KS B 0401 치수공차 끼워맞춤 한계치수 공차등급 기계제도 KS규격 기계설계

기계 도면에서 치수 옆에 붙는 H7, g6, JS9 같은 기호가 무엇을 의미하는지, 그리고 구멍과 축이 어떻게 끼워맞춰지는지 정확히 이해하려면 KS B 0401 — 치수공차의 한계와 끼워맞춤 규격을 알아야 한다. 2024년 12월 27일 개정된 최신판(KS B 0401:2024)을 기준으로 핵심 내용을 정리한다.

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KS B 0401이란? — 규격 개요

KS B 0401은 기준치수 3 mm 이상 3 150 mm 이하의 형체에 대한 치수공차의 한계 및 끼워맞춤 방법을 정의하는 한국산업표준이다. ISO/IEC 국제 표준을 기반으로 하며, 2024년 개정판에서 용어 체계와 일부 표현이 KS A 0001:2023에 따라 정비됐다.

📘 규격 정보

규격 번호: KS B 0401:2024
규격명: 치수공차의 한계와 끼워맞춤
영문명: Limits of dimensions tolerance and fits
최종 개정: 2024년 12월 27일
적용 범위: 기준치수 3 mm 이상 3 150 mm 이하의 형체

⚠ 3 mm 미만 적용 주의

기준치수 3 mm 미만의 형체에도 이 규격을 적용할 수 있으나, 특별한 정밀도나 관행이 필요한 경우는 주의가 필요하다. 또한 연성이 있는 재료(고무, 플라스틱 등)나 특수 가공 형체에는 별도 규격을 참고해야 한다.

핵심 용어 정리

KS B 0401을 이해하려면 아래 용어들을 먼저 숙지해야 한다. 2024년 개정판에서 일부 용어가 정비됐다.

형체 Feature
치수공차의 대상이 되는 기계요소의 기하학적 형체. 내측 형체(구멍)와 외측 형체(축)로 구분한다.
구멍 Hole
주로 원통형의 내측 형체. 비고: 원통형이 아닌 단면의 내측 형체도 포함한다.
축 Shaft
주로 원통형의 외측 형체. 비고: 원통형이 아닌 단면의 외측 형체도 포함한다.
기준치수 Reference dimension
형체의 참값 치수. 허용 한계치수를 결정하는 기준이 되는 치수이며, 도면에 기입되는 치수다.
허용 한계치수 Allowable limit dimension
형체의 실 치수가 그 이상 또는 그 이하로 벗어날 수 없는 한계 치수. 최대·최소 두 가지로 구분한다.
치수공차 Dimensional tolerance
최대 허용치수와 최소 허용치수의 차이(공차역의 크기). 항상 양의 값이며 절대값으로 나타낸다.
기준선 Reference line
치수 편차 및 치수공차를 표시할 때 기준이 되는 선. 기준치수에 해당하며, 편차는 기준선으로부터의 거리로 나타낸다.
위 치수 허용차 Upper dimension tolerance
최대 허용치수에서 기준치수를 뺀 수치. 구멍의 경우 ES, 축의 경우 es로 나타낸다.
아래 치수 허용차 Lower dimension tolerance
최소 허용치수에서 기준치수를 뺀 수치. 구멍의 경우 EI, 축의 경우 ei로 나타낸다.
틈새 Clearance
구멍의 치수가 축의 치수보다 클 때 구멍과 축 사이의 양의 차이. 최소·최대 틈새로 구분한다.
죔새 Interference
구멍의 치수가 축의 치수보다 작을 때 조립 전 구멍과 축 치수의 음의 차이. 최소·최대 죔새로 구분한다.
끼워맞춤 Fit
조립되는 구멍과 축의 치수공차 간의 관계. 틈새·죔새·중간 끼워맞춤으로 나뉜다.

