GD&T Geometric Dimensions and Tolerance
GD&T 표기방법을 SVG 그래픽으로 쉽게 이해하기
GD&T 기하공차는 글로만 보면 어렵지만, 실제 도면에서는 일정한 규칙으로 반복됩니다. 핵심은 형상 제어 프레임(Feature Control Frame), 공차값, 데이텀 기준, 적용 형상을 순서대로 읽는 것입니다. 즉, 기하공차는 “이 형상이 어떤 기준을 기준으로 어느 범위 안에 들어와야 하는가”를 짧은 기호로 표현한 도면 언어입니다.
GD&T 형상 제어 프레임 읽는 순서
자동차 설계나 품질 실무에서는 도면에 적힌 기하공차를 잘못 읽으면 가공품은 정상인데 조립에서 불량이 나거나, 반대로 조립에는 문제가 없는데 CMM 검사에서 NG가 발생할 수 있습니다. 그래서 설계자, 품질 담당자, 가공 협력사, 측정 담당자는 동일한 데이텀과 동일한 공차 영역을 기준으로 도면을 해석해야 합니다.
형상 제어 프레임은 왼쪽부터 읽습니다
기하공차 표기는 보통 사각형 칸으로 나뉘어 있습니다.
가장 왼쪽에는 위치도, 평탄도, 직각도, 평행도 같은 제어 기호가 들어가고, 그 다음 칸에는 허용 공차값이 들어갑니다. 위치도처럼 원통형 공차 영역을 쓰는 경우에는 공차값 앞에 ⌀ 기호가 붙습니다.
그 다음에는 필요에 따라 MMC, LMC, RFS 같은 재질 조건이 붙고, 마지막에는 기준이 되는 데이텀 A, B, C가 순서대로 들어갑니다. 여기서 데이텀 순서는 단순한 알파벳 나열이 아니라, 측정과 조립에서 부품을 어떤 순서로 고정하고 정렬할지를 의미합니다.
도면 해석 예시
⌖ | ⌀0.20 | A | B | C 라고 적혀 있다면, 해당 구멍의 중심축은 데이텀 A를 1차 기준, B를 2차 기준, C를 3차 기준으로 잡았을 때 지름 0.20mm의 원통형 공차 영역 안에 있어야 한다는 뜻입니다. 일반 ±치수처럼 X방향 ±0.1, Y방향 ±0.1을 따로 보는 것이 아니라, 실제 구멍 중심이 원통형 영역 안에 들어오는지를 봅니다.
데이텀 A·B·C 표기방법과 실제 조립 기준
GD&T에서 데이텀은 단순 기준선이 아니라 실제 부품을 조립하거나 검사할 때 부품을 잡는 기준입니다.
데이텀 기준 잡는 방법
자동차 부품으로 보면 브래킷의 장착면, 기준홀, 기준핀, 차체와 맞닿는 플랜지 면이 데이텀이 될 수 있습니다. 품질 검사에서는 이 데이텀을 기준으로 CMM 정렬을 잡고, 치공구에서는 동일한 기준으로 부품을 고정합니다.
1차 데이텀 A는 부품의 자세를 결정합니다
1차 데이텀은 보통 가장 넓고 안정적인 장착면을 사용합니다.
자동차 브래킷에서는 차체나 프레임에 실제로 닿는 면이 데이텀 A가 되는 경우가 많습니다. 이 면이 흔들리면 부품 전체의 자세가 바뀌기 때문에, 평탄도나 면의 프로파일 공차를 함께 검토하는 것이 좋습니다.
2차 데이텀 B는 위치를 잡습니다
2차 데이텀은 기준홀이나 기준핀처럼 부품의 X/Y 위치를 잡는 요소로 많이 사용됩니다. 장
착면 A에 부품을 밀착시킨 뒤 기준핀 B에 끼우면, 부품의 위치가 대부분 결정됩니다. 이때 기준홀의 직경, 위치도, MMC 조건을 어떻게 주느냐에 따라 조립성, 공차 보상, 검사 기준이 달라집니다.
3차 데이텀 C는 회전을 막습니다
3차 데이텀은 부품이 기준홀 B를 중심으로 돌아가는 것을 막는 역할을 합니다.
