최대실체조건(MMC), 최소실체조건(LMC), 실효치수(VS), 형체치수무관계(RFS), 데이텀 형체 최대실체조건, FOS 최대실체조건

최대시체조건이란?

 

<기출 정리> 

• 20-1-11 최대 실체 공차방식 적용에서 실효치수(virtual size)에 대하여 설명하시오.
• 20-4-2 최대실체치수(maximum material size)를 서술하고, 다음 위치도 공차의 차이점에 대하여 설명하시오.
• 18-1-11 MMC와 LMC에 대하여 설명하시오

 

1. 개요

 

1) 정의

 기하공차를 지정할때, 공차규제의 중요한 기준이 되는것이 최대실체조건, 최소실체조건, 실효치수, 형체치수무관계 등이 있음 

 

 

2. 최대 및 최소 실체 조건 

 

1) 최대 실체 조건 (MMC; Maximum Material Condition)

크기를 갖는 구멍, 축, 핀, 홈, 돌출부 등과 같은 형체가 최대 질량의 실체를 갖는 부품 형체의 조건을 의미함 
(규제되는 물건의 부피가 최대인 공차의 조건) 

모든 제품에는 치수공차를 갖기 때문에, 상한치나 하한치를 고려하여 부피가 가장 큰 조건이 최대실체조건인 것이다 

- 축, 돌출부 : 상한치수가 최대실체조건 (클수록 굵어서 부피가 커지니까)
- 구멍, 홈 : 하한치수가 최대실체조건 (구멍이 작아야 나머지 부피가 커지니까) 

최대실체조건은 1) 형체에 적용할 수 있고 2) 데이텀에 적용할 수 있음 
규제조건이 MMC로 규제될 경우 MMC에서 치수 변화에 따라, 최대 치수가 아니면 그만큼 형상이나 위치 공차에 보너스(bonus)를 가져갈 수 잇는 개념이다 (최대치수일때 해당 기하공차를 부여한 개념이니까)

• 최대실체조건, 상태 (MMC) : 형체의 실체가 최대가 되도록 허용한계치수를 가진 형체의 상태
• 최대실체치수 (MMS; Maximuim Material Size) : 형체의 최대실체상태를 정하는 치수. 축 기준 최대허용치수 (상한치) 

즉, MMC조건으로 규제되는 형체는 구멍의 경우 하한치수에서 상한치수로 구멍이 커진 양만큼, 축의 상한치수에서 하한치수로 적어진 양만큼 형상, 위치 공차가 추가됨 

• 공차변동에 따라 공차가 크게 허용되므로 결합부품 상호간에 호환성을 확신하게 됨
• 제작공차를 최대로 활용하여 경제적이고 효율적인 생산이 가능함 
• 2개 혹은 그 이상의 형체가 위치 또는 형상에 관하여 상호관계가 있어야함 (구멍과 면, 2개의 구멍, 구멍과 축 등) 

평행도 공차의 적용, HRD

• 핀의 지름은 최대치가 6.5, 최소치가 6.4다 
• 평행도 공차가 최대치수조건 하에 0.06으로 지정이 되어있다 
• 따라서 핀의 지름이 6.4일때, 평행도 공차는 0.16까지 가능하다 (보너스 공차 0.1) 
• 하지만 실효치수 (6.5 + .06 = 6.56)을 넘어서는 안된다 

핀의 최대 및 최소 허용 치수

 

 

2) 최소 실체 조건 (LMC ; Leatst Material Condition)

형테가 최소실체를 가지는 부품형체치수 
구멍의 경우 상항치수가 최소실체조건에 최소실체치수이며, 축의 경우 하한치수가 최소실체조건 치수이다 

최소실체조건으로 규제되었다면, 규정된 공차는 규제되는 형체 및 데이텀이 최소실체조건일때만 규정된 공차가 적용되며, 최소실체조건에서 최대실체조건으로 치수가 변화함에 따라 bonus 공차가 추가됨 

잘 사용하지 않지만, 비행기 날개의 리벳 홀을 예시로 들어보자.
리벳홀 공차가 ∅20 +0.03 ~ 0이라고 해보고, 최소실체조건일때 위치도 공차가 ∅0.15라고 해보자. 이때 최소실체조건은 20.03일 것이다. 비행기 날개 기준, 리벳 홀로부터 면 끝단까지의 거리가 멀수록 안정적일 것이다. 따라서 리벳홀이 하한치수로 나온 경우, 위치도 공차에 그만큼 보너스 공차를 줄 수 있는 것이다 (직경이 20이면 0.03만큼 위치도 공차에 bonus) 

