GD&T의 진정한 위치: 의미와 중요한 이유는 무엇인가요?

진정한 포지셔닝의 핵심 개념

트루 포지션은 GD&T라는 더 큰 시스템의 일부입니다. 이 시스템은 엔지니어가 부품을 보다 명확하고 기능적으로 설명할 수 있는 방법을 제공하기 위해 개발되었습니다. 트루 포지션을 신청하기 전에 핵심 아이디어를 이해해야 합니다.

기본 GD&T 프레임워크

GD&T는 기하학적 치수 및 허용 오차의 약자입니다. 표준화된 기호 집합을 사용하여 피처의 크기, 형태, 방향 및 위치를 설명합니다. 이러한 규칙은 ASME Y14.5 표준을 기반으로 합니다.

GD&T 시스템은 부품의 "완벽한" 버전을 정의합니다. 그런 다음 각 피처가 이 완벽한 버전에서 얼마나 달라질 수 있는지 제한합니다. GD&T는 거리나 각도만 확인하는 대신 피처가 다른 피처와 어떻게 연관되어 있는지 확인합니다. 이를 통해 기능을 보장할 수 있습니다.

GD&T의 핵심에는 여러 가지 제어 유형이 있습니다:

• 양식 컨트롤 (평평함 또는 둥글기 등) 피처의 모양을 관리합니다.
• 방향 제어 (평행도 또는 직각도 등) 각도를 관리합니다.
• 위치 제어 (위치 등) 배치를 관리합니다.
• 프로필 컨트롤 복잡한 표면을 정의합니다.

진위 위치는 위치 제어의 한 유형입니다. 피처의 중심이 해당 위치에서 얼마나 가까이 있어야 하는지 알려줍니다.

GD&T는 또한 데이터기준점, 선 또는 평면을 사용할 수 있습니다. 데이텀은 측정을 위한 공통 프레임을 설정하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 구멍의 위치는 데이텀으로 정의된 가장자리 또는 표면에서 측정됩니다.

실제 위치 대 선형 허용 오차

기존 선형 공차에서는 구멍이 가장자리에서 50.00 ± 0.10mm로 표시될 수 있습니다. 즉, 한 축을 따라 49.90mm에서 50.10mm 사이에 배치할 수 있습니다. 다른 축에도 동일하게 적용됩니다. 이렇게 하면 정사각형의 허용 오차 상자가 만들어집니다.

무엇이 문제인가요? 상자의 모서리가 측면보다 중앙에서 더 멀리 떨어져 있다는 것입니다. 이로 인해 허용 오차 범위가 고르지 않고 예상치 못한 결과가 발생합니다. 일부 부품은 기술적으로 검사를 통과했지만 여전히 맞지 않을 수 있습니다.

참 위치는 이 문제를 해결합니다. 정사각형 상자를 원으로 대체합니다. 허용 오차가 0.20mm인 경우 피처의 중심은 직경 0.20mm 원 안에 있어야 합니다. 이 원은 기본(완벽한) 위치의 중앙에 있습니다.

이 변경으로 보다 현실적이고 균일한 측정 방법이 만들어집니다. 실제 어셈블리에서 부품이 작동하는 방식과 일치합니다. 또한 특히 3차원 측정기(CMM)를 사용하여 공차를 더 쉽게 제어하고 확인할 수 있습니다.

요컨대:

• 선형 허용 오차 는 고르지 않은 변형을 허용합니다.
• 실제 위치 는 실제 착용감을 반영하는 균일하고 둥근 영역을 제공합니다.

기능 제어 프레임 이해

기능 제어 프레임은 GD&T 지침을 담고 있는 상자입니다. 트루 포지션의 경우 이 프레임은 피처 제어 방법에 대해 알아야 할 모든 것을 알려줍니다.

기본 기능 제어 프레임은 세 부분으로 구성됩니다:

1. 기호 - 일반적으로 위치 기호 ⭘입니다.
2. 허용 오차 - 허용된 영역의 지름을 표시합니다. MMC(최대 재질 조건)와 같은 기호가 포함될 수 있습니다.
3. 데이터 기준 참조 - 다음은 측정 지점으로 사용되는 기능입니다.

다음은 한 가지 예입니다:

⭘ | 0.2 | a b c

즉,

• 피처는 직경 0.2mm 영역 내에 있어야 합니다.
• 해당 영역은 데이텀 A, B, C를 기준으로 측정됩니다.

MMC와 같은 머티리얼 조건 수정자를 추가하면 다음과 같이 표시됩니다:

⭘ | 0.2m | a b c

이렇게 하면 기능이 최악의 크기가 아닐 때 보너스 허용 오차를 허용할 수 있습니다.