자동차 부품에서는 장공, 보조홀, 슬롯, 측면 기준면이 데이텀 C가 될 수 있습니다. 이 기준을 잘못 잡으면 CAD에서는 맞아 보이지만 실제 치공구에서는 부품이 미세하게 틀어져 검사 결과가 달라질 수 있습니다.
위치도 표기방법｜홀 패턴 설계 예시
자동차 설계에서 가장 자주 쓰이는 GD&T 중 하나가 위치도(Position)입니다.
위치도 공차 영역 예시
브래킷 체결홀, 차체 기준홀, 배터리팩 마운팅홀, 시트 레일 고정홀, 전장 하우징 커넥터 홀처럼 구멍 위치가 조립 품질에 직접 영향을 주는 부품에서 위치도는 매우 중요합니다.
좌표 치수보다 위치도가 조립 해석에 유리한 이유
좌표 치수 방식은 X방향과 Y방향을 각각 따로 관리하기 때문에 실제 허용 영역이 사각형처럼 해석될 수 있습니다.
반면 위치도는 구멍의 중심축이 원통형 공차 영역 안에 들어오는지를 보기 때문에 실제 체결핀이나 볼트가 들어가는 상황과 더 잘 맞습니다.
자동차 브래킷의 4개 체결홀을 예로 들면, 각 구멍이 단순 X/Y 치수로는 합격이어도 볼트가 한 번에 들어가지 않을 수 있습니다.
반대로 위치도와 MMC 조건을 적절히 적용하면 실제 조립 가능한 범위를 공차로 표현할 수 있어, 설계 의도와 검사 기준이 더 가까워집니다.
자동차 품질 실무 예시
배터리팩 하부 브래킷의 체결홀이 차체 기준홀과 맞지 않는 경우, 단순히 “홀 위치가 틀렸다”고 판단하기 전에 데이텀 기준을 먼저 확인해야 합니다.
설계 도면은 차체 장착면 A와 기준홀 B를 기준으로 위치도를 줬는데, 협력사 CMM 검사는 가공 기준면을 기준으로 정렬했다면 검사 결과가 달라질 수 있습니다. 이런 경우에는 부품 자체보다 측정 정렬 기준 불일치가 원인일 수 있습니다.
평탄도·직각도·평행도 표기방법
형상 공차와 방향 공차는 자동차 차체, 전장 하우징, 배터리 케이스, 의료기기 금속 프레임, 사출 부품 조립면에서 자주 사용됩니다.
평탄도와 직각도 공차 영역
평탄도는 면 자체가 얼마나 평평해야 하는지, 직각도는 기준면에 대해 얼마나 90도를 유지해야 하는지, 평행도는 기준면과 얼마나 나란해야 하는지를 정의합니다.
GD&T 기하공차 종류 전체 표
GD&T 기하공차는 크게 형상(Form), 윤곽(Profile), 방향(Orientation), 위치(Location), 흔들림(Runout) 계열로 나눌 수 있습니다. 아래 표는 도면에서 자주 사용하는 기하공차 기호를 전체적으로 정리한 것으로, 설계자는 어떤 형상을 제어할지 판단하고, 품질 담당자는 어떤 기준으로 측정해야 하는지 확인할 때 활용할 수 있습니다.
