기하공차 GD&T MMC 최대실체조건 및 LMC 최소실체조건 도면 작성 이유
기하공차는 부품의 기하학적 형상, 자세, 위치 등을 명확히 규제하는 데 사용되며 오늘은 GD&T 기하공차 중 MMC와 LMC에 대하여 알아보도록 하겠습니다.
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우선 제품을 설계하고 도면을 기입할 때 기하공차를 적용하면 넓은 공차 영역을 확보하여 제품의 정밀도와 생산성을 높일 수 있으며 기하공차 시스템(GD&T: Geometric Dimensioning & Tolerancing)은 이러한 기하학적 규제 요소를 도면에 명확히 나타내어 설계자의 의도를 제조 및 검사 부문에 정확하게 전달하는 역할을 합니다.
참고 : GD&T Geometric Dimensions and Tolerance
MMC와 LMC의 정의와 필요성
| 항목 | MMC (Maximum Material Condition) | LMC (Least Material Condition) |
|---|---|---|
| 정의 | 부품의 중량이 가장 무거운 상태 | 부품의 중량이 가장 가벼운 상태 |
| 예시 (구멍) | 구멍의 최소 허용 치수 | 구멍의 최대 허용 치수 |
| 예시 (축) | 축의 최대 허용 치수 | 축의 최소 허용 치수 |
| 적용 시기 | 조립 시 공차가 가장 엄격한 상태를 규제 | 특수한 경우, 예: 항공기 리벳 구멍 |
| 공차 확대 | 부품이 MMC에서 벗어나면 추가 공차 허용 | 부품이 LMC에서 벗어나면 추가 공차 허용 |
| 주요 용도 | 결합 형체(구멍, 핀 등)에 적용 | Edge Margin 유지 필요 시 적용 |
최대 실체 조건(MMC: Maximum Material Condition)
부품의 중량이 가장 무거운 상태를 의미합니다.
예를 들어 구멍의 경우 가장 작을 때, 축의 경우 가장 클 때가 MMC입니다. MMC를 적용하면 조립 시 공차가 가장 엄격한 상태를 규제할 수 있습니다. 부품이 MMC에서 벗어나면 추가 공차가 허용되므로, 공차 관리를 용이하게 하고 제조 비용을 절감할 수 있습니다.
최소 실체 조건(LMC: Least Material Condition)
부품의 중량이 가장 가벼운 상태를 의미합니다.
구멍의 경우 가장 클 때, 축의 경우 가장 작을 때가 LMC입니다. LMC를 적용하면 조립 시 부품의 기능을 유지하면서 공차 관리가 가능합니다. 특히 항공기 리벳 구멍 등 특수한 경우에 LMC가 사용됩니다.
기하공차 시스템(GD&T)의 유리한 점
기능 관련 치수공차 지정 가능
데이텀 시스템을 적용하여 부품의 기능적 요구 조건을 도면에 지정할 수 있습니다. 예를 들어, 조립 기준면을 데이텀으로 지정하면 가공 및 검사 시 동일한 기준을 적용할 수 있습니다.
호환성과 누적공차 방지
최대 실체 공차 방식을 적용하면 조립 시 누적공차를 방지하고 완벽한 호환성을 보장할 수 있습니다. 기능 게이지를 사용하여 치수 공차와 자세 또는 위치 공차를 쉽게 검증할 수 있습니다.
국제적인 통용성
도면의 공차 표시와 해석 방법에 대해 규격화된 기준을 제시하여, 설계자, 제작자, 검사자 간의 정보 전달 오류를 방지하고 도면 해석에 따른 논쟁을 줄일 수 있습니다.
MMC와 LMC 실제 사용 예시
예시 1: MMC 적용
구멍의 내경이 10±0.5mm인 부품에서 MMC는 9.5mm입니다.
이때 위치도 공차가 0.1mm로 규제되어 있다면, 구멍이 9.5mm일 때 위치도 공차는 0.1mm입니다.
그러나 구멍이 10mm로 가공되면 위치도 공차는 0.6mm로 늘어납니다. 이는 구멍이 커질수록 결합이 쉬워지기 때문에 위치에 대한 규제를 여유롭게 주는 것입니다.
예시 2: LMC 적용
항공기 기체의 리벳 구멍에서 LMC를 적용한다고 가정하면, 구멍의 최대 허용 치수가 커질수록 리벳의 위치 공차가 확대됩니다.
예를 들어, 구멍의 최대 치수가 5mm이고 위치 공차가 0.2mm로 규제되어 있다면, 구멍이 4mm로 작아질 경우 위치 공차는 0.3mm로 확대됩니다.
주의사항 및 추가 정보
- 적용 대상 선택: MMC와 LMC는 결합되는 형체에만 적용해야 합니다. 예를 들어, 구멍, 핀 등에 적용하는 것이 적절합니다.
- 실효치수(VC): 추가 공차는 실효치수(VC: Virtual Condition Size)를 벗어나지 않는 범위 내에서만 허용됩니다.
- 복합적 기능 검증: 치수 공차와 자세 또는 위치 공차 등을 기능 게이지로 쉽게 검증할 수 있어야 합니다.
- 국제 규격 준수: KS와 ISO 규격을 준수하는 것이 중요하며, 국제적으로 통용되는 기준을 따르는 것이 바람직합니다.
기하공차와 MMC, LMC는 부품의 기능적 요구 조건을 명확히 하고, 제조 비용을 절감하며, 부품의 호환성을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다.
이를 통해 설계자의 의도를 정확히 반영하고, 제조 및 검사 과정에서 발생할 수 있는 오류를 최소화할 수 있습니다. 기하공차 시스템의 올바른 적용은 제품의 품질을 향상시키고, 국제적인 경쟁력을 높이는 데 기여합니다.
