기계 제도의 기본 및 도면 해독법 핵심 정리

기계 제도의 기본 및 기계 도면 해독법

• 모든 산업 기계, 기구, 구조물 등의 각 부분은 여러 개의 부속품으로 구성된다. 이들이 목적에 맞는 작용을 하도록 구조, 디자인(형상), 크기, 강도 등을 합리적으로 결정하고 재료와 가공법을 알맞게 선택한 종합 기술을 설계라고 정의한다.

• 제도(Drafting)란 설계자의 요구 사항을 제작자에게 전달하기 위하여 일정한 규칙에 따라 선, 문자, 기호, 주서 등을 사용하여 생산 제품의 구조, 디자인(형상), 크기, 재료, 가공법 등을 KS 제도 규격에 맞추어 정확하고 간단명료하게 도면으로 작성하는 것을 의미한다.

설계와 제도의 차이 및 과정

• 설계의 단계적 과정

  • 제품 구상

  • 개념 설계

  • 기본 설계

  • 상세 설계

  • 설계 도면 작성

  • 설계 검증 (설계상의 문제점 도출 시 피드백을 통해 기본/상세 설계 단계로 회귀)

  • 제조

• CAD(Computer Aided Design): IT 산업의 발달로 컴퓨터의 신속한 계산 능력과 방대한 기억 능력을 이용하여 산업 전반의 설계와 제도 분야에 도입된 컴퓨터 이용 설계를 의미한다.

제도의 목적과 범위

• 주요 목적: 설계자의 의도를 도면을 통해 사용자 및 제작자에게 확실하고 쉽게 전달하는 것이다.

• 도면의 전달 내용: 제품의 디자인(형상), 치수, 재료, 가공 방법, 표면 정도 등을 정확하게 표시해야 한다.

• 도면의 활용 범위: 단순히 기계 제작 시에만 필요한 것이 아니라 제품의 취급, 설치, 운전, 정비, 개조, 재료 구매, 공정 관리, 판매 등 전 과정에서 사용되므로 공업 종사자의 필수 역량이다.

제도 규격 및 한국산업표준(KS)

• 제도 표준 규격: 설계자의 요구 사항을 작업자가 정확히 이해할 수 있도록 만든 규칙으로, 제도의 일반 사항, 도면의 크기, 양식, 척도, 선, 문자, 기호, 투상도, 도형 표시 방법, 부품 번호, 도면 변경 등을 포함한다.

• 표준의 위계: 사내 규격 $\rightarrow$ 단체 규격 $\rightarrow$ 국가 규격 $\rightarrow$ 국제 규격 순으로 적용 범위가 넓어진다.

• 한국산업표준(KS)의 연혁

  • 1961년: 공업 표준화법 제정 및 공포.

  • 1966년: 제도 통칙(KS A 0005) 제정.

  • 1967년: 기계 제도(KS B 0001) 제정.

KS 부분별 분류 기호

• KS A: 기본

• KS B: 기계

• KS C: 전기 · 전자

• KS D: 금속

• KS E: 광산

• KS F: 토건

• KS G: 일용품

• KS H: 식품

• KS I: 환경

• KS J: 생물

• KS K: 섬유

• KS L: 요업

• KS M: 화학

• KS P: 의료

• KS Q: 품질 관리

• KS R: 수송 기계

• KS S: 서비스

• KS V: 조선

• KS W: 항공

• KS X: 정보 산업

국제 및 국가별 규격 기호

• 국제 규격

  • ISO (International Organization for Standardization): 국제표준화기구. 1947년 ISA 사업 인수, 우리나라는 1963년 가입. 상품 및 서비스의 국제적 교환 촉진 목적.

  • IEC (International Electrotechnical Commission): 국제전기표준회의. 1906년 발족, 전기 및 전자 기술 분야 국제 규격 책정.

  • ITU (International Telecommunication Union): 국제전기통신연합.

  • IETF (Internet Engineering Task Force): 국제인터넷표준화기구.

• 국가 규격

  • KS: 한국 (Korean Industrial Standards)

  • BS: 영국 (British Standards)

  • DIN: 독일 (Deutsche Industrie Normen)

  • ANSI: 미국 (American National Standards Institute)

  • NF: 프랑스 (Norme Francaise)

  • JIS: 일본 (Japanese Industrial Standards)

  • GB: 중국 (Guojia Biaozhun)

• 단체 및 사내 규격

  • KR: 한국선급협회 (Korean Register of Shipping)

  • ASTM: 미국재료시험협회 (American Society for Testing and Materials)

  • 사내 규격: 특정 기업이나 공장에서 심의하여 내부적으로 사용(예: OO회사 마우스 패드 규격 $18\,cm \times 24\,cm \times 0.1\,cm$).

도면의 용지 크기 및 구성 요소

• A열 사이즈 기본 규격 (단위: mm)

  • A0: $841 \times 1189$

  • A1: $594 \times 841$

  • A2: $420 \times 594$

  • A3: $297 \times 420$

  • A4: $210 \times 297$

• 용지 특징: 짧은 변($a$)과 긴 변($b$)의 비율은 $1 : \sqrt{2}$이다.