| 분류 | 한글명 | 영문명 | 기호 | 데이텀 필요 여부 | 공차 영역 개념 | 자동차·기계 설계 적용 예시 | 실무 주의사항 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 형상 공차 | 직진도 | Straightness | ⏤ | 불필요 | 선 요소 또는 축이 두 평행 직선 사이에 있어야 함 | 샤프트 축, 레일 직선부, 슬라이딩 가이드 | 면의 직진도인지 축의 직진도인지 구분해야 합니다. |
| 형상 공차 | 평탄도 | Flatness | ⏥ | 불필요 | 대상 면 전체가 두 평행 평면 사이에 있어야 함 | 가스켓 접촉면, 배터리 냉각 플레이트, 브래킷 장착면 | 데이텀 없이 면 자체의 평평함을 제어합니다. |
| 형상 공차 | 진원도 | Circularity / Roundness | ○ | 불필요 | 각 단면의 원형 요소가 두 동심원 사이에 있어야 함 | 피스톤, 핀, 베어링 삽입부, 원형 보스 | 각 단면별 원형만 보며 축 방향 전체 형상은 원통도로 봅니다. |
| 형상 공차 | 원통도 | Cylindricity | ⌭ | 불필요 | 전체 원통 표면이 두 동축 원통 사이에 있어야 함 | 정밀 샤프트, 베어링 저널, 가이드 핀 | 진원도와 직진도를 동시에 보는 개념이라 측정 난이도가 높습니다. |
| 윤곽 공차 | 선의 윤곽도 | Profile of a Line | ⌒ | 상황에 따라 필요 | 단면 선 형상이 이론 형상 주변의 일정 폭 안에 있어야 함 | 범퍼 단면, 웨더스트립 단면, 램프 렌즈 단면 | 2D 단면 기준으로 관리할 때 적합합니다. |
| 윤곽 공차 | 면의 윤곽도 | Profile of a Surface | ⌓ | 상황에 따라 필요 | 전체 3D 표면이 이론 형상 주변의 공차 영역 안에 있어야 함 | 외장 패널, 대시보드, 배터리팩 커버, 사출 외관면 | 복잡한 자유곡면, 차체 패널, 사출품 외관 품질 관리에 유리합니다. |
| 방향 공차 | 평행도 | Parallelism | ∥ | 필요 | 대상 면·축·중심면이 데이텀과 평행한 공차 영역 안에 있어야 함 | 레일 장착면, 슬라이딩 면, 커버 조립면 | 항상 기준 데이텀에 대해 얼마나 평행한지를 봅니다. |
| 방향 공차 | 직각도 | Perpendicularity | ⟂ | 필요 | 대상 면·축·중심면이 데이텀에 대해 90도 방향 공차 영역 안에 있어야 함 | 센서 보스, 브래킷 세움면, 핀홀 축, 커넥터 장착면 | 직각도 기준이 되는 데이텀을 명확히 잡아야 합니다. |
| 방향 공차 | 경사도 | Angularity | ∠ | 필요 | 대상 형상이 데이텀에 대해 지정 각도 방향 공차 영역 안에 있어야 함 | 경사 브래킷, 웨지 형상, 사선 장착면, 램프 장착부 | 기본각도와 함께 사용하며, 단순 각도 ±공차보다 기능 해석이 명확합니다. |
| 위치 공차 | 위치도 | Position | ⌖ | 대부분 필요 | 축 또는 중심면이 이론 위치 주변의 원통형 또는 평면형 공차 영역 안에 있어야 함 | 볼트홀, 기준홀, 핀홀, 배터리팩 체결홀, 차체 마운팅홀 | 자동차·기계 설계에서 가장 많이 쓰이며 MMC와 함께 조립성을 표현하기 좋습니다. |
| 위치 공차 | 동심도 | Concentricity | ◎ | 필요 | 중앙점들의 평균 중심이 데이텀 축과 일치해야 함 | 구형 도면의 회전체, 샤프트, 원통 부품 | ASME Y14.5-2018에서는 삭제된 기호입니다. 현대 도면에서는 위치도나 런아웃으로 대체하는 경우가 많습니다. |
| 위치 공차 | 대칭도 | Symmetry | ⌯ | 필요 | 중앙면 또는 중앙점들이 데이텀 중심면을 기준으로 대칭이어야 함 | 구형 도면의 슬롯, 키홈, 대칭 브래킷 | ASME Y14.5-2018에서는 삭제된 기호입니다. 위치도로 대체하는 것이 일반적입니다. |
| 흔들림 공차 | 원주 흔들림 | Circular Runout | ↗ | 필요 | 회전시 각 단면에서 원주 방향 흔들림이 허용값 안에 있어야 함 | 브레이크 디스크, 허브, 풀리, 회전축 단면 | 단면별 흔들림을 보는 개념으로, 회전 기준축이 중요합니다. |
| 흔들림 공차 | 전체 흔들림 | Total Runout | ⌰ | 필요 | 전체 표면이 회전 중 축 방향·원주 방향으로 허용 흔들림 안에 있어야 함 | 샤프트 전체 외경, 브레이크 디스크 면, 정밀 회전체 | 원주 흔들림보다 엄격하며 원통도, 동축도, 직각도 성격을 함께 관리할 수 있습니다. |
