CNC 가공 공차 설명: 실제로 무엇을 지정해야 하는가

모든 치수에 '±0.01 mm'를 적은 도면은 필요 이상으로 비싼 도면이다. 좋은 공차 지정은 기능을 해치지 않고 CNC 비용을 낮추는 가장 손쉬운 방법이다.

요약

도면 전체에 일반 공차（대부분의 형상에는 ISO 2768-m）를 지정하고, 끼워맞춤·실링·위치 결정에 따라 제어하는 기능에만 엄격한 공차를 적용하라. HC-Mold는 형상·소재·부품 크기에 따라 최대 0.005 mm 공차, 최소 Ra 0.4 µm 표면 거칠기를 구현할 수 있다. 한 단계 더 엄격해질수록 가공 시간·검사·위험이 증가하므로 공차는 비용 결정 사항이기도 하다.

핵심 포인트

• 일반 공차를 하나 정하고 예외만 개별 지정하라.
• 공차는 기능을 위해, 습관 때문에 부여하지 마라.
• 소재, 크기, 온도가 실현 가능성에 영향을 준다.
• 측정 방법과 마감 전인지 후인지를 명시하라.

공차란

공차는 치수의 허용 변동폭이다. 끼워맞춤과 기능을 보호하고 검사자가 합부를 판정하는 기준이 된다. 치수 공차（길이·지름）, 기하 공차（평면도·위치도·동축도 등 GD&T）, 표면 관련 공차（표면 거칠기）로 분류할 수 있다.

일반 공차: ISO 2768

ISO 2768은 개별 지정이 없는 치수의 기본 공차를 정한다. 'f（fine: 정밀）'와 'm（medium: 중간）' 등급의 대표적인 선형값을 아래에 나타낸다. 전체 표는 규격 본문을 참조하라.

기본 크기	ISO 2768-f	ISO 2768-m
0.5 ～ 3 mm	±0.05 mm	±0.1 mm
3 ～ 6 mm	±0.05 mm	±0.1 mm
6 ～ 30 mm	±0.1 mm	±0.2 mm
30 ～ 120 mm	±0.15 mm	±0.3 mm
120 ～ 400 mm	±0.2 mm	±0.5 mm

타이틀 블록에 '일반 공차 ISO 2768-m'과 같이 등급을 기재하고 예외만 개별 지정하라.

끼워맞춤과 공차대: ISO 286

조합하는 축과 구멍에는 적당한 상한·하한을 임의로 부여하지 말고 끼워맞춤 등급을 사용하라. 예를 들어 H7 구멍은 하한 편차가 0이고 상한 편차는 크기와 함께 커진다.

구멍 크기	H7 공차대（개략）
6 ～ 10 mm	0 ～ +0.015 mm
10 ～ 18 mm	0 ～ +0.018 mm
18 ～ 30 mm	0 ～ +0.021 mm
30 ～ 50 mm	0 ～ +0.025 mm

상대 축에는 필요한 틈에 따라 g6이나 h6 등의 등급을 부여한다. 정확한 값은 규격을 확인하라.

공차가 비용에 미치는 영향

일반적으로 공차가 엄격해질수록 비용은 급상승한다:

1. 마무리 절삭이 느려지고 공구 교환이 늘어난다.
2. 더 신중한 세팅이 필요하며 세팅당 가공 수가 줄어든다.
3. 검사 시간이 증가하고 가장 엄격한 값에서는 CMM과 온도 관리가 필요하다.
4. 불량 위험이 커진다.

비용 곡선은 비선형이므로 ±0.1에서 ±0.05 mm로 가는 것보다 ±0.02에서 ±0.005 mm로 가는 것이 더 큰 폭이다. 공차가 다른 비용 요인과 어떻게 연결되는지는 CNC 비용 가이드 참조.

실현 가능한 공차에 영향을 주는 요인

요인	이유
소재	알루미늄, 스테인리스, 티타늄, PEEK는 절삭 시와 응력 해소 시 거동이 다르다
부품 크기	대형은 열변위가 크다
벽두께	박벽은 절삭력으로 변형한다
형상	깊은 구멍, 가늘고 긴 샤프트, 얇은 바닥은 유지하기 어렵다
세팅 횟수	다른 세팅에서 가공한 형상은 기준 정밀도에 의존한다
표면 처리	양극 산화나 도금은 두께를 더하므로 치수가 전/후 어느 것을 기준으로 하는지 명시

HC-Mold는 3/4/5축 설비로 50종 이상의 소재를 가공한다. 5축기에서는 관련 형상을 한 번의 세팅으로 유지할 수 있다. OEM용 5축 CNC 참조.