공차 등급(IT)과 공차역 클래스

공차 등급(IT, International Tolerance)

공차 등급은 치수공차의 크기를 IT01, IT0, IT1 ~ IT18까지 총 20단계로 나타낸다. 숫자가 작을수록 정밀한 가공을 의미하며, 숫자가 클수록 공차가 크다. 같은 공차 등급이라도 기준치수가 클수록 공차 수치는 커진다.

공차 등급 주요 적용 분야 기준치수별 기본 공차 수치 예시 (μm)
3~6 mm 18~30 mm 50~80 mm 120~180 mm
IT5 정밀 베어링, 고정밀 끼워맞춤 5 9 13 18
IT6 정밀 기어, 일반 베어링 8 13 19 25
IT7 일반 기계 가공 (가장 많이 사용) 12 21 30 40
IT8 농기계, 일반 공차 18 33 46 63
IT9 중간 정밀, 비끼워맞춤 부품 30 52 74 100
IT11 주조품, 단조품, 열간 압연재 75 130 190 250
💡 실무에서 가장 많이 쓰는 등급

구멍 기준 IT7(H7)이 가장 광범위하게 사용되며, 축 기준으로는 IT6(h6)이 표준적이다. 베어링 끼워맞춤에는 IT5~IT6, 일반 기계 부품에는 IT7~IT9가 적용된다.

ES · EI · es · ei — 치수 허용차 기호 정리

도면에서 공차역 클래스를 계산할 때 반드시 등장하는 기호가 ES, EI, es, ei다. 알파벳 대소문자로 구멍과 축을 구분하며, 각각 위·아래 방향의 허용 한계를 나타낸다.

기호 명칭 대상 정의 부호 방향
ES 위 치수 허용차
Upper deviation		 구멍 최대 허용치수 − 기준치수
ES = 최대 허용치수 − 기준치수		 공차역의 위쪽(최대) 한계
H 계열: ES = +IT (양수)
EI 아래 치수 허용차
Lower deviation		 구멍 최소 허용치수 − 기준치수
EI = 최소 허용치수 − 기준치수		 공차역의 아래쪽(최소) 한계
H 계열: EI = 0
es 위 치수 허용차
Upper deviation		 축 최대 허용치수 − 기준치수
es = 최대 허용치수 − 기준치수		 공차역의 위쪽(최대) 한계
h 계열: es = 0
ei 아래 치수 허용차
Lower deviation		 축 최소 허용치수 − 기준치수
ei = 최소 허용치수 − 기준치수		 공차역의 아래쪽(최소) 한계
h 계열: ei = −IT (음수)
📘 ES · EI · es · ei 실전 계산 예시

예) Ø30 H7 구멍 (IT7 = 21 μm)
EI = 0 (H 계열 기본)
ES = EI + IT = 0 + 21 = +21 μm
→ 최소 허용치수 = 30.000 mm, 최대 허용치수 = 30.021 mm

예) Ø30 g6 축 (IT6 = 13 μm, es = −7 μm)
es = −7 μm (g 계열 기초 허용차)
ei = es − IT = −7 − 13 = −20 μm
→ 최대 허용치수 = 29.993 mm, 최소 허용치수 = 29.980 mm

틈새 계산: 최소 틈새 = EI − es = 0 − (−7) = +7 μm

공차역 클래스(Tolerance Class)

공차역 클래스는 공차역의 위치(알파벳 기호) + 공차 등급(숫자)의 조합으로 나타낸다.

  • 구멍: 대문자 알파벳 사용 — A~ZC (예: H7, JS9, K6)
  • 축: 소문자 알파벳 사용 — a~zc (예: h6, js7, k5)

알파벳은 기준선(기준치수)으로부터 공차역의 위치(치수 허용차의 방향과 크기)를 결정하고, 숫자(IT 등급)는 공차역의 폭(크기)을 결정한다.

