가공 가능한 공차는 절삭이나 판금, 선반 등의 기계 가공 방법에 따라 다릅니다. 설계, 가공, 자재 담당자는 각 가공법에 따라 가공이 가능한 공차의 기준에 대한 지식을 갖춰야 합니다. 이번에는 주요 3가지 가공법별로 가공이 가능한 공차를 소개하겠습니다. 
목차
수지의 가공 가능한 공차
수지의 주요 가공 방법은 절삭 가공과 사출 성형입니다. 절삭은 커터를 사용해 수지를 깎아가는 가공 방법입니다. 사출 성형은 열로 녹인 수지를 금형에 부어 식히면서 굳히는 가공 방법입니다. 절삭 가공이 사출 성형보다 더 높은 정밀도로 가공이 가능합니다. 따라서 공차 지시도 엄격합니다. 어떤 가공법도 마찬가지이지만 열 팽창이 있기 때문에 어디까지나 측정 시 온도에서의 치수라는 점에 주의해야 합니다. 또한 재질이나 설비, 금형의 정밀도에 따라서도 가공이 가능한 공차는 다소 다릅니다.
- 절삭 가공 홀 직경의 공차 예를 들어 수지에 홀을 가공할 경우, 직경 10㎜ 정도라면 0~+0.03 정도의 공차가 가능합니다. 홀을 가공하는 공구의 크기에 맞춰 가기 때문에 높은 정밀도로 가공이 가능합니다.
- 절삭 가공의 홀~홀 중심간 거리의 공차 고정밀도 가공에 대응할 수 있는 재질은 ±0.01 정도의 공차 지시가 가능합니다. 한편, 쉽게 마모되는 재료로 잘 알려진 POM(폴리아세탈)은 그렇게까지 정밀도가 높게 가공하기 쉽지 않아 ±0.05 정도가 한계입니다.
- 사출 성형 홀 직경의 공차 직경 10㎜ 정도의 홀 직경을 지시할 경우, 홀의 깊이가 10㎜ 정도라면 0~+0.05 정도로 지시할 수 있습니다. 사출 성형의 금형은 드래프트를 두는 경우가 많아, 홀이 깊어질수록 공차를 크게 해야 합니다.
- 사출 성형의 홀~홀 중심간 거리의 공차 POM(폴리아세탈)의 가공 가능한 공차는 ±0.1 정도입니다. 또한, PPS와 같이 정밀도를 내기 쉬운 재질이라도 ±0.03이 한계입니다.
판금 가공의 공차
판금의 주요 가공법은 절곡과 절단입니다. 절곡은 프레스 브레이크라는 기계로 금속판을 구부리는 것입니다. 직각으로 구부리는 경우가 많지만 다른 각도도 가능합니다. 절단은 레이저 가공기로 실시합니다. 외형 절단이나 원형 홀, 타원 홀 등을 가공합니다.
- 판금 가공 홀 직경의 공차 레이저 가공으로 절단할 경우, 홀 직경은 0~+0.05의 공차 지시가 가능합니다. Φ10의 위치 결정용 홀인 경우, Φ10 +0.05/0과 같이 지시합니다.
- 판금 가공의 홀~홀 중심간 거리의 공차 중심간 거리는 ±0.05 정도의 공차 지시가 가능합니다.
- 절곡의 공차 기준 홀 중심~절곡선까지의 치수 공차는 ±0.15 정도가 한계입니다. 또한 절곡 각도의 공차 지시도 필요합니다. 예를 들어, 90°로 구부린다고 해도 ±1.0° 정도의 공차가 필요합니다. 따라서 절곡선에서 ±0.15㎜이라고 해도 절곡 선단에서는 더 이탈됩니다. 절곡 선단에도 기준 홀 중심에서 치수를 지시할 경우, 각도 공차를 고려하여 보다 큰 공차로 할 필요가 있습니다.
선반에서 가공되는 봉재의 공차
금속 봉재는 선반에서 가공됩니다. 선반은 고속으로 회전하는 봉재에 커터를 대어 표면을 깎는 가공 방법입니다. 주로 직경과 축 방향의 치수를 지시합니다.
- SUM재의 직경 공차 쾌삭강인 SUM재는 SUS보다 비용이 저렴해 양산 시 많이 사용됩니다. SUM재는 녹이 슬지 않도록 방청유를 도포하거나 도금 처리를 합니다. 도금의 두께에도 편차가 있어, 도금 처리인 경우 공차 폭은 0.03 정도가 한계입니다. Φ10 0/-0.03과 같이 지시합니다.
- SUS재의 직경 공차 SUS재의 경우, 도금이 필요하지 않아 조금 더 엄격한 공차 지시가 가능합니다. Φ10 0/-0.01 정도, 공차 폭 0.01 정도를 지시할 수 있습니다.
- 긴 쪽 방향의 공차 긴 쪽 방향의 치수 공차는 ±0.03 정도로 지시할 수 있습니다.
정리
기계 가공의 대표적인 가공법의 한계가 되는 공차를 소개했습니다. 이를 정리하면 다음과 같습니다.
| 수지 | 금속 | |||
| 절삭 | 사출 성형 | 판금 | 선반 가공 | |
| 홀 직경 | 0~+0.03 | 0 to +0.05 | 0~+0.05 | ― |
| 홀의 중심간 거리 | ±0.01 POM은 ±0.05 정도 | ±0.1 | ±0.05 | ― |
| 기준 홀 중심~절곡선 | ― | – | ±0.15 | ― |
| 축 직경 | ― | – | – | ±0.03 |
| 길이 | ― | – | – | ±0.03 |
재질이나 수율(양품률), 사용하는 설비 등에 따라 다소 다르지만 기준으로 삼을 수 있습니다. 설계 담당자는 기능에 필요한 공차를 지시할 수 있도록 해야 합니다. 엄격한 공차를 지시할 경우 필요에 따라 가공 담당자에게 확인이 필요합니다. 또한, 수주를 담당하는 분은 자사에서 가공 가능한 공차를 의식하는 것이 좋습니다.
