부품 5개가 도착합니다. 어느 것을 재도 공차 안에 들어옵니다. 그런데 조립하면 조립체가 4 mm 벗어나 닫히지 않습니다. 아무도 불량품을 만들지 않았는데 손에 남은 것은 불량 제품입니다. 이것이 한 문단으로 정리한 공차 누적이고, "부품은 전수 검사했습니다"와 "조립이 됩니다"가 같은 말이 아닌 이유입니다.
공차 누적은 각 부품의 공차와 부품 사이의 틈이 합쳐져 조립체에 쌓이는 편차입니다. 단품 공차는 하나의 치수에 대한 약속이고, 공차 누적은 아무도 도면에 그리지 않은 치수에 대한 예측입니다.
공차, 끼워맞춤, 공차 누적은 서로 다른 것입니다
| 용어 | 무엇을 규제하는가 | 누가 책임지는가 | 흔한 실수 |
|---|---|---|---|
| 공차 | 한 부품의 한 치수 | 부품 도면 | 부품마다 공차를 조이면 조립도 조여진다고 믿는 것 |
| 끼워맞춤 | 짝을 이루는 두 형체 사이의 관계 | 단품이 아니라 그 '쌍' | 어떤 재료 조건에서의 틈인지 밝히지 않고 수치만 제시하는 것 |
| 공차 누적 | 부품과 틈이 이어지는 치수 사슬을 따라 누적된 변동의 합 | 조립 도면 — 그런데 그 조립 도면이 아예 없는 경우가 많음 | 주인이 없으니 아무도 검산하지 않음 |
| 일반공차 | 개별 공차 표기가 없는 모든 치수 | 표제란 | 일반공차를 "무시해도 될 만큼 작다"고 취급하는 것 |
마지막 줄이 수출 분쟁 대부분의 출발점입니다. 표제란의 일반공차는 수십 개 치수에 조용히 적용되며, 수십 링크짜리 사슬 안에서는 결코 작지 않습니다.
최악조건법 vs 제곱합제곱근(RSS): 같은 질문에 대한 두 가지 답
공차를 더하는 표준적인 방법은 두 가지이고, 나오는 숫자는 크게 다릅니다.
최악조건법은 모든 부품이 동시에 가장 불리한 한계에 도달한다고 가정하고 공차를 산술적으로 더합니다.
**제곱합제곱근(RSS)**은 부품들이 공차 중앙 부근에서 서로 독립적으로 변동하므로 극단값이 겹치는 일은 드물다고 가정하고, 공차 제곱합의 제곱근을 취합니다.
| 사슬 | 최악조건 | RSS | 배수 |
|---|---|---|---|
| ±0.1 mm 부품 5개 | ±0.5 mm | ±0.224 mm | 2.2× |
| ±0.5 mm 부품 5개 | ±2.5 mm | ±1.118 mm | 2.2× |
| ±2 mm 캐비닛 4대 | ±8 mm | ±4 mm | 2× |
| ±0.2 mm 부품 10개 | ±2.0 mm | ±0.632 mm | 3.2× |
사슬이 길어질수록 두 숫자의 차이는 벌어집니다. 그래서 긴 조립일수록 방법을 바꾸고 싶어지고, 바로 그 긴 조립에서 방법을 바꾸는 것이 가장 위험합니다.
각각 언제 맞는가
최악조건법을 쓸 때는 사슬이 짧을 때, 안 맞았을 때의 결과가 컨테이너 한 대 전체의 인수 거부일 때, 부품이 두 곳 이상의 공급처에서 올 때, 그리고 공정 데이터가 전혀 없을 때입니다. 바이어에게 제시하는 값은 최악조건법 결과여야 합니다. 그것은 확률이 아니라 보증이기 때문입니다.
RSS를 쓸 때는 공정이 자사 손안에 있고, 부품이 실제로 공차 중앙에 모인다는 것을 실측 분포로 확인했으며, 작은 불합격률을 감수할 수 있을 때입니다. RSS는 생산 계획 도구이지 약속이 아닙니다.
RSS가 무너지는 방식은 구체적이라 짚어둘 만합니다. RSS는 중앙에 모이고, 서로 독립적이며, 정규분포를 이루는 변동을 전제합니다. 공구가 마모된 공급처는 공차대의 한쪽으로 일관되게 치우쳐 생산하고, 그 습관이 통계적 전제를 그대로 허구로 만듭니다. 실측해 본 적 없는 공급처에 RSS를 적용하는 것은 계산이 아니라 낙관입니다.
ISO 2768의 함정: 절반은 이미 존재하지 않습니다
표제란에 "ISO 2768-mK"가 여전히 적혀 있는 도면이 많습니다. 여기에 대해 알아둘 것이 두 가지 있습니다.
ISO 2768-1(길이 및 각도 치수의 일반공차, 등급 f / m / c / v)은 현행입니다. 2022년에 마지막으로 검토되어 유효가 확인되었고, 통합 개정판이 나올 예정입니다.
ISO 2768-2(일반 기하공차 — mK의 "K"에 해당하는 부분)는 폐지되고 ISO 22081:2021로 대체되었습니다. 게다가 ISO 22081은 모델 자체를 바꿨습니다. 일반 기하 사양을 어떻게 지시할지에 대한 규칙은 주지만, 수치 표는 주지 않습니다. 일반 기하공차는 직접 값을 지시해야 하고, 데이텀 계도 함께 지정해야 합니다.
