끼워맞춤공차 적용 방법

끼워 맞춤공차 (Fit Tolerance) 적용 완벽 가이드

끼워 맞춤공차를 도면에 적용하기 위해서는 먼저 끼워 맞춤공차를 적용할 수 있는 조건이 성립되는지 확인해야 합니다.

(1) 끼워 맞춤공차 적용의 조건

① 구멍과 축이 있어야 한다.

구멍: 안쪽 면을 가지고 있는 형상을 말하며, 끼워질 때 구멍의 안쪽면이 축의 바깥쪽면과 접촉합니다.
축: 바깥쪽 면을 가지고 있는 형상을 말하며, 끼워질 때 축의 바깥쪽면이 구멍 안쪽면과 접촉합니다.
(여기서 구멍이란 원통형 구멍일 수도 있고, 사각형의 구멍일 수도 있습니다.)

② 구멍과 축의 기준 치수가 같아야 한다.

구멍과 축의 기준 치수가 같아야 끼워 맞춤이라 할 수 있고, 끼워 맞춤공차를 적용할 수 있습니다.

※ 기준 치수란 공차의 기준이 되는 치수를 말하며, 공차를 붙이지 않았을 때는 일반공차(KS B ISO 2768)가 적용됩니다. 아래 그림의 Ø10을 기준 치수라고 합니다.

원통 구멍은 Ø10인데 축이 Ø9이거나, 사각 구멍의 폭이 15인데 축의 폭이 14인 경우는 구멍과 축의 기준 치수가 달라 끼워맞춤이 아니며, 끼워맞춤공차를 적용할 수 없습니다.

(2) 끼워맞춤공차의 종류

① 헐거운 끼워 맞춤 (운동용, 조립용)

구멍보다 축이 작아 틈새가 있는 끼워 맞춤입니다.

구멍과 축 간의 틈새를 확보하여 원활한 운동을 하게 할 수 있습니다.
분해가 자유로워 손상된 부품을 쉽게 교환할 수 있습니다.
구멍과 축의 표면거칠기는 틈새의 크기에 따라 (x)나 (y)가 적용됩니다.

② 억지 끼워 맞춤 (고정용)

구멍보다 축이 커 죔새가 있는 끼워 맞춤입니다.

구멍과 축을 끼울 때 큰 힘(프레스 등)이 필요하며, 끼운 후에 구멍과 축은 단단히 고정됩니다.
조립된 부품 중 하나라도 손상되면 분해가 어려워 보통 둘 다 폐기합니다.
구멍과 축의 표면거칠기는 일반적으로 (x)가 적용됩니다.

(3) 끼워 맞춤공차 표현 방법

끼워 맞춤이 되는 구멍이나 축은 치수와 공차만 보아도 서로 어떤 끼워 맞춤을 하는지 알 수 있도록 특별한 기호로 지시합니다.

치수공차 부호와 정밀도 (알파벳 + 숫자)

구멍: 알파벳 대문자를 사용 (예: H)
축: 알파벳 소문자를 사용 (예: g, h, p)
IT공차 등급 (숫자): 알파벳 뒤의 숫자는 정밀도를 의미하며, 숫자가 낮을수록 공차 범위가 좁아 정밀도가 높아집니다.

현업에서는 기호와 치수공차 값을 병기하는 경우도 많지만, 국가기술자격 CAD 실기시험에서는 치수공차(숫자)를 별도로 기입하지 않고 기호(예: H7)만 기입해야 감점을 피할 수 있습니다.

기준 치수가 같을 때 알파벳 대문자는 구멍의 ‘아랫치수 허용차’를, 알파벳 소문자는 축의 ‘윗치수 허용차’를 결정합니다. 뒤에 붙는 숫자는 공차역의 전체 크기를 결정합니다. (정확한 값은 KS 규격집의 끼워맞춤 공차표를 참고합니다.)

(4) 국가기술 CAD 자격시험에서의 공차 적용 방법

KS 기계제도 규격 PDF를 보면 끼워맞춤 공차표가 제공됩니다.

구멍을 기준으로 하는 ‘구멍 기준식 끼워 맞춤’과 축을 기준으로 하는 ‘축 기준식 끼워 맞춤’ 두 가지 표가 있습니다.

① 끼워 맞춤공차의 기준 선정

동그라미 품번은 우리가 직접 모델링하고 도면을 그려야 하는 제작품, 숫자로만 된 품번은 사다 쓰는 기성품(규격품)을 의미합니다.

기성품(베어링, 평행키, 핀 등)과 조립되는 부분은 기성품이 무조건 기준이 됩니다. 기성품 제조사에서 요구하는 공차나 KS 규격집에 명시된 공차를 그대로 카피해서 적용해야 합니다.

설계자가 직접 끼워맞춤을 결정해야 하는 순간

바로 구멍과 축 모두를 직접 제작(가공)해야 할 때입니다. 이럴 때는 가공과 측정이 까다로운 구멍을 기준으로 삼는 ‘구멍 기준식 끼워맞춤’을 사용합니다.

구멍을 기준 치수에 가장 가깝게(H) 가공한 뒤, 축의 크기를 조절하여 헐겁게(g, h) 할지, 억지로(p) 끼울지 결정하는 것입니다.

② 기준 구멍(H7)에 대한 축의 공차 적용 (시험용 요약)

시험에서는 수많은 공차를 다 외울 필요가 없습니다. 구멍은 7등급(H7), 축은 6등급을 기본으로 사용합니다.

구멍 기준(H7)일 때, 축은 용도에 따라 g6, h6, p6 단 3가지만 기억하세요.

g6 (운동용): 구멍보다 축이 작아 마찰 운동이 일어나는 부위 (예: 슬라이딩 축)
p6 (고정용): 구멍보다 축이 커서 프레스로 압입하여 고정하는 부위 (예: 영구 결합)
h6 (정밀 고정용): 틈새가 거의 없는 고정용으로, 키(Key)나 핀(Pin), 볼트 등의 도움을 받아 완전히 고정되는 부위

③ 축 기준식 끼워 맞춤 공차

축이 기준이 되는 ‘축 기준식’은 기어펌프 등에서 기성품 핀(Pin)이 꽂히는 구멍의 공차를 찾을 때 주로 사용합니다.

핀(h6)을 기준으로 구멍을 가공할 때, 억지(고정)로 끼울지, 헐겁게 끼울지에 따라 구멍 공차(P7, N7, H7, G7)를 선택합니다. 평행핀의 용도별 공차는 다음과 같이 암기해 두면 편리합니다.

        고정핀, 위치 결정핀이 박히는 구멍: N7, H7
힌지핀(회전)이 들어가는 구멍: N7, G7

기계설계 실무와 다르게 국가기술 자격시험에서는 위에서 요약해 드린 핵심 공차 범위(H7, g6, h6, p6)만 정확히 이해하고 적용하셔도 합격에는 전혀 지장이 없습니다.