기계제도

제1장 기계제도 개요 / 9
제2장 투상법 / 19
제3장 여러 가지 투상도 / 36
제4장 단면도 / 51
제5장 치수 기입법 / 69
제6장 치수공차와 끼워 맞춤 / 101
제7장 표면거칠기 / 126
제8장 기하공차 / 145
제9장 기계요소 제도 / 180
부록 1 AutoCAD 실습 / 233
부록 2 AutoCAD 응용 / 309

제1장. 기계제도 개요

[1] 제도의 정의
부품의 3차원 형상 및 정보를 2차원 평면상에 문자 및 그림 등을 이용하여 표현한 것을 도면이라 하며, 이 도면을 작성하는 것을 제도(drawing, drafting)라고 한다. 다시 말해서 제도(drawing)란 물품(기계나 구조물 등)의 모양, 크기, 재료, 가공법 등을 일정한 규격에 따라 선, 문자, 기호 등으로 표현하는 도식언어를 이용하여 도면을 나타낸 것이다. 여기서 도식언어는 규격화되어 있어야 도면 작성자뿐 만아니라 물품 제작자도 만들 물건에 대해 올바르게 이해할 수 있다. 제도는 생각해 낸 아이디어를 표현하기 위한 그래픽 언어로 제도에 의해 작성된 도면은 국제적으로 통용되므로 세계 공통언어라 할 수 있다.
제도의 목적은 설계자의 의도를 도면 사용자(제작자 등)에게 정확하고 이해하기 쉽게 전달하는데 있다. 제도의 기능은 크게 설계자의 정보를 제작자 등에게 전달하고, 이 정보를 보관하여 데이터베이스화할 수 있으며, 설계자의 아이디어를 도면으로 작성하여 구체화시킬 수 있다.

[2] 제도의 규격
도면에 표현된 내용을 설명하지 않더라도 제작자가 정확하게 그 내용을 이해하기 위해서는 일정한 규약에 의해 도면이 작성되어야 한다. 이를 위해 제도에 관한 표준이 필요하며 이를 제도 규격(제도표준)이라 한다. 국내표준은 KS표준으로 국제표준을 바탕으로 규정되어 있으며, 국가표준인증종합정보센터(www.standard.go.kr) 등에서 자료를 얻을 수 있다. 표 1-1은 세계 주요 국가들의 표준규격을 보여주고 있다. 표 1-2는 KS 규격의 부문별 기호를 나타낸 것이다. KS 규격 중에 ‘KS A 0005 (제도-통칙)’는 KS의 제도 통칭으로 이 표준은 공업의 각 분야에서 사용하는 도면을 작성할 때 필요한 요구사항에 대해 총괄적으로 규정하고 있다. 그리고 기계제도에 대한 규격은 ‘KS B 0001 (기계제도)’에 상세히 규정되어 있다.

[3] 도면의 크기
도면의 크기는 대상물의 크기 등을 고려하여 최소가 되도록 설정하여야 한다. 이와 같이 기계제도에서 도면을 작성할 때 사용되는 제도용지의 크기는 A계열 크기를 사용한다. 다만 연장하는 경우에는 연장치수를 사용한다. A계열의 폭과 길이 비 이다. A0용지를 기준으로 반으로 접으면 A1 용지가 되며 이를 다시 반으로 접으면 그 다음 단계의 용지가 된다. 표에서 ‘제 1 우선’ 순위로 지정된 것을 최우선적으로 선택하여 사용하며, A2 및 A3를 가장 많이 사용한다. 특히 긴 용지가 필요한 경우에는 다음의 연장 크기를 사용한다.