기호 의미 비고
H 아래 치수 허용차(EI) = 0 (구멍 기준) 가장 많이 사용하는 구멍 기준 기호
h 위 치수 허용차(es) = 0 (축 기준) 가장 많이 사용하는 축 기준 기호
JS / js 공차역이 기준선을 대칭으로 양분 위 허용차 = +IT/2, 아래 허용차 = −IT/2
A~G (구멍)
a~g (축)		 기준선 위쪽(양의 방향)에 공차역 위치 구멍: 기준치수보다 크게 / 축: 기준치수보다 작게
K~ZC (구멍)
k~zc (축)		 기준선 아래쪽(음의 방향)에 공차역 위치 구멍: 기준치수보다 작게 / 축: 기준치수보다 크게

끼워맞춤의 종류 — 틈새·죔새·중간

끼워맞춤은 구멍과 축의 치수 관계에 따라 세 가지로 분류된다. 조립 후 상대 운동이 필요한지, 고정이 필요한지에 따라 선택한다.

틈새 끼워맞춤 (Clearance Fit)
정의: 구멍의 치수가 항상 축의 치수보다 커서 조립 전후 항상 틈새가 생기는 끼워맞춤

특징: 최소 틈새 ≥ 0

적용: 베어링 외륜·내륜 회전, 슬라이딩 운동 부품, 윤활이 필요한 조립

대표 조합: H7/g6, H7/f7, H8/e8
죔새 끼워맞춤 (Interference Fit)
정의: 구멍의 치수가 항상 축의 치수보다 작아서 조립 후 항상 죔새가 생기는 끼워맞춤

특징: 최소 죔새 ≥ 0

적용: 기어·풀리 압입, 슬리브 고정, 분해가 필요 없는 영구 결합

대표 조합: H7/p6, H7/r6, H7/s6
중간 끼워맞춤 (Transition Fit)
정의: 가공 치수에 따라 틈새 또는 죔새 중 하나가 생기는 끼워맞춤

특징: 틈새 또는 죔새가 모두 발생 가능

적용: 정렬이 필요하면서도 분해가 가능한 결합, 키이 사용 조립

대표 조합: H7/k6, H7/m6, H7/n6

상용하는 끼워맞춤 — 구멍 기준·축 기준

KS B 0401은 실무에서 자주 사용하는 끼워맞춤 조합을 별도로 권장한다. 구멍 기준법(Hole-based fit)과 축 기준법(Shaft-based fit) 두 방식이 있으며, 구멍 기준법이 가공 경제성이 높아 일반적으로 더 많이 사용된다.

구멍 기준 끼워맞춤 (H 계열)

구멍을 기준(H)으로 고정하고 축의 공차역 클래스를 변경하여 끼워맞춤 종류를 결정한다.

기준 구멍 틈새 끼워맞춤 축 중간 끼워맞춤 축 죔새 끼워맞춤 축 적지 끼워맞춤
H5 — j5, k5, m5 n5* p5*
H6 g5, h5 js5, k5, m5, n5 p5*, r5, s5, t5 —
H7 f6, g6, h6 js6, k6, m6 n6, p6*, r6, s6, t6, u6 —
H8 d8, e7, e8, f7, h7, h8 js7, k7 — —
H9 d8, d9, e8, f8, h8, h9 — — —

* 이러한 끼워맞춤은 특정 구간의 기준치수에서 죔새가 생기기도 한다.

축 기준 끼워맞춤 (h 계열)

축을 기준(h)으로 고정하고 구멍의 공차역 클래스를 변경하여 끼워맞춤 종류를 결정한다.

기준 축 틈새 끼워맞춤 구멍 중간 끼워맞춤 구멍 죔새 끼워맞춤 구멍 적지 끼워맞춤
h5 H6, JS5, G6 K6, M6, N6 P6* —
h6 F7, G7, H7, H8 JS7, K7, M7, N7 P7*, R7, S7, T7, U7, X7 —
h7 F8, H8, H9 JS8, K8, M8 — —
h8 D9, E8, E9, F8, H8, H9 — — —
h9 D9, D10, E9, H9, H10 — — —
💡 구멍 기준법 vs 축 기준법 선택 기준

구멍 기준법이 일반적으로 선호되는 이유는, 구멍 가공(드릴·리머·보링)은 공구 마모에 따라 치수 변동이 커서 한 가지 공차 구멍(H)에 맞춰 다양한 축 공차를 적용하는 것이 경제적이기 때문이다.