GD&T 기하공차 분류별 핵심 차이
| 분류 | 포함 기하공차 | 무엇을 제어하는가? | 데이텀 사용 경향 | 대표 적용 부품 |
|---|---|---|---|---|
| 형상 Form | 직진도, 평탄도, 진원도, 원통도 | 형상 자체가 얼마나 반듯하고 정확한지 | 일반적으로 데이텀 불필요 | 샤프트, 핀, 장착면, 가스켓 면, 냉각 플레이트 |
| 윤곽 Profile | 선의 윤곽도, 면의 윤곽도 | 복잡한 곡선·곡면이 이론 형상에서 얼마나 벗어나는지 | 기능에 따라 사용 | 차체 외판, 범퍼, 램프 렌즈, 사출 외관품 |
| 방향 Orientation | 평행도, 직각도, 경사도 | 기준에 대해 방향이 얼마나 맞는지 | 데이텀 필요 | 브래킷, 센서 보스, 커넥터 장착면, 슬라이딩 레일 |
| 위치 Location | 위치도, 동심도, 대칭도 | 형상의 위치·중심·축이 기준에 대해 얼마나 맞는지 | 대부분 데이텀 필요 | 볼트홀, 핀홀, 기준홀, 슬롯, 차체 마운팅 포인트 |
| 흔들림 Runout | 원주 흔들림, 전체 흔들림 | 회전 기준축에 대해 표면이 얼마나 흔들리는지 | 데이텀 축 필요 | 허브, 브레이크 디스크, 풀리, 회전축, 모터 샤프트 |
GD&T 보조기호와 재질조건 정리
기하공차 기호만 알아서는 도면을 완전히 해석하기 어렵습니다. 실제 도면에서는 MMC, LMC, RFS, 데이텀, 기본치수, 투영공차역처럼 공차 해석을 바꾸는 보조기호가 함께 사용됩니다.
| 구분 | 기호·약어 | 명칭 | 의미 | 실무 적용 예시 |
|---|---|---|---|---|
| 재질조건 | Ⓜ / MMC | Maximum Material Condition | 재료가 가장 많이 남는 상태. 구멍은 최소 크기, 축은 최대 크기 상태 | 볼트홀 위치도에서 조립 여유를 보너스 공차로 활용 |
| 재질조건 | Ⓛ / LMC | Least Material Condition | 재료가 가장 적게 남는 상태. 구멍은 최대 크기, 축은 최소 크기 상태 | 최소 벽두께, 안전거리 확보가 중요한 부품 |
| 재질조건 | RFS | Regardless of Feature Size | 형상 크기와 관계없이 지정 공차를 그대로 적용 | 일반적인 위치도, 방향 공차 해석 |
| 기준 | A, B, C | Datum Reference | 측정·조립·검사 기준이 되는 면, 축, 홀, 중심면 | 장착면 A, 기준홀 B, 회전방지홀 C |
| 기준 | Datum Target | 데이텀 타깃 | 면 전체가 아닌 특정 점·선·영역을 기준으로 사용 | 주조품, 판금품, 큰 차체 패널의 국부 기준점 |
| 치수 | □ / Basic Dimension | 기본치수 | 이론적으로 정확한 치수. 직접 ±공차를 주지 않고 기하공차로 관리 | 홀 간 거리, 기준면에서 홀 중심까지의 이론 위치 |
| 공차영역 | ⌀ | Diameter Tolerance Zone | 공차 영역이 원형 또는 원통형임을 의미 | 구멍 위치도 ⌖ ⌀0.20 A B C |
| 공차영역 | Ⓟ / P | Projected Tolerance Zone | 나사·핀처럼 돌출되는 조립 길이까지 고려한 공차 영역 | 스터드, 볼트, 핀 체결부의 기울어짐 관리 |
| 공차영역 | U | Unequally Disposed Profile | 윤곽도 공차 영역이 이론 형상 양쪽에 균등하지 않게 배치됨 | 외관면보다 안쪽 간섭 방지가 중요한 플라스틱·차체 패널 |
| 방향 | All Around | 전체 둘레 적용 | 지시된 형상 전체 둘레에 같은 공차 적용 | 용접 비드 주변, 실링 라인, 외곽 프로파일 |
| 방향 | All Over | 전체 표면 적용 | 부품의 모든 해당 표면에 공차 적용 | 복잡한 주조품·외장 패널 전체 프로파일 관리 |
| 연속형상 | CF | Continuous Feature | 분리되어 보이는 형상을 하나의 연속 형상으로 해석 | 홈, 슬롯, 단차가 있는 긴 레일 형상 |
정리하면, GD&T의 기본 기하공차는 14개로 이해하되, 최신 ASME Y14.5-2018 기반 도면에서는 동심도와 대칭도 대신 위치도 또는 런아웃을 우선 검토하는 것이 좋습니다. 단, 기존 도면·구형 고객사 도면·ISO 기반 문서에서는 동심도와 대칭도 표기가 남아 있을 수 있으므로 해석 방법은 알고 있어야 합니다.
