기계도면 작성 시 GD&T 도면 기호 특성 4가지 정리

기계 도면에서 GD&T(Geometric Dimensioning and Tolerancing)는 부품의 형상과 허용 가능한 편차를 명확하게 전달하기 위한 중요한 시스템입니다. 이 시스템은 설계자, 엔지니어, 제조자 간의 의사소통을 원활하게 하고, 부품의 기능적 요구 사항을 충족하면서도 제조 비용을 절감할 수 있는 방법을 제공합니다.

 

특히, 기하공차는 부품의 형상, 위치, 자세 및 흔들림에 대한 허용 범위를 정의하는 데 사용됩니다.

GD&T란 무엇인가?

GD&T는 부품의 형상과 허용 공차를 정의하는 기호 언어입니다. 이를 통해 설계자는 부품이 이론적으로 완벽한 형상에서 어느 정도 벗어나도 되는지를 명확히 전달할 수 있습니다. 이는 제조 공정에서 불가피하게 발생하는 오차를 허용하면서도 부품이 기능적으로 문제없이 작동하도록 보장합니다.

기하공차는 크게 형상 공차, 자세 공차, 위치 공차, 흔들림 공차로 나뉩니다. 각각의 공차는 특정한 기하학적 특성을 제어하며, 이를 통해 부품 간의 조립 가능성과 기능성을 보장합니다.

GD&T의 주요 기호와 특성

GD&T에서 사용되는 기호는 총 16가지로, 각 기호는 특정한 공차를 나타냅니다. 이들은 크게 단독 형체와 관련 형체로 구분됩니다. 단독 형체는 데이텀(기준점)과 관련이 없는 형체이며, 관련 형체는 데이텀과 관련된 형체입니다.

1. 형상 공차(Form Tolerance)

형상 공차는 부품의 기본적인 모양에 대한 허용 범위를 정의합니다. 이는 단독 형체에 적용되며, 대표적인 형상 공차는 다음과 같습니다:

• 진직도(Straightness): 직선 형상이 이론적인 직선에서 벗어난 정도를 나타냅니다.
• 평면도(Flatness): 평면 형상이 이론적인 평면에서 벗어난 정도를 나타냅니다.
• 진원도(Circularity): 원형 형상이 이론적인 원에서 벗어난 정도를 나타냅니다.
• 원통도(Cylindricity): 원통 형상이 이론적인 원통에서 벗어난 정도를 나타냅니다.

2. 자세 공차(Orientation Tolerance)

자세 공차는 부품이 특정 기준점(데이텀)에 대해 어떻게 배치되어야 하는지를 정의합니다. 이는 관련 형체에 적용되며, 주요 자세 공차는 다음과 같습니다:

• 평행도(Parallelism): 부품의 한 면 또는 축이 데이텀에 대해 평행해야 하는 정도를 나타냅니다.
• 직각도(Perpendicularity): 부품의 한 면 또는 축이 데이텀에 대해 직각을 이루어야 하는 정도를 나타냅니다.
• 경사도(Angularity): 부품의 한 면 또는 축이 데이텀에 대해 특정 각도를 유지해야 하는 정도를 나타냅니다.

3. 위치 공차(Location Tolerance)

위치 공차는 부품의 특정 피처가 기준점에 대해 정확히 어느 위치에 있어야 하는지를 정의합니다. 이는 조립 시 중요한 역할을 하며, 대표적인 위치 공차는 다음과 같습니다:

• 위치도(Position): 피처가 데이텀에 대해 이론적으로 정확한 위치에서 벗어난 정도를 나타냅니다.
• 동심도(Concentricity): 원형 피처의 중심이 데이텀 원 중심에 대해 벗어난 정도를 나타냅니다.
• 대칭도(Symmetry): 피처가 데이텀 축 또는 평면에 대해 대칭이어야 하는 정도를 나타냅니다.

4. 흔들림 공차(Runout Tolerance)

흔들림 공차는 회전하는 부품의 표면이 기준점에 대해 얼마나 흔들리는지를 정의합니다. 이는 회전 부품의 정밀도를 보장하는 데 필수적입니다:

• 원주 흔들림(Circular Runout): 피처가 회전할 때 단면의 표면 변위를 제어합니다.
• 전체 흔들림(Total Runout): 회전하는 동안 전체 표면 변위를 제어합니다.

GD&T 도입의 필요성

기존의 +/- 치수 공차 방식은 구멍이나 핀 같은 사이즈 피처에는 적합하지만, 이러한 피처들의 위치나 자세를 정확하게 지정하는 데에는 한계가 있습니다. 이를 해결하기 위해서는 GD&T 시스템을 도입하여 보다 정밀한 설계를 해야 합니다.

GD&T는 다음과 같은 장점을 제공합니다:

• 제조 비용 절감
• 중요한 기능 관계 보장
• 조립 가능성 확인
• 도면 수정 감소
• 측정 반복성 개선
• 설계 분석 용이

특히 GD&T는 설계자가 원하는 기능적 요구 사항을 충족하면서도 제조 과정에서 발생할 수 있는 오차를 허용하는 방식으로 설계를 최적화할 수 있습니다.

주요 기하공차 기호 설명

아래 표는 주요 기하공차 기호와 그 의미를 요약한 것입니다:

기호	공차 종류	설명
⏤	진직도	직선 피처가 직선에서 벗어난 크기
☐	평면도	평면 피처가 평면에서 벗어난 크기
○	진원도	원형 피처가 원에서 벗어난 크기
⊙	원통도	원통 피처가 원통에서 벗어난 크기
∥	평행도	피처가 기준점에 대해 평행해야 하는 정도
⊥	직각도	피처가 기준점에 대해 직각을 이루어야 하는 정도
∠	경사도	피처가 기준점에 대해 특정 각도를 유지해야 하는 정도
◎	동심도	원형 피처 중심이 기준점 중심과 일치해야 하는 정도
≡	대칭도	피처가 기준점에 대해 대칭이어야 하는 정도
↺	원주 흔들림	회전 시 단면 표면 변위를 제어
↻	전체 흔들림	회전 시 전체 표면 변위를 제어

 

결론

GD&T 시스템은 복잡한 기계 도면에서 필수적인 요소입니다. 이를 통해 설계자는 부품 간 조립 가능성을 보장하고, 제조 과정에서 발생할 수 있는 오차를 허용하면서도 기능적 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 또한, GD&T는 글로벌 표준으로 자리 잡고 있어 전 세계적으로 동일한 해석을 가능하게 합니다.

 

따라서 기계 도면 작성 시 GD&T 기호와 규칙을 정확히 이해하고 적용하는 것은 매우 중요합니다. 이를 통해 설계와 제조 간의 불일치를 줄이고, 효율성을 높이며, 비용 절감 효과까지 얻을 수 있습니다.