기계제도 KS B 0420 중심거리 허용차 기계설계

도면에 중심거리 치수를 기입하고 나서 “공차는 어떻게 잡지?” 하고 멈춰본 경험, 다들 한 번쯤 있을 겁니다. KS B 0420은 바로 그 물음에 답하는 규격입니다. 두 구멍 또는 두 축 사이의 중심 간 거리에 얼마나 오차를 허용할지를 등급별로 정리해 놓은 표준입니다. 간단해 보이지만 막상 처음 보면 표 읽는 법도 헷갈리고, 1급·2급 어느 쪽을 써야 하는지도 막막할 수 있습니다. 이번 포스팅에서 규격 전체를 한 번에 정리해 드리겠습니다.

KS B 0420이란?

정식 명칭은 KS B 0420:2021 — 중심거리의 허용차(Permissible deviation to center distance)입니다. 2021년판이 현행 규격이고, 2020년에 확인(reaffirmation) 절차를 거쳐 유지된 버전입니다.

이 규격이 규정하는 건 딱 한 가지입니다. “두 점(구멍 중심, 축 중심) 사이의 거리에 얼마만큼의 오차를 허용할 것인가”입니다. 중심거리 구간을 11단계로 나누고, 등급을 1급과 2급으로 구분해서 각 구간마다 ±허용값(단위: μm)을 정해 놓았습니다.

💡 왜 μm(마이크로미터)인가?

중심거리 허용차는 수십 μm 수준의 매우 작은 오차를 다룹니다. mm로 표기하면 소수점이 너무 많아져서 표기와 검사 모두 불편하기 때문에 μm 단위를 씁니다. 예를 들어 ±11 μm = ±0.011 mm입니다.

적용 범위

KS B 0420의 적용 대상은 기계 부품 조립에서 발생하는 두 구멍 또는 두 축의 중심 간 거리입니다. 볼트 구멍 피치, 베어링 하우징 간격, 기어 축간 거리 등 기계 제도에서 중심거리를 지정하는 모든 상황에 적용할 수 있습니다.

적용 치수 범위는 0 mm 초과 ~ 315 mm 이하까지입니다. 315 mm를 넘는 중심거리는 이 규격의 적용 범위 밖입니다. 대형 구조물·선박 등 별도의 설계 기준이 필요한 영역이기 때문입니다.

⚠ 이 규격이 다루지 않는 것

KS B 0420은 중심거리의 위치 허용차만 규정합니다. 두 중심축이 기울어진 정도(각도 오차), 평행도, 동축도 등 기하 공차는 별도로 지정해야 합니다.

용어 정의

중심거리 (Center Distance)

두 구멍 또는 두 축의 각 중심선 사이의 거리를 말합니다. 도면에서는 보통 지름 기호(∅) 없이 숫자만으로 기입되는 치수입니다.

허용차 (Permissible Deviation)

기준 치수에 대해 허용하는 편차의 범위입니다. KS B 0420에서는 대칭 허용차(±값)로만 표기합니다. 예를 들어 ±6 μm이면 기준 치수보다 최대 6 μm 크거나 작아도 된다는 뜻입니다.

1급 / 2급 (Grade 1 / Grade 2)

허용차 등급입니다. 1급이 더 좁은(엄격한) 허용차를, 2급이 더 넓은(완화된) 허용차를 가집니다. 어느 등급을 쓸지는 도면에서 별도로 지시하거나, 해당 부품의 기능·정밀도 요구에 따라 설계자가 결정합니다.

중심거리 허용차 표 — 단위: μm

아래 표가 KS B 0420의 핵심입니다. 중심거리(mm)가 어느 구간에 속하는지 확인하고, 해당 등급의 ±값을 읽으면 됩니다.

중심거리 구분 (mm) 1급 2급
초과 이하 허용차 (μm) 허용차 (μm)
3±3±7
36±4±9
610±5±11
1018±6±14
1830±7±17
3050±8±20
5080±10±23
80120±11±27
120180±13±32
180250±15±36
250315±16±41

표 읽는 법 — 예시

중심거리가 75 mm인 경우를 보겠습니다. 75 mm는 “50 초과 ~ 80 이하” 구간에 속합니다. 따라서 허용차는 1급이면 ±10 μm, 2급이면 ±23 μm이 됩니다.

실제 가공된 두 구멍의 중심거리가 74.988 mm라면? 기준값 75 mm에서 −12 μm 벗어난 것이므로, 1급(±10 μm) 기준으로는 불합격, 2급(±23 μm) 기준으로는 합격입니다.

1급 vs 2급 — 어느 쪽을 써야 할까?

규격 자체에는 “이럴 때는 1급, 저럴 때는 2급”이라고 명시하지 않습니다. 이건 설계자가 부품의 기능과 요구 정밀도를 판단해서 결정해야 합니다. 일반적인 적용 기준은 아래와 같습니다.

1급
정밀 등급
· 기어 축간 거리 (백래시 관리)
· 정밀 볼베어링 하우징 간 배치
· 정밀 지그·치공구의 핀 배치
· 고속 회전체 동력전달 계통
· 측정기기·검사 장비 핵심부
2급
일반 등급
· 일반 체결용 볼트 구멍 피치
· 저속·저하중 링크 기구
· 구조용 브래킷 취부 구멍
· 일반 기계의 평 벨트 풀리 간 거리
· 공차 감도가 낮은 조립 부위

도면에 적용하는 법

개별 지시 방법

중심거리 치수 옆에 직접 허용차를 기입하는 방법입니다. 예를 들어 1급 허용차를 적용한 75 mm 중심거리라면 다음과 같이 씁니다.

75 ±0.010   (단위: mm, 1급 적용 / ±10 μm → ±0.010 mm)

일괄 지시 방법

도면의 주서(General notes) 또는 표제란 근처에 아래처럼 한 줄로 지시하면, 도면 내 모든 중심거리 치수에 동일 등급이 적용됩니다.

중심거리 허용차: KS B 0420 — 2급
⚠ mm ↔ μm 단위 변환 실수 주의

규격표는 μm 단위로 표기되어 있지만, 도면에는 mm 단위로 기입합니다. 변환을 빠뜨리면 허용차가 1,000배 틀려지는 치명적인 실수가 납니다. ±10 μm = ±0.010 mm, 반드시 확인하십시오.

관련 규격

규격 번호 규격명 연관성
KS B 0401 치수 공차 및 끼워 맞춤 구멍·축 자체의 치수 공차 (IT 공차 계열)
KS B 0608 기하 공차 — 정의 및 표시 위치도·평행도 등 기하 공차 지시
KS B ISO 2768-1 일반 공차 — 선 치수 및 각도 개별 지시 없는 선형 치수의 일반 허용차
KS B 0001 기계 제도 도면 작성 기본 규격 (치수 기입 방법 포함)

📋 요약

  • 규격 번호: KS B 0420:2021 — 중심거리의 허용차
  • 적용 범위: 0 mm 초과 ~ 315 mm 이하의 두 구멍·축 중심 간 거리
  • 등급: 1급(정밀) / 2급(일반) — 2가지
  • 허용차 단위: μm — 도면 기입 시 mm로 변환 필수 (÷ 1,000)
  • 허용차 형식: 대칭 ± 값만 규정 — 비대칭 허용차는 개별 지정
  • 등급 선택: 규격이 지정하지 않음 — 설계자 판단, 정밀 부위엔 1급·일반 부위엔 2급
  • 315 mm 초과: 적용 범위 밖 — 개별 설계 기준 별도 적용