평탄도는 데이텀 없이 면 자체를 봅니다
평탄도는 특정 기준면에 대한 관계가 아니라 해당 면 자체가 얼마나 평평한지를 보는 공차입니다.
예를 들어 배터리 냉각 플레이트와 방열 패드가 맞닿는 면이 울퉁불퉁하면 열전달 성능이 떨어질 수 있습니다. 이때 단순 두께 치수만 보는 것이 아니라 평탄도를 함께 지정해야 실제 접촉 품질을 관리할 수 있습니다.
직각도는 기준면이 있어야 의미가 생깁니다
직각도는 어떤 기준에 대해 90도를 유지하는지를 봅니다.
브래킷 장착면 A에 대해 센서 보스가 직각을 유지해야 한다면, 직각도 공차에는 데이텀 A가 함께 들어가야 합니다. 데이텀이 빠진 직각도는 검사자가 어떤 기준으로 90도를 판단해야 하는지 애매해질 수 있습니다.
자동차 설계에서 GD&T를 적용하는 대표 부품
자동차는 수천 개 이상의 부품이 조립되는 제품이기 때문에, 단순 치수 공차만으로는 전체 품질을 안정적으로 관리하기 어렵습니다.
특히 차체, 샤시, 파워트레인, 전장, 배터리팩처럼 기능과 안전에 직접 연결되는 부품은 GD&T를 통해 기준을 명확히 잡아야 합니다.
차체 BIW 기준홀과 장착면
BIW 차체에서는 기준홀, 기준핀, 용접 지그 기준면, 도어 힌지 장착면, 서스펜션 마운팅 포인트가 중요합니다. 이 부위는 차량 전체 조립 기준과 연결되므로 데이텀 전략이 매우 중요합니다. 기준홀 하나가 틀어지면 도어 단차, 후드 갭, 램프 장착 편차, 실링 불량까지 이어질 수 있습니다.
권장 공차 예시
- 장착면: 평탄도, 면의 프로파일
- 기준홀: 위치도, MMC 적용 검토
- 용접 지그 기준부: 데이텀 A·B·C 일관성 확인
- 도어 힌지 장착부: 위치도, 직각도, 평행도 검토
전기차 배터리팩 하우징
전기차 배터리팩 하우징은 고전압 안전, 냉각 성능, 실링 성능, 차체 장착성을 동시에 만족해야 합니다.
하부 장착홀 위치가 틀어지면 차체 조립성이 떨어지고, 냉각 플레이트 면이 평탄하지 않으면 배터리 셀 온도 편차가 커질 수 있습니다. 커버 실링면이 흔들리면 방수·방진 성능에도 영향을 줍니다.
권장 공차 예시
- 차체 체결홀: 위치도, MMC 적용 검토
- 실링면: 면의 프로파일 또는 평탄도
- 냉각 플레이트 접촉면: 평탄도, 표면거칠기 병행 관리
- 고전압 커넥터 장착부: 위치도, 직각도, 데이텀 정렬 확인
전장 하우징과 커넥터 부품
전장 하우징은 커넥터 체결, 방수 실링, PCB 장착, 방열, 접지까지 동시에 고려해야 합니다.
커넥터 홀의 위치도가 불안정하면 하네스 삽입력이 커지고, PCB 보스 높이가 들쭉날쭉하면 조립 후 납땜부나 커넥터에 응력이 전달될 수 있습니다.
