ISO 286 공차 계산기

ISO 286 공차 시스템은 어떻게 작동하나요?

ISO 286은 기초 편차(위치 문자)와 IT 등급(공차 크기)이라는 두 요소로 원통형 부품의 한계치수·끼워맞춤 체계를 정의한다. 편차 문자(축은 a-z, 구멍은 A-Z)는 공차역이 호칭치수에서 얼마나 떨어져 있는지를 정하고, IT 등급(IT01~IT18)은 공차역의 폭을 정한다.

끼워맞춤은 헐거운 끼워맞춤(축이 항상 구멍보다 작음, 예: H7/f6), 중간 끼워맞춤(틈새 또는 죔새가 모두 가능, 예: H7/k6), 억지 끼워맞춤(축이 항상 큼, 예: H7/p6)으로 분류된다. 표준 리머 치수가 H 공차 구멍을 만들어내기 때문에 '구멍 기준식'(H 구멍에 다양한 축 문자) 체계가 가장 널리 쓰인다.

IT 등급은 '표준 공차 인자' i = 0.45∛D + 0.001D에 기반한 등비수열을 따른다. IT7(일반 기계가공)은 약 16i로, 25 mm 축에서 21 μm에 해당한다. IT6는 정밀 끼워맞춤에, IT5는 게이지급 작업에 사용된다.

현대 CNC 제조에서 IT7 공차 달성은 선삭 및 연삭 작업에서 일상적이며, IT6은 신중한 공정 관리가 필요하고 IT5는 기존 기계 가공의 한계에 접근합니다. 서브마이크론 공차(IT4 이하)에는 지그 연삭, 래핑, 호닝 같은 특수 공정이 필요합니다.

공차 선택의 경제적 영향은 큽니다: 제조 비용은 IT10보다 더 엄격한 각 IT 등급당 대략 2배가 됩니다. 설계 단계에서의 체계적인 공차 분석(최악의 경우 또는 통계적)은 개별 부품 공차를 과도하게 지정하지 않으면서 조립 기능이 보장되도록 합니다.

Formula: i = 0.45 × ∛D + 0.001 × D (μm, D는 mm 단위) IT5 = 7i, IT6 = 10i, IT7 = 16i, IT8 = 25i 최대 치수 = 호칭치수 + 위 치수허용차 최소 치수 = 호칭치수 + 아래 치수허용차

계산 예시

Ø25 H7 구멍의 경우: D = 25 mm, i = 0.45 × ∛25 + 0.001 × 25 = 1.341 μm. IT7 = 16 × 1.341 ≈ 21 μm. H의 기초 편차 = 0. 따라서 아래 치수허용차 = 0, 위 치수허용차 = +21 μm. 구멍 치수: 25.000 ~ 25.021 mm.

이 계산기를 사용할 때

• 축-베어링 인터페이스를 설계하고 H7/k6 중간 끼워맞춤의 정확한 최소/최대 치수를 결정해야 할 때
• 기계가공사의 검사 보고서를 검토하고 측정된 치수가 지정된 ISO 공차 범위 내에 있는지 확인할 때
• 하나의 호칭 치수에서 다른 것으로 끼워맞춤 사양을 변환할 때 — 공차 범위 폭은 호칭 직경에 따라 변합니다
• 일관된 부품 호환성을 보장하기 위해 ISO 286 표기를 사용하는 국제 공급업체와 소통할 때

피해야 할 일반적인 실수

• 대문자(구멍)와 소문자(축) 편차 문자를 혼동 — H7은 구멍 공차, h7은 축 공차이며, 매우 다른 치수를 생성합니다
• 동일한 IT 등급이 모든 크기에서 동일한 공차 폭을 제공한다고 가정 — IT7은 Ø25에서 21 μm이지만 Ø120에서는 52 μm입니다
• 필요 이상으로 엄격한 공차를 지정 — IT7은 IT11보다 제조 비용이 약 3배 더 높으므로 기능 요구사항을 충족하는 가장 넓은 공차를 항상 선택해야 합니다
• 편차 값이 마이크로미터(μm)이지 밀리미터가 아니라는 것을 잊음 — 공차의 1000배 이상 벗어난 부품을 만드는 흔한 전사 오류

결과 해석 방법

• 축의 양의 편차는 축이 공칭보다 크다는 의미 — 더 조밀한(간섭이 더 큰) 끼워맞춤을 만듭니다
• H-구멍은 항상 하한 편차가 0 — 공차 범위는 공칭 위쪽으로만 확장됩니다
• 축의 최대 크기가 구멍의 최소 크기를 초과하면, 공차 범위의 최소 일부에서 간섭이 존재합니다 (중간 또는 억지 끼워맞춤)
• 공차 범위 폭(상한 편차 - 하한 편차)은 제조 난이도를 결정 — 넓은 범위가 생산 비용이 저렴합니다

관련 표준 및 참고문헌

• ISO 286-1:2010 — 기하학적 제품 사양 — 선형 치수 공차를 위한 ISO 코드 시스템 — Part 1: 공차, 편차 및 끼워맞춤의 기초
• ISO 286-2:2010 — Part 2: 구멍 및 축의 표준 공차 등급 및 한계 편차 테이블
• ASME B4.2 — 우선 미터 한계 및 끼워맞춤 (ISO 286의 미국 채택)
• ISO 1829 — 일반 용도를 위한 공차 범위 선택

H7 — 호칭 치수별 한계 편차

ISO 286이 다루는 전 호칭 치수 구간을 표시된 등급으로 이 도구가 계산한 값이다. 편차 단위는 마이크로미터(μm).

자주 묻는 질문

기계공학에서 가장 흔히 사용되는 끼워맞춤은 무엇인가요?

H7/h6(미끄럼 끼워맞춤)은 손으로 조립하거나 미끄러지며 위치를 잡아야 하는 부품에 가장 보편적인 끼워맞춤입니다. H7/f6은 베어링용 자유 회전 헐거운 끼워맞춤을 제공합니다. H7/p6은 영구 조립용 중간 압입 끼워맞춤입니다. 이 세 가지가 일반적인 엔지니어링 끼워맞춤 요구사항의 약 80%를 커버합니다.

구멍 기준식과 축 기준식의 차이는 무엇인가요?

구멍 기준식(가장 일반적)에서는 구멍이 항상 'H'이고 축의 공차 기호를 달리하여 끼워맞춤 종류를 만듭니다. 표준 리머와 브로치가 H 공차 구멍을 가공하므로 실용적입니다. 축 기준식에서는 축이 항상 'h'이고 구멍의 공차 기호를 변경합니다. 축 기준식은 길이 방향으로 서로 다른 끼워맞춤을 갖는 단붙이 축처럼, 하나의 축이 여러 부품과 결합해야 할 때 사용합니다.