최소실체조건 예시 : 비행기 날개

 

3) 실효상태, 실효치수 

실효치수 (VS; Virtual Size) 

형체의 실효상태를 정하는 치수. 
결합되는 부품과 부품이 가장 빡빡한 상태로 결합되는 가장 극한에 있는 상태의 치수 
외측형체에 대하여는 최대허용치수에 자세공차 혹은 위치공차를 더한 치수 
(직경 20 +0 -0.2 축이라고 하고, 직각도 공차가 0.2이면 MMS는 직경20, 실효치수는 직경 20.2)
이는 MMS보다 더 클때 조립이 될 수 있는 한계치를 의미함 (기하공차가 100% 정밀할 경우) 

- 축일때는 VS =  MMS + 기하 공차 
- 구멍일때는 VS =  MMS - 기하공차 

실효상태 

대상으로 하고 있는 혀체의 최대실체치수와, 그 형체의 자세 공차 또는 위치공차와의 종합효과에 의해 생기는 한계의 상태 

좌측부터 구멍의 실효치수, 축의 실효치수, HRD

 

 

4) 형체치수 무관계 (RFS; Regardless of Feature)

혀체가 치수공차 내에서 어떤 치수로 가공되던 규제된 형체 또느 위치공차가 엄수되어야 하며 보너스 공차가 추가되지 않음
최대실체상태, 최소실체상태 기호를 부여하지 않으면 형체치수무관계로 간주함

형체치수무관계로 규제된 예시 (아무런 표시가 없음), HRD

 

 

 

3. 고찰

 

1) 데이텀에 최대실체치수를 부여하는 의미는 무엇인가? 

데이텀의 형체가 최대실체조건이라는 의미임 
데이텀에 해당 표시가 되어있지 않으면, 데이텀의 유격을 허용하지 않는다는 의미

즉, 아래 위치도 공차의 B데이텀에 최대실체조건 표시가 있음 
B 데이텀은 A기준 수직도이므로, 해당 홀을 관통하는 원기둥의 형태로 구성이 되어있을 것 
1) 만약 표시가 없다면, 해당 데이텀 원기둥의 직경이 10.4로, 데이텀에 해당 제품을 장착시 움직임이 없어야함 
2) 만약 표시가 있다면, 해당 데이텀의 형상 (원통 홀이라고 생각해야함)이 최대허용치수가 되어야하므로, 직경 10에다 -0하여 (아래 문제에서는 수직도 기하공차를 0으로 줬으니) 직경 10의 데이텀을 가지면 된다 

즉, A는 완전한 평면에 밀착해있어야하고, 직경 10의 원통에 고정되어있어 앞뒤로 유격이 있는 상태에서 위치도 공차 0.2를 만족하면 되기 때문에 데이텀의 유격만큼 고려하여 기하공차 검증을 한다는 의미 (측정값을 보정해주는 의미, 검사를 용이하게 해줌) 

 

복잡한 최대실체치수의 적용

데이텀에 최대실체조건이 있다는 의미

데이텀 (Datum)

다른 티스토리 블로그에 개념이 잘 나와있는 예시가 있어 가져옴 

아래 본체의 크기가 최대값일때, 위 본체의 위치 공차가 직경 0.4이므로, 최대 축간 거리가 0.2라는 의미 
즉, 아래 본체의 크기가 작아질수록 보너스 축간 거리를 갖게 되고 (보너스 공차는 없음) 몸통의 크기가 0.5 감소하면 그 절반인 0.25만큼의 보너스 축간 거리가 생김 

데이텀에 최대실체치수가 있는 의미, 티스토리

동시 적용시 예시, 티스토리

치공구 기본 이론, 위치결정면, 위치결정구(locator), 클램프(clamp)

한계게이지 (limit gauge), 한계게이지 설계, 한계게이지 재료 및 공차

측정 오차, 정확도(accuracy), 정밀도(precision)

길이측정기, 길이측정, 길이측정기 종류, 버니어 캘리퍼스, 마이크로미터

치공구 - 치수관리, 공작물치수관리(Dimensional Control)