권장 공차 예시
- 커넥터 홀: 위치도, 직각도
- PCB 장착 보스: 높이 치수, 평탄도, 위치도
- 실링 홈: 면의 프로파일, 폭·깊이 치수 관리
- 방열면: 평탄도, 표면거칠기, 코팅 후 치수 확인
GD&T 도면 표기 실무 체크리스트
기하공차를 도면에 넣을 때는 단순히 기호를 많이 넣는 것이 목적이 아닙니다.
설계자가 원하는 기능을 생산과 품질이 동일하게 해석할 수 있도록 필요한 곳에 필요한 만큼 넣는 것이 중요합니다.
| 검토 항목 | 확인 질문 | 실무 판단 |
|---|---|---|
| 데이텀 선정 | 실제 조립 기준과 같은가? | 장착면, 기준홀, 기준핀을 우선 검토 |
| 공차 종류 | 형상, 방향, 위치, 흔들림 중 무엇을 제어해야 하는가? | 기능 불량 원인과 연결되는 공차 선택 |
| 공차값 | 공정 능력으로 만들 수 있는 수준인가? | 협력사 가공·측정 능력 확인 |
| MMC/LMC | 조립 여유를 활용할 수 있는 형상인가? | 볼트홀, 핀홀, 슬롯홀에 적용 검토 |
| CMM 정렬 | 도면 데이텀과 검사 정렬이 같은가? | 검사성적서에 데이텀 순서 명시 |
| 치공구 기준 | 용접 지그와 검사 지그 기준이 같은가? | 양산 전 지그 기준 리뷰 필요 |
| 협력사 공유 | 도면 해석 기준을 협력사가 이해했는가? | 샘플 도면과 측정 예시 공유 |
기하공차를 잘못 적용했을 때 생기는 문제
사례 1. 데이텀 기준이 실제 조립 기준과 다른 경우
도면에서는 가공하기 쉬운 면을 데이텀 A로 잡았지만, 실제 차량 조립에서는 반대쪽 장착면이 먼저 차체에 닿는 경우가 있습니다. 이 경우 CMM 검사에서는 합격이어도 조립 현장에서는 단차나 간섭이 발생할 수 있습니다. 데이텀은 가공 기준이 아니라 기능과 조립 기준을 우선으로 잡아야 합니다.
사례 2. 위치도는 있는데 기준홀 역할이 불명확한 경우
4개 홀 모두 같은 위치도를 받았지만, 실제 조립에서는 한 개 홀은 기준핀, 다른 한 개는 회전 방지, 나머지는 볼트 체결 역할을 하는 경우가 많습니다. 모든 홀을 같은 기준으로 보면 조립 기능을 정확히 반영하기 어렵습니다. 기준홀, 장공, 일반 체결홀을 구분해서 데이텀과 위치도 조건을 달리 설정하는 것이 좋습니다.
사례 3. 평탄도 없이 실링면을 일반 치수로만 관리한 경우
커버 실링면의 높이 치수는 모두 공차 안에 있지만, 면 전체가 휘어져 있어 가스켓 압축량이 일정하지 않은 경우가 있습니다. 이때는 누수나 방수 불량이 발생할 수 있습니다. 실링면은 단순 높이 치수만으로 부족하고, 평탄도 또는 면의 프로파일 공차를 검토해야 합니다.
같이 보면 좋은 디크리노랗 내부 글
GD&T는 단독으로 공부하는 것보다 CAD, PMI, CMM, Datum, MBD 흐름과 함께 보면 훨씬 이해가 빠릅니다.
특히 자동차 설계와 품질 업무에서는 도면 기호를 읽는 것에서 끝나지 않고, 실제 측정 기준과 양산 품질 기준까지 연결해서 봐야 합니다.
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공식 참고 자료
기하공차 기준은 회사 표준, 고객사 요구, 국가별 표준 체계에 따라 달라질 수 있습니다. 실제 도면 릴리즈 전에는 사내 표준과 고객사 도면 규격을 먼저 확인하고, 필요할 경우 ASME Y14.5 또는 ISO GPS 계열 표준을 함께 확인하는 것이 좋습니다.