실무적 결과는 이렇습니다. "ISO 2768-mK"라고 적힌 도면은 기하 쪽에서 폐지된 부를 인용하고 있고, "ISO 22081"만 적고 값을 밝히지 않은 도면은 아무것도 규정하지 않은 것입니다. 둘 다 가벼운 도면 검토는 통과하지만, 실제 분쟁은 견디지 못합니다.
공차 누적에 물리는 쪽은 기계가공이 아니라 공급업체입니다
공차 누적은 기계가공 주제로 가르쳐집니다. 그래서 가구, 건축자재, 포장 공급업체가 여기에 걸립니다.
수납장과 붙박이장 연속 시공. 600 mm 유닛 4대가 각각 ±2 mm면 최악조건으로 ±8 mm이고, 벽체 개구부에도 공차가 있습니다. "전부 규격 안이었는데" 유형의 설치 실패 중 가장 흔한 경우입니다.
문과 문틀. 문짝 공차에 문틀 공차, 경첩 위치 공차, 여기에 실링재의 압축 범위가 더해집니다. 하나하나는 사소하지만, 그 합이 여름에 문이 끼는지를 결정합니다.
조립식 가구의 홀 패턴. 32 mm 시스템 홀의 피치 공차가 10개 구멍에 걸쳐 반복되면 10링크 사슬입니다. 패널이 맞지 않기 시작하는 지점은 언제나 열 번째 구멍입니다.
포장과 컨테이너. 제품, 완충재, 내박스, 외박스, 팔레트 돌출. 공차는 하나같이 넉넉하고 사슬은 길며, 문제는 마지막 열이 컨테이너에 들어가지 않는 순간에야 드러납니다. 박스당 "겨우 3 mm"가 팔레트 한 자리를 날리는 것도 여기입니다.
이 네 가지를 한꺼번에 막아주는 측정 규율은, 스펙 이미지를 신뢰할 수 있게 만드는 규율과 같습니다. 결정적인 치수, 그 공차, 그리고 어디를 기준으로 쟀는지를 함께 밝히는 것입니다. 기준 숫자가 흔들리면 하류 전체가 그 흔들림을 물려받습니다. 가장 먼저 어긋나는 지점은 호칭치수와 실제치수에서, 누적을 파악한 뒤 반드시 남겨야 할 틈은 설치 여유 치수에서 다룹니다.
다음 단계
- 계산하기 전에 사슬을 먼저 그리십시오. 신경 쓰는 두 면 사이의 모든 부품과 틈을 방향 부호와 함께 나열합니다. 공차 누적 오류의 대부분은 산술 오류가 아니라 사슬 정의 오류입니다.
- 바이어에게는 최악조건법으로 제시하고, 내부 계획은 RSS로 세우십시오. 반대로 하면 절대 안 됩니다.
- 표제란을 고치십시오. "ISO 2768-mK"를 ISO 2768-1 등급과, 명시적으로 기재한 ISO 22081 일반 기하 사양 및 데이텀 계로 바꿉니다.
- 결정적인 치수와 그 공차를 표에만 두지 말고 이미지 위에 올리십시오. 치수를 어느 면에서 쟀는지 보이는 산업용 스펙 도면은 이메일 논쟁으로는 끝나지 않는 모호함을 없애줍니다. 단, 지시선이 실제 모서리에 고정된 실측값을 담고 있을 때만 그렇습니다. 렌더링 이미지나 AI 생성 이미지 옆에 타이핑한 숫자는 컨테이너 안의 그 부품에 대해 아무것도 증명하지 못합니다.
- 신규 공급처에는 역량 주장이 아니라 실측 데이터를 요구하십시오. 부품 20개와 캘리퍼스면 그들이 공차대 중앙에 모이는지 한쪽 한계에 붙어 있는지 충분히 보입니다.
자주 묻는 질문
공차 누적이란 무엇입니까?
조립체에서 부품과 틈이 이어지는 사슬을 따라 누적되는 변동입니다. 편차가 사슬을 따라 더해지기 때문에, 각 부품이 자기 공차 안에 있어도 조립체는 공차를 벗어날 수 있습니다.
공차 누적은 어떻게 계산합니까?
신경 쓰는 두 면 사이의 치수 사슬을 정의한 다음, 공차를 산술적으로 더하거나(최악조건법) 제곱합의 제곱근을 취합니다(RSS). ±0.1 mm 부품 5개는 최악조건으로 ±0.5 mm, RSS로 ±0.224 mm가 됩니다.
최악조건법과 RSS 중 무엇이 더 낫습니까?
어느 쪽이 더 낫다기보다 답하는 질문이 다릅니다. 최악조건법은 보증이며 바이어에게 하는 약속에 들어갈 값입니다. RSS는 확률이며 내부 생산 계획에 쓰는 값이고, 그것도 실측 분포로 뒷받침될 때만 쓸 수 있습니다.
ISO 2768은 아직 유효합니까?
길이 및 각도 치수의 일반공차를 다루는 ISO 2768-1은 현행이며 2022년에 유효가 재확인되었습니다. 일반 기하공차를 다루는 ISO 2768-2는 ISO 22081:2021로 대체되었고, 이 규격은 수치 표가 아니라 규칙을 제공합니다. 따라서 요즘 도면의 "ISO 2768-mK"는 절반이 폐기된 표기입니다.
부품은 전부 검사에 합격하는데 왜 조립은 실패합니까?
검사는 부품을 부품 공차에 비추어 볼 뿐이고, 사슬을 확인한 사람이 아무도 없기 때문입니다. 맞아야 하는 두 면 사이 경로를 따라 공차를 더해 보십시오. 최악조건 합이 사용 가능한 틈을 넘는다면, 그 조립은 일정 비율로 실패하도록 설계된 것입니다.