기본 치수(인쇄물에 박스 안에 표시된 숫자)는 이상적인 위치를 정의합니다. 이 치수는 플러스/마이너스 허용 오차로 측정되지 않습니다. 특징 제어 프레임은 허용되는 변형을 정의합니다.

실제 위치는 어떻게 계산되나요?

실제 위치를 계산하면 피처의 위치가 허용된 오차 범위 내에 있는지 확인하는 데 도움이 됩니다. 작동 방식을 단계별로 살펴보겠습니다.

이론적 정확한 치수(TED)

이론적 정확한 치수(TED)는 도면에 표시되는 기본 치수입니다. 이는 피처의 완벽한 위치를 정의하는 박스형 값입니다.

표준 치수와 달리 TED에는 허용 오차가 없습니다. 대신 피처 제어 프레임이 허용 오차를 제공합니다. 이를 통해 이상적인 배치와 허용 가능한 변형을 구분할 수 있습니다.

예를 들어

• 구멍의 왼쪽 가장자리에서 50.00mm, 아래쪽 가장자리에서 30.00mm의 TED를 가질 수 있습니다.
• 이 값은 부품에 있는 구멍의 정확한 중심점을 나타냅니다.
• 그런 다음 이 중심을 기준으로 구멍의 실제 위치를 확인합니다.

TED는 항상 데이터 기준과 함께 사용해야 합니다. 이렇게 하면 명확하고 반복 가능한 측정 시스템이 만들어집니다.

실제 위치를 계산할 때는 실제 피처의 중심을 측정하고 이를 TED 기반 위치와 비교합니다. 차이점은 수식이 캡처하는 것입니다.

머티리얼 조건 수정자: MMC, LMC 및 RFS

재료 조건 수정자는 피처의 크기에 따라 허용되는 위치 변화의 정도를 변경합니다. 이러한 수정자를 통해 제조업체는 부품 기능에 영향을 주지 않으면서 더 많은 유연성을 확보할 수 있습니다.

세 가지 일반적인 조건이 있습니다:

MMC(최대 재료 조건):

• 이 조건은 기능에 가장 많은 자료가 포함된 상태입니다.
• 구멍의 경우 가장 작은 구멍 크기를 의미합니다.
• 구멍이 이보다 커지면 추가 허용 오차를 얻게 되는데, 이를 보너스 허용 오차.

LMC(최소 재료 조건):

• 이것은 그 반대입니다.
• 구멍의 경우 가장 큰 구멍 크기입니다.
• 사용 빈도는 낮지만 부품 강도가 재료의 존재 여부에 따라 달라지는 경우에 유용합니다.

RFS(피처 크기와 무관):

• 즉, 피처 크기에 관계없이 위치 허용 오차가 고정된 상태로 유지됩니다.
• 수정자가 지정되지 않은 경우 기본 조건입니다.

보너스 허용 오차(MMC 또는 LMC 사용)는 원칙적으로 간단합니다:

• MMC 구멍 크기에서 실제 구멍 크기를 뺍니다.
• 이 값은 기하학적 허용오차에 추가됩니다.

실제 위치 공식(2D 및 3D)

실제 위치 공식은 피처의 실제 측정된 위치에서 이론적 위치까지의 거리를 계산합니다.

의 경우 2D 위치 (접시의 구멍처럼 납작한 부분)의 공식은 다음과 같습니다:

실제 위치 = 2 × √[(X_measured - X_theoretical)² + (Y_measured - Y_theoretical)²]

• X와 Y는 실제 좌표와 공칭(이론적) 좌표입니다.
• 2의 계수는 원형 허용 오차 영역의 전체 직경을 설명합니다.

예시:

구멍이 X = 49.95mm, Y = 30.05mm로 측정되었지만 TED는 X = 50.00mm, Y = 30.00mm인 경우:

실제 위치 = 2 × √[(-0.05)² + (0.05)²]  

               = 2 × √[0.0025 + 0.0025]  

               = 2 × √0.005  

               = 2 × 0.0707  

               = 0.1414 mm

허용 위치 공차가 0.2mm인 경우 이 기능은 통과합니다.

의 경우 3D 위치를 클릭하면 Z 축을 추가합니다:

실제 위치 = 2 × √[(XΔ)² + (YΔ)² + (ZΔ)²]

이는 주조 또는 밀링 부품의 핀이나 샤프트와 같이 3D 공간에 위치해야 하는 피처에 적용됩니다.

일반적으로 CMM 기계나 광학 스캐너는 검사 중에 이 계산을 수행합니다. 하지만 그 이면의 수학을 알면 보고서를 읽고 프로세스를 조정하는 데 도움이 됩니다.