재량권을 부여해야 합니다.

제7조: 치수는 가독성을 높이기 위해 적절하게 배치해야 합니다. 치수는 실제 등고선 도면에 표시하고, 보이는 등고선 위에 나타내야 합니다. 이는 도면 작성의 기본 요건이므로 여기서는 자세히 설명하지 않겠습니다.

제8조: 규격 또는 브랜드로 생산된 전선, 튜브, 판재, 봉 또는 기타 원자재에는 직경이나 두께와 같은 선형 치수를 표시해야 합니다. 규격 또는 제품 브랜드는 치수 뒤 괄호 안에 표시해야 합니다. 이 규정은 원자재에 대한 것이며, 각 원자재에는 표시 방법을 명시하는 해당 표준이 있습니다.

제9조: 도형의 중심선과 윤곽선은 도면에서 별도의 표시 없이 직각으로 표시됩니다. 기본값은 90도입니다. 도면에는 기본적으로 90도 각도 관계가 많이 나타납니다. 이러한 기본 90도 각도 공차는 표시되지 않은 각도 공차에 따라 조정해야 합니다.

제10조: 기본 치수로 지정되거나 정의된 배열 형상의 중심선 또는 면이 도면에서 별도의 표시 없이 직각으로 표시되는 경우, 기본 각도 공차는 기본적으로 90도로 설정됩니다. 배열 형상이란 동일한 모양과 크기를 가지며 규칙적인 패턴으로 배치된 두 개 이상의 치수 형상 그룹을 의미합니다. 이러한 형상의 중심이 기본 치수로 정의되거나 위치가 지정될 때, 기본 90도 각도 공차는 해당 기하 공차에 의해 제어됩니다.

제11조: 도면에서 중심축, 중심면 또는 표면이 일관되게 표시될 경우, 기본 치수는 0으로 간주하고 그 관계는 기하 공차로 정의합니다. 이는 기본적인 상식입니다. 0으로 간주되는 이러한 기본 치수의 공차는 해당 기하 공차로 관리해야 합니다. 기하 공차가 명시되지 않은 경우에는 일반 기술 요구사항 항목에 표시된 기하 공차를 적용합니다.

제12조: 별도로 명시되지 않는 한, 모든 치수는 20°C(68°F)의 실온을 기준으로 합니다. 다른 온도에서 측정할 경우, 치수 보정을 고려해야 합니다. 여기서 실온은 20°C이며, 23°C나 25°C가 아닙니다. 따라서 제품 요구사항 충족 여부를 정확하게 반영하는 시험 결과를 얻기 위해서는 측정실의 실온을 20°C로 유지해야 합니다. 만약 20°C의 실온으로 측정할 수 있는 여건이 되지 않는다면, 특히 온도에 민감한 부품의 경우 온도의 영향을 보정하는 것을 고려해야 합니다.

제13조: 별도로 명시되지 않는 한, 모든 치수 및 공차는 자유 상태를 기준으로 합니다. 도면에 표시된 모든 치수는 모든 응력이 해제된 자유 상태의 부품 치수를 나타냅니다. 일부 비강성 부품의 경우, 규정에 따라 구속 후의 치수를 표시할 수 있습니다. 부품을 구속하는 방법은 도면에 명시해야 합니다. 이때, 일부 부품의 자유 상태 치수를 표시하고자 하는 경우에는 자유 상태 기호인 원 F를 표시해야 합니다.

제14조: 별도로 명시되지 않는 한, 모든 기하학적 치수 공차는 형상의 전체 길이, 너비 또는 깊이에 적용됩니다. 이는 모두 잘 알고 계실 것이라고 생각합니다. 하지만 포함 원리의 적용으로 인해 형상의 길이, 너비 또는 깊이가 형상 제어에 매우 중요한 영향을 미친다는 점을 다시 한번 강조하고 싶습니다. 예를 들어, 길이가 3mm인 원형 봉과 길이가 30mm인 원형 봉은 동일한 직경 공차 하에서 허용되는 최대 직진도가 같지만, 실제 굽힘 조건은 매우 다릅니다.

제15조: 모든 치수와 공차는 도면에 명시된 제품 수준에만 적용됩니다. 부품 도면과 같은 특정 도면 수준에 명시된 형상의 치수 공차는 조립 도면과 같은 다른 도면 수준의 형상에 대한 치수 공차와 절대적으로 동일하지 않습니다. 즉, 부품 도면의 치수가 조립 도면에 절대적으로 적용되는 것은 아닙니다. 예를 들어, 10±0.5의 개구부를 가진 브래킷을 플랫폼에 용접할 경우, 용접 변형, 용접 지그의 클램핑 등의 요인으로 인해 용접된 부품에서 이 개구부가 10±0.5의 치수 요구 사항을 충족하기 어려울 수 있습니다. 다시 말해, 이 치수는 용접된 부품 도면에는 더 이상 적용되지 않습니다. 따라서 부품 도면의 치수를 사용하여 조립 도면에서 동일한 형상의 치수를 요구할 수 없습니다. 조립 도면에서 형상을 제어해야 하는 경우, 조립 도면에 치수를 명시해야 합니다.

제16조: 별도의 명시가 없는 한, 도면에 좌표계가 나타날 경우 반드시 올바른 위치에 표시되어야 합니다. 각 좌표축에는 표시가 되어 있어야 하며, 양의 방향을 나타내야 합니다.