축 기준법은 긴 봉재(Bar stock)나 냉간 인발 축처럼 축의 치수가 이미 고정된 경우에 사용한다.

기준치수 구분과 기본 공차 수치

기본 공차(IT)의 수치는 기준치수 구간에 따라 달라진다. KS B 0401은 기준치수를 500 mm 이하와 500 mm 초과 3 150 mm 이하로 나눠 별도 적용한다.

기준치수 구분 (mm) 기본 공차 수치 (μm) — 500 mm 이하 주요 등급
IT5 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12
36 581218 304875120
610 691522 365890150
1018 8111827 4370110180
1830 9132133 5284130210
3050 11162539 62100160250
5080 13193046 74120190300
80120 15223554 87140220350
120180 18254063 100160250400
180250 20294672 115185290460
250315 23325281 130210320520
315400 25365789 140230360570
400500 27406397 155250400630
📘 기본 공차 계산 공식 (IT5~IT18, 기준치수 500 mm 이하)

기본 공차 수치는 아래 식으로 계산한다.

기준단위 i (μm) = 0.45 × ∛D + 0.001 × D
(D: mm 단위의 기준치수 구간 기하평균값)

예) 기준치수 30~50 mm 구간: D = √(30×50) = √1 500 ≈ 38.7 mm → i ≈ 1.56 μm
IT7 = 16i = 16 × 1.56 ≈ 25 μm

표 2 — 기본 공차(IT) 전체 수치 (μm, 500 mm 이하)

KS B 0401:2024 표 2의 전체 등급(IT1~IT18) 기본 공차 수치다. IT01과 IT0은 별도 계산식을 사용하며 고정밀 게이지류에 적용된다.

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기준치수 (mm) 기본 공차 등급 (IT) — 수치 단위: μm
123 456 789 101112 1314*15* 16*17*18*
—30.81.22346101425406010014025040060010001400
3611.52.5458121830487512018030048075012001800
61011.52.5469152236589015022036058090015002200
10181.223581118274370110180270430700110018002700
18301.52.54691321335284130210330520840130021003300
30501.52.54711162539621001602503906201000160025003900
5080235813193046741201903004607401200190030004600
801202.5461015223554871402203505408701400220035005400
1201803.558121825406310016025040063010001600250040006300
1802504.5710142029467211518529046072011501850290046007200
2503156812162332528113021032052081013002100320052008100
3154007913182536578914023036057089014002300360057008900
40050081015202740639715525040063097015502500400063009700

* IT14~IT18은 기준치수 1 mm 초과에 대해서만 사용한다. 500 mm 초과 3 150 mm 이하의 수치는 별도 표 참조.

표 3 · 4 — 구멍 및 축의 기초가 되는 치수 허용차

치수 허용차의 기초값은 공차역 클래스의 알파벳 기호(위치)에 따라 결정된다. 아래는 실무에서 가장 자주 사용되는 주요 클래스의 치수 허용차 계산 기준이다. (단위: μm, 기준치수 500 mm 이하)

구멍 — 주요 클래스 기초 치수 허용차

📘 구멍 치수 허용차 읽는 법

구멍에서 EI = 아래 치수 허용차, ES = 위 치수 허용차이다.
H 계열: EI = 0 (항상), ES = +IT값
JS 계열: ES = +IT/2, EI = −IT/2 (기준선 대칭)

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기준치수 (mm) A B C D E F G H
초과이하 EIES EIES EIES EIES EIES EIES EIES EIES
—3 +270— +140— +60— +20— +14— +6— +2— 0—
36 +270— +140— +70— +30— +20— +10— +4— 0—
610 +280— +150— +80— +40— +25— +13— +5— 0—
1018 +290— +150— +95— +50— +32— +16— +6— 0—
1830 +300— +160— +110— +65— +40— +20— +7— 0—
3050 +310— +170— +120— +80— +50— +25— +9— 0—
5080 +320— +180— +130— +100— +60— +30— +10— 0—
80120 +340— +200— +150— +120— +72— +36— +12— 0—
120180 +360— +210— +160— +145— +85— +43— +14— 0—
180250 +380— +230— +170— +170— +100— +50— +15— 0—

H 계열의 ES는 IT 등급에 따라 결정됨 (ES = EI + IT = 0 + IT). A~G는 기준선 위(양의 방향)에 공차역이 위치함.