• 도면의 필수 구성 요소

  • 윤곽선: 제도 영역을 확실히 구분하기 위해 용지 가장자리에 긋는 선. 굵기는 $0.5\,mm$ 이상의 실선을 사용한다.

  • 표제란: 도면 관리 및 내용에 관한 정형적 사항 기입. 오른쪽 아래 구석에 설정한다.

  • 부품란: 대상 구성 부품의 세부 내용 기입. 표제란 위 또는 도면 오른쪽 위에 배치한다.

  • 중심 마크: 도면 복사 및 마이크로필름 제작 시 위치 고정을 위해 4곳에 표시. 굵기 $0.7\,mm$의 실선으로 윤곽선에서 $10\,mm$ 연장하여 그린다.

  • 구역 표시(Grid Reference): 위치를 쉽게 찾기 위해 위에서 아래는 대문자(I, O 제외), 왼쪽에서 오른쪽은 숫자로 표시한다. 구역 한 칸의 길이는 $50\,mm$를 원칙으로 한다.

  • 재단 마크: 용지를 자를 때 편리하도록 4개 구석에 $10\,mm \times 5\,mm$ 직각형태로 표시한다.

• 비교 눈금: 도면의 축소/확대 복사 시 실제 크기 비교를 위해 아래쪽 중심 마크 좌우에 $10\,mm$ 간격으로 그린다.

도면의 척도 (Scale)

• 정의: 대상물의 실제 길이에 대한 도면상 표시 길이의 비 ($A:B$) - (도면 크기 : 실제 크기).

• 종류

  • 현척 (Full Scale): $1:1$. 실물과 같은 크기로 그림.

  • 축척 (Reduction Scale): $1:X$. 실물보다 작은 비율로 그림 ($1:2$, $1:5$, $1:10$ 등).

  • 배척 (Enlarged Scale): $X:1$. 실물보다 큰 비율로 그림 ($2:1$, $5:1$, $10:1$ 등).

• 척도 기입 규칙

  • 표제란에 기입하는 것을 원칙으로 한다.

  • 부품별로 척도가 다를 경우, 주요 척도를 표제란에 쓰고 보조 척도는 부품 번호 근처나 표제란 괄호 안에 병기한다.

  • 정해진 척도로 그리지 않았을 경우 NS (Not to Scale) 또는 '비례척이 아님'으로 표시한다.

선의 종류, 굵기 및 용도

• 모양에 따른 종류

  • 실선: 연속적으로 그어진 선.

  • 파선: 일정한 길이로 반복되게 끊어 그린 선.

  • 1점 쇄선: 길고 짧은 선이 교대로 반복되는 선.

  • 2점 쇄선: 긴 선 하나와 짧은 선 두 개가 교대로 반복되는 선.

• 굵기에 따른 기준: 굵기 비율은 가는 선 : 굵은 선 : 아주 굵은 선 = 1 : 2 : 4이다.

  • 기준값: $0.13, 0.18, 0.25, 0.35, 0.5, 0.7, 1.0, 1.4, 2.0\,mm$.

• 주요 용도별 명칭

  • 외형선 (굵은 실선): 대상물의 보이는 부분 형상 표시.

  • 치수선/치수 보조선 (가는 실선): 치수 기입 및 인출 용도.

  • 숨은선 (파선): 보이지 않는 부분의 모양 표시.

  • 중심선 (가는 1점 쇄선): 도형의 중심 또는 중심 궤적 표시.

  • 가상선 (가는 2점 쇄선): 가동 부분의 이동 위치, 가공 전후 모양 등 참고 표시.

  • 파단선 (가는 자유 실선/지그재그선): 일부를 떼어낸 경계 표시.

  • 해칭 (가는 실선): 단면도의 절단된 부분 구분.

• 선의 우선순위: 동일한 위치에 선이 겹칠 경우 외형선 > 숨은선 > 절단선 > 중심선 > 무게 중심선 > 치수 보조선 순으로 그린다.

문자 및 검정 실무 요구 사항

• 문자 기입 원칙

  • 한글, 한자, 숫자, 로마자 사용. 한글은 고딕체를 원칙으로 하며 수직 또는 $15^\circ$ 경사로 쓴다.

  • 문자 크기 호칭: $2.5, 3.5, 5, 7, 10, 14, 20\,mm$ (7종).

• 기술 자격 검정(기능사/산업기사) 기준

  • 굵기 0.7mm (청색): 윤곽선, 표제란/부품란 윤곽선.

  • 굵기 0.5mm (초록/갈색): 외형선, 부품 번호, 개별 주서.

  • 굵기 0.35mm (노란색): 숨은선, 치수 문자, 일반 주서.

  • 굵기 0.25mm (흰색/빨간색): 해칭, 치수선, 중심선, 가상선.

• 도면 한계 설정 (전산응용기계제도기능사 기준)

  • A3 용지($297 \times 420$) 기준 상하좌우 여백 $c=10\,mm$, 중심마크 $d=5\,mm$를 적용한다.