공차를 적절히 지정하는 방법

1. 일반 공차를 설정하라.
2. 기능 형상을 식별하라: 끼워맞춤면, 구멍, 실링면, 기준.
3. 위치도·평면도·동축도가 ±보다 기능을 더 잘 표현하면 GD&T를 사용하라.
4. 부품의 사용·검사 방법과 일치하는 기준을 정의하라.
5. 필요한 곳에만 표면 거칠기를 기재하라.
6. 측정 방법이 중요하면 측정 방법을 명시하라（예: 지정 형상의 CMM 리포트）.
7. 표면 처리가 있는 형상에는 전/후를 명시하라.

흔한 공차 실수

• 모든 치수에 일률적 엄격 공차
• 소재·크기·공정이 유지하기 어려울 정도로 엄격한 공차
• 기준 누락으로 검사자가 추측해야 하는 상황
• 사출품이나 주물의 공차를 가공품에 그대로 옮긴 경우
• 표면 처리 두께를 잊은 경우
• 기능에 필요한 것 이상으로 세밀한 표면 거칠기

계산 예（가상, 고객 사례 아님）

알루미늄 베어링 하우징은 20 mm 베어링을 수용하는 구멍, 4개의 장착 구멍, 평면 실링면이 필요하다. 적절한 도면 예:

• 타이틀 블록에 일반 공차 ISO 2768-m
• 베어링 구멍 Ø20 H7（개략 0 ～ +0.021 mm）, 베어링 위치에 표면 거칠기 지시
• 4개 장착 구멍에 구멍 축 기준의 위치도（각 구멍에 ± 부여 안 함）
• 실링면에 평면도, 그 면에만 거칠기 지정
• 기타는 모두 일반 공차

결과적으로 정밀 끼워맞춤 1개, 기하 제어 1개, 표면 요구 1개로 수십 개의 엄격 치수가 불필요하다. 비용이 낮아지고 검사가 쉬워진다.

검사와 리포트

어떤 형상의 측정 리포트가 필요한지, 몇 개를 측정할지（전수·샘플·최초품만）, 어떤 방법을 쓸지를 공급자에게 전달하라. 지정 형상의 CMM 리포트, 최초품 검사 리포트, 소재 증명서는 일반적인 요청이다. HC-Mold의 CNC 시제품에는 검사 리포트가 포함된다. 모든 치수의 리포트를 요청하면 비용이 올라가므로 중요한 형상으로 한정하라.

RFQ에 포함할 항목

일반 공차 등급과 중요한 치수가 있는 2D 도면, STEP 모델, 소재, 수량, 마감, 검사/리포트 요건. CNC RFQ 체크리스트 참조. HC-Mold 검사 방침은 검사 페이지에 있다. CNC 납기는 5～10일, 시제품은 3～5일（부품에 따라）.

자주 묻는 질문

HC-Mold는 어느 정도의 CNC 공차를 유지할 수 있는가?

최대 0.005 mm. 형상·소재·부품 크기에 따른다.

CNC 부품의 일반 공차로 적절한 것은?

ISO 2768-m이 대부분의 비기능 형상에 적합하다. 기능상 필요한 경우에만 ISO 2768-f나 더 엄격한 값을 사용하라.

엄격한 공차는 항상 더 비싼가?

네. 더 느린 절삭, 더 신중한 세팅, 더 많은 검사가 필요하며 가장 엄격한 값에서는 비용이 급상승한다.

양극 산화 전인지 후인지 어디에 공차를 적용하는가?

도면에 명시하라. 표면 처리는 두께를 더하므로 답에 따라 가공 치수가 달라진다.

어느 정도의 표면 거칠기를 구현할 수 있는가?

최소 Ra 0.4 µm. 형상과 소재에 따른다. 필요한 면에만 지정하라.

발주 전에 공차를 확인하라

중요 치수를 기재한 도면을 업로드해 주시기 바란다. 엔지니어가 필요한 공차와 완화 가능한 공차를 검토한다. 12시간 이내에 회신한다.

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