축 — 주요 클래스 기초 치수 허용차 (단위: μm)

📘 축 치수 허용차 읽는 법

축에서 ei = 아래 치수 허용차, es = 위 치수 허용차이다.
h 계열: es = 0 (항상), ei = −IT값
js 계열: es = +IT/2, ei = −IT/2

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기준치수 (mm) a b c d e f g h
초과이하 esei esei esei esei esei esei esei esei
—3 −270— −140— −60— −20— −14— −6— −2— 0—
36 −270— −140— −70— −30— −20— −10— −4— 0—
610 −280— −150— −80— −40— −25— −13— −5— 0—
1018 −290— −150— −95— −50— −32— −16— −6— 0—
1830 −300— −160— −110— −65— −40— −20— −7— 0—
3050 −310— −170— −120— −80— −50— −25— −9— 0—
5080 −320— −180— −130— −100— −60— −30— −10— 0—
80120 −340— −200— −150— −120— −72— −36— −12— 0—
120180 −360— −210— −160— −145— −85— −43— −14— 0—
180250 −380— −230— −170— −170— −100— −50— −15— 0—

h 계열의 ei는 −IT값 (등급에 따라 결정). a~g는 기준선 아래(음의 방향)에 공차역이 위치함.

상용하는 끼워맞춤 주요 수치 예시

아래는 실무에서 가장 많이 사용하는 H7 구멍 기준 끼워맞춤의 기준치수별 허용 한계치수와 틈새·죔새 수치 예시다. (단위: μm)

기준치수
(mm)		 H7 구멍 g6 (틈새) k6 (중간) p6 (죔새)
EIESIT esei최소틈새 eies틈새/죔새 eies최소죔새
Ø10 0+1515 −5−14+5 +1+10중간 +12+21−6
Ø18 0+1818 −6−17+6 +1+12중간 +15+26−8
Ø30 0+2121 −7−20+7 +2+15중간 +22+35−14
Ø50 0+2525 −9−25+9 +2+18중간 +26+42−17
Ø80 0+3030 −10−29+10 +2+21중간 +32+51−21
Ø120 0+3535 −12−34+12 +3+25중간 +37+59−24
💡 수치 읽는 법 예시 — Ø50 H7/g6

기준치수 Ø50 mm, H7 구멍: 최소 허용치수 50.000 mm, 최대 허용치수 50.025 mm
g6 축: 최대 허용치수 49.991 mm(es = −9), 최소 허용치수 49.975 mm(ei = −25)
→ 최소 틈새 = 50.000 − 49.991 = 0.009 mm
→ 최대 틈새 = 50.025 − 49.975 = 0.050 mm

💡 핵심 요약

  • KS B 0401:2024 — 기준치수 3~3 150 mm 형체의 치수공차·끼워맞춤 기준 규격
  • 공차역 클래스 = 알파벳(위치) + 숫자 IT 등급(크기) 조합. 구멍 대문자, 축 소문자
  • IT 등급은 IT01~IT18. 숫자 작을수록 정밀. 실무 주력: IT6~IT9
  • 끼워맞춤 3종: 틈새(항상 틈) / 죔새(항상 죔) / 중간(경우에 따라)
  • 구멍 기준법(H)이 실무 주류 — 공구 경제성 우수. 축 기준법(h)은 이미 가공된 봉재 사용 시
  • 가장 많이 쓰는 조합: H7/g6(틈새), H7/k6(중간), H7/p6(죔새)
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