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기계설계 도면에서 MMC(Maximum Material Condition)와 LMC(Least Material Condition)는 기하공차를 적용할 때 중요한 개념입니다. 이 개념들을 정확히 이해하면 부품 간 호환성과 조립성을 높이는 데 큰 도움이 됩니다.
MMC와 LMC의 기본 개념
MMC(최대 실체조건)
MMC는 부품의 부피가 최대인 상태를 의미합니다. 구체적으로:
- 구멍(내측형체)의 경우: 가장 작은 지름일 때 (최소 허용치수)
- 축(외측형체)의 경우: 가장 큰 지름일 때 (최대 허용치수)
MMC는 부품 간 조립이 가장 불리한 조건을 기준으로 합니다. 도면에서는 기하공차 값 뒤에 'Ⓜ' 기호로 표시됩니다.
LMC(최소 실체조건)
LMC는 MMC와 반대되는 개념으로, 부품의 부피가 최소인 상태를 의미합니다:
- 구멍(내측형체)의 경우: 가장 큰 지름일 때 (최대 허용치수)
- 축(외측형체)의 경우: 가장 작은 지름일 때 (최소 허용치수)
MMC와 LMC의 역사적 배경
MMC 개념은 2차 세계대전 이후 미국에서 항공산업 분야에 적용하기 시작한 공차 개념입니다. 이 개념은 파트 간 제작 호환성을 크게 향상시켰으며, 현재까지도 널리 사용되고 있습니다.
MMC 사용 범위
MMC는 다음과 같은 경우에 주로 사용됩니다:
- 결합되는 형체에 적용 (구멍과 핀 등)
- 결합되는 부품 간 상호 의존성을 고려하여 치수의 여분을 추가 공차로 적용
- 중심 또는 중간면이 있는 치수공차를 가지는 형체에 적용
실효치수(Virtual Condition) 개념
실효치수는 MMC 조건에서 기하공차를 적용했을 때 형성되는 경계를 의미합니다:
- 내측형체(구멍)의 실효치수 = 구멍의 MMC - 규정된 기하공차
- 외측형체(축)의 실효치수 = 축의 MMC + 규정된 기하공차
MMC 적용 예시
예시 1: 구멍에 MMC 적용
직경이 20mm이고 공차가 ±0.2mm인 구멍을 고려해봅시다:
- 구멍의 MMC = 20 - 0.2 = 19.8mm (최소 허용치수)
- 구멍의 LMC = 20 + 0.2 = 20.2mm (최대 허용치수)
이 구멍에 위치도 공차 Ø0.1mm가 MMC 조건으로 적용된 경우:
- MMC 상태(Ø19.8mm)에서 위치도 공차는 Ø0.1mm
- 실제 구멍이 Ø20.0mm로 가공된 경우: 위치도 공차 = 0.1 + (20.0 - 19.8) = Ø0.3mm
- 실제 구멍이 Ø20.2mm(LMC)로 가공된 경우: 위치도 공차 = 0.1 + (20.2 - 19.8) = Ø0.5mm
예시 2: 축에 MMC 적용
직경이 20mm이고 공차가 ±0.2mm인 축을 고려해봅시다:
- 축의 MMC = 20 + 0.2 = 20.2mm (최대 허용치수)
- 축의 LMC = 20 - 0.2 = 19.8mm (최소 허용치수)
이 축에 위치도 공차 Ø0.1mm가 MMC 조건으로 적용된 경우:
- MMC 상태(Ø20.2mm)에서 위치도 공차는 Ø0.1mm
- 실제 축이 Ø20.0mm로 가공된 경우: 위치도 공차 = 0.1 + (20.2 - 20.0) = Ø0.3mm
- 실제 축이 Ø19.8mm(LMC)로 가공된 경우: 위치도 공차 = 0.1 + (20.2 - 19.8) = Ø0.5mm
MMC 적용 공식 (보너스 공차)
MMC가 적용된 기하공차는 실제 가공 치수에 따라 공차가 변하는 "보너스 공차" 개념이 적용됩니다:
내측형체(구멍)에 적용되는 기하공차:
- 적용 공차 = 제작된 치수 - MMC + 주어진 기하공차
외측형체(축)에 적용되는 기하공차:
- 적용 공차 = MMC - 제작된 치수 + 주어진 기하공차
MMC와 LMC 사용의 이점
MMC와 LMC 개념을 사용하는 주된 목적은:
- 부품 간 호환성 유지: 부품끼리 잘 조립되도록 보장
- 과도한 공차 제한 방지: 지나치게 엄격한 조건의 공차 설정을 방지
- 제조 비용 절감: 합리적인 공차 설정으로 제조 비용 절감
자주 묻는 질문
MMC와 RFS의 차이점은 무엇인가요?
RFS(Regardless of Feature Size)는 형체의 실제 치수와 무관하게 규정된 공차값을 적용하는 방식입니다. 반면 MMC는 실제 치수에 따라 공차가 변하는 방식입니다.
도면에 MMC나 LMC 표시가 없으면 어떻게 해석해야 하나요?
기본적으로 수정기호가 규정되어 있지 않은 경우에는 RFS가 적용됩니다. MMC나 LMC를 적용하려면 도면에 명시적으로 표시해야 합니다.
MMC가 적용된 위치도 공차는 어떻게 검사하나요?
MMC가 적용된 위치도 공차는 실효치수를 기준으로 하는 기능게이지(Functional Gage)를 제작하여 검사하는 것이 일반적입니다.
MMC와 LMC는 어떤 상황에서 주로 사용되나요?
MMC는 부품 간 조립성이 중요한 경우에 주로 사용되며, LMC는 부품의 강도나 두께가 중요한 경우에 사용됩니다.
보너스 공차란 무엇인가요?
보너스 공차는 MMC 조건에서 실제 가공된 치수가 MMC에서 벗어난 만큼 추가로 허용되는 공차를 의미합니다.