[4] 도면의 양식 및 척도
도면의 위치는 길이방향을 좌우로 놓고 그리는 것이 바른 위치이나 A4이하에 대해서는 이를 따르지 않아도 좋다. 표 1-4 및 그림 1-1처럼 도면에는 도면 용지의 가장자리에서 일정거리(c)만큼 떨어진 위치에 윤곽선을 긋고 그 안의 일정한 위치에 표제란과 필요에 따라 부품란을 그려야 한다. 도면의 양식에 대해서는 ‘KS B 0001’ 및 ‘KS B ISO 5457 (제품의 기술 문서(TPD) - 도면의 크기 및 양식)’에 자세히 규정되어 있다. 이전의 규격인 ‘KS A 0106 (도면의 크기 및 양식)’는 앞의 규격과 중복되어 폐지되었다.

① 윤곽선: 도면의 내용을 기재하는 영역으로 용지의 가장자리에서 일정 거리 c (표 1-4 참조)만큼 떨어진 곳에 굵기 0.7mm의 실선으로 그린다.
② 표제란: 표제란에 대한 크기와 양식은 ‘KS A ISO 7200 (제품의 기술적 문서(TPD) - 표제란의 정보 구역과 표제)’에 규정되어 있다. 도면의 관리상 필요한 사항과 도면의 내용 등을 기입한 것으로 도면의 오른쪽 아래에 위치시킨다. 규정에는 제목, 법적소유자(법인, 회사 등), 식별번호(도면번호 등으로 소유자 조직의 고유번호이어야 함), 발행일자, 세그먼트/시트번호, 승인자, 작성자, 문서형식 등을 필수 기입사항으로 규정하고 있다. 이에 따라 표제란에는 일반적으로 도명, 도번, 제도자 이름, 작성 날짜, 척도, 투상법 등을 기재한다. 표제란의 넓이는 A4용지의 도면 영역 최대 크기가 180mm(왼쪽 20mm, 오른쪽 10mm 여백)로 이를 기준으로 180mm가 되도록 한다. 표제란의 방향과 도면을 읽는 방향은 동일하여야 한다.
③ 중심마크: 도면의 촬영, 복사 등의 편의를 위해 도면의 4변의 중앙에 중심마크를 표시한다. 중심마크의 형식은 자유롭게 선택할 수 있으나 일반적으로 0.7mm 두께의 굵은 실선으로 용지 끝에서 윤곽선 안쪽으로 약 10mm까지 긋는다.
④ 구역 표시: 도면에서 위치를 알기 위해 용지를 여러 구역으로 나눈다. 각 구역은 용지의 위쪽에서 아래쪽으로는 대문자(I 및 O는 사용 금지)로, 왼쪽에서 오른쪽으로는 숫자로 표시한다. 숫자의 크기는 3.5mm, 구획선의 굵기는 0.35mm로 한다. 구역의 길이는 대칭축(중심마크)에서 시작하여 50mm이다. 구역의 개수는 용지 크기에 따라 다음과 같다.
⑤ 재단마크: 복사도의 재단에 편리하도록 용지의 4구석(또는 대각선 방향으로 2구석)에 변의 길이가 10mm×5mm의 두 직사각형이 합쳐진 형태로 표시한다. 상단 모서리 점을 기준점으로 하고 다음 점을 5, -10으로 하고, 다른 하나는 10, -5로 하여 두 직사각형을 작성한다. 이등변 삼각형 등으로도 그릴 수도 있다.

앞에 언급한 내용 이외에도 다음과 같은 사항을 도면에 기입하여도 바람직하다.

⑥ 방향마크: 제도용지의 방향을 나타내기 위해 방향마크를 표시한다. 긴 변 및 짧은 변에 각각 1개씩 총 2개를 설치한다.
⑦ 비교눈금: 최소 100mm의 길이에 10mm 간격의 눈금을 긋는다. 윤곽선에 겹쳐 중심마크에 대칭이 되도록 하며, 나비는 5mm이하가 되도록 한다. 선의 두께는 최소 0.5mm인 직선이다.
⑧ 부품란: 한 도면 내에 여러 개의 부품이 그려질 경우에만 사용된다. 도면의 오른쪽 상단에 또는 오른쪽 하단일 경우에는 표제란 위에 위치시키며, 품번, 품명, 재질, 수량, 무게 및 비고란 등을 기입한다.

