공차의 결정..참고

설계자가 가장 어려워하는 것이 공차의 결정입니다.  소재의 선정과 함께 부품 가격을 결정짓는 가장 중요한 요소가 바로 이 공차의 결정이기 때문입니다. 최근 컴퓨터 제어 기술과 기계 소재의 개발로 20년 전과는 비교 수 없을 정도로 높은 정밀도를 유지할 수 있게 되었습니다.

 1. 필요한 공차 +0.001 / – 0.001 ( 미크론 단위의 공차)

선반 가공으로는 불 가능한 공차입니다. 해외의 공작 기계메이커 등에서 안경의 렌즈를 가공할 때 쓰이는 특수한 기계에서는 이러한 공차를 맞출 수 있으나 복합 가공기에서 맞출 수가 없는 공차입니다.

고속 모터 샤프트에서 소음을 줄이기 위해 이러한 공차를 요구하는 겨우가 있습니다. 이럴 경우에는 센터리스 연마라는 후 공정을 이용하여 양산을 할 수 있습니다.

2. 필요한 공차 +0.000/ – 0.005 ( 미크론 단위의 공차)

일반적인 선반 가공으로는 맞추기가 불 가능한 공차입니다. 샘플로 생산할 경우에는 수동으로 측정해 가며 맞출 수는 있으나 전수 검사를 해야만 합니다. 일반적으로 제품을 압입을 통하여 결합 할 경우 이러한 공차가 필요합니다. 단이 없는 샤프트의 경우에는 압입 공차가 필요 시에 이러한 공차를 요구해 오는 경우가 자주 있습니다. 센터리스 공정을 이용하면 약간의 비용만 더하면 무난히 맞출 수 있는 공차입니다. 리슨트에서는 HDD의 알루미늄 바디에 압입하는 베이스 핀 (직경 1.0mm  과 1.30mm 길이 6.50mm  직경공차 : +0.005 / -0.000)을 1억개 가까이 삼성전자의 하드 디스크 드라이버 장치에 공급한 경험을 가지고 있습니다.

3. 필요한 공차 +0.005 / – 0.005 ( 미크론 단위의 공차)

정밀도가 높은 CNC 선반으로 가능한 공차입니다. 초기 세팅 후에 공구의 마모로 인하여 공차의 변화가 급격히 진행되어, 소재의 종류에 따라 3-5시간정도의 정밀한 관찰이 요구되는 공차입니다. 재료가 자동으로 로딩 되는데 이 때 기계의 온도 변화에 따라 정밀도가 변할 가능성이 있으며, 이러한 열처리 변화에 구조적으로 대응하도록 설계된 기계가 필요합니다. 현재 리슨트에서 보유한 스위스 Tornos SA 의  기계가 이러한 열 변화에 대응하도록 설계된 CNC 복합 가공기입니다. 

외경에 단이 없는 샤프트와 같은 부품의 경우 직경 0.35mm 부터 직경 2.50mm까지 소재를 +0.005/-0.005 로 인발하여 양면에 면치를 주고 절단하가나, R 모양이나 테이퍼 형태의 모양으로 가공하여 압입을 용이하게 할 수 있습니다. 센터리스 연마공정을 사용하지 않기 때문에 후 공정 비용이 절약되게 됩니다. 그러나 아래와 같이 15미크론 공차보다는 인발 (Drawing  공정 : 재료를 요구하는 치수에 맞게  큰 직경으로부터 작은 직경으로 내리는 공정)

4. 필요한 공차 +0.01 / – 0.005 ( 미크론 단위의 공차)

미크론 단위의 공차에서는 5미크론도 매우 큰 공차입니다. 왜냐하면 측정 게이지의 오차로 인해 2, 3미크론 정도의 오차가 발생하기 때문입니다. 따라서 미크론 공차의 제품을 설계할 때에는 고객과 공급자간에 게이지 R&R 이 매우 중요합니다. 이러한 게이지 오차를 고려하여 5 미크론 정도 공차의 여유를 주시면  +0.005/-0.005 공차에 비해 +0.010/-0.005의 공차를 가진 부품이 3-5% 정도 원가가 떨어지지 않을까 추측이 됩니다.  

외경에 단이 없는 샤프트와 같은 부품의 경우 직경 0.35mm 부터 직경 2.50mm까지 소재를 +0.005/-0.005 로 인발하여 양면에 면치를 주고 절단하가나, R 모양이나 테이퍼 형태의 모양으로 가공하여 압입을 용이하게 할 수 있습니다. 센터리스 연마공정을 사용하지 않기 때문에 후 공정 비용이 절약되게 됩니다.

5. 필요한 공차 +0.01 / – 0.01 ( 1/100 단위의 공차)

좋은 CNC 복합기를 보유한 기업이라면 무난히 맞출 수 있는 공차입니다. 리드 스쿠루나 리니어 가이드 등에 Backlash 등이 없도록 유지 보수가 잘 되어 있어야 합니다.