큰 도면을 접을 때는 A4의 크기로 접는 것을 원칙으로 하되 도면 우측 하단부에 있는 표제란이 겉으로 나오게 한다. 도면에 사용되는 길이 치수의 단위는 mm로 통일하여 사용하므로 길이 단위를 기록할 필요는 없다. 단지 다른 단위가 사용될 경우에만 기입한다. 또한 각도의 단위는 일반적으로 도(°)를 사용하며, 필요에 따라 추가적으로 분(′), 초(″)를 사용한다.
대상물의 실제치수와 도면에 그려진 치수의 비율을 척도라 한다. 1:1비율의 현척(full scale)을 원칙으로 하나 실제 크기를 줄여서 그린 경우를 축척(reduction scale), 실제 크기보다 크게 그린 경우를 배척(enlargement scale)이라 한다. 한편 그림의 크기가 대상물의 치수와 비례하지 않을 경우에는 NS(none scale; 비례 아님) 등으로 표기한다. 도면상에는 사용 척도에 상관없이 실제크기의 치수를 기입하여야 한다. 척도는 표제란에 기입하나 경우에 따라 도명이나 품번의 가까운 곳에 기입한다. 이 때 사용될 수 있는 척도는 표 1-5에 나타냈다. 여기서 ‘:’를 나누기 ‘/’로 생각하면 쉽게 어느 것이 축적 또는 배척일지 알 수 있다.

[5] 문자 및 선의 종류
(1) 문자
도면에 사용되는 글자 또는 문장을 쓰는 방법은 ‘KS A 0107 (제도-문자)’를 기준으로 한다. 하나의 도면 내에서는 보기 좋고, 읽기 쉽고, 통일되고, 균일하게 문자를 작성한다. 한편 문장은 왼편에서의 가로쓰기를 원칙으로 한다. 서체는 ‘KS B ISO 3098-2 (제품의 기술 문서(TPD) - 레터링 - 제2부: 로마자, 숫자 및 표시)’의 ‘서체 B’를 따르는 것이 바람직하다. 문자의 크기는 2.5, 3.5, 5, 7, 10, 14, 20(mm)로 한다.

(2) 선의 종류
제품의 입체형상을 표현하기 위해 선을 사용한다. 기계 제도에서 사용되는 선의 종류는 ‘KS A ISO 128-24 (제도-표시의 일반원칙 - 제24부: 기계 제도에 사용하는 선)’에 자세히 설명되어 있다. 이들의 선을 모양에 따라 분류하면 다음과 같이 실선, 파선, 일점쇄선 및 이점쇄선으로 분류할 수 있다.

ㆍ 실선 : 연속된 선
ㆍ 파선 : 짧은 선이 일정한 간격을 두고 규칙적으로 반복되는 선
ㆍ 일점쇄선 : 짧은 선과 1개의 점(아주 짧은 선)이 번갈아 반복되는 선
ㆍ 이점쇄선 : 짧은 선과 2개의 점(아주 짧은 선)이 번갈아 반복되는 선

또한 굵기에 따라 아주 굵은선, 굵은선, 가는선으로 분류한다. 이 때 선 굵기 및 선군은 다음과 같다.

일반적으로 아주 굵은 선은 0.7mm, 굵은 선은 0.5mm, 가는 선은 0.35mm가 가장 많이 이용되며, 가는 선으로 0.25mm도 병행하여 사용된다. 선의 모양 및 굵기의 조합에 따라 선의 용도가 달라진다. 용도에 따른 선의 종류를 표 1-6 및 그림 1-2와 같이 나타낼 수 있다. 선의 용도에 대해서는 이후에 용도별로 자세히 설명된다.

실습과제

AutoCAD를 이용하여 A2 또는 A3 용지의 도면양식 템플릿 파일을 작성하라. 단, 템플릿 파일 acadiso.dwt를 기초로 작성한다.

[예시]
주) 작성방법은 ‘부록 1. AutoCAD 실습’의 ‘[2] 템플릿 파일 만들기’ 참조