공차란? 치수공차와 기하공차의 차이 쉽게 정리

※ 목차

① 공차란 무엇인가요?

② 치수공차와 기하공차의 차이점

③ 설계·가공·검사에서의 공차 활용 예시

※ 공차 요약 정리

공차란?-치수공차-기하공차-활용법

 

도면을 보다 보면 수치 옆에 ±0.1, 혹은 기하학적인 기호가 붙은 것을 자주 볼 수 있습니다.
이러한 수치는 가공 시 ‘얼마나 오차가 허용되는가’를 지정하는 것으로, 이것이 바로 ‘공차(Tolerance)’

입니다.

 

기계 부품이나 금형, 정밀 가공품은 설계된 치수 그대로 가공하는 것이 불가능하기 때문에,
어느 정도의 오차 범위를 미리 설정해두고, 그 범위 안에 들어가면 ‘정상’, 벗어나면 ‘불량’으로 판정하게 됩니다.

공차는 표면 조도와 마찬가지로 제품의 조립성, 정밀성, 내구성에 직접적인 영향을 미치는 요소이며,
설계자와 가공자, 검사자 간의 명확한 기술 소통 수단으로 사용됩니다.

RA와 RZ 차이점

표면 조도를 나타내는 대표적인 정량 단위

바로가기 →

표면조도란?

측정방법, 기호 단위 정리

바로가기 →

 

① 공차란 무엇인가요?

공차(Tolerance)는 제품이나 부품의 설계 치수에서 허용되는 오차 범위를 말합니다.
예를 들어 20mm로 가공해야 하는 부품에 ±0.1이라는 공차가 있다면,
실제 제품의 크기가 19.9mm에서 20.1mm 사이일 경우 ‘허용 범위 내 제품’으로 간주됩니다.

이는 가공 현실과 측정 한계를 고려한 최소한의 여유로,
제품의 성능에는 영향을 주지 않으면서도 제조 편차를 받아들일 수 있도록 설계된 기준입니다.

 

◆ 공차 기본 개념 요약

구분	설명
정의	설계 치수에서 허용되는 최대/최소 오차 범위
표시 방법	예: 30 ±0.05, 또는 상/하한값으로 직접 표기 (예: +0.03 / -0.01)
적용 이유	가공 현실과 측정 한계 고려, 조립성 확보, 제조 공정 효율성 향상
관련 요소	가공 정밀도, 검사 기준, 부품 호환성, 생산 비용 등과 밀접한 연관

※ 공차는 조도와 함께 반드시 고려되는 기본 설계 요소로,
치수 공차 외에도 형상·방향·위치 등 다양한 공차 유형이 도면에 함께 표기됩니다.

 

② 치수공차와 기하공차의 차이점

공차는 크게 치수공차(Dimensional Tolerance)와 기하공차(Geometric Tolerance)로 나뉘며,
설계 목적과 적용 방식이 서로 다릅니다.
두 공차는 함께 쓰이는 경우도 많지만, 표현 대상과 품질 기준이 다르기 때문에 명확히 구분해서 이해해야 합니다.

 

◆ 치수공차 vs 기하공차 비교

구분	치수공차	기하공차
정의	부품의 길이, 두께 등 ‘수치적 크기’에 대한 허용 오차	형상, 방향, 위치, 흔들림 등 ‘기하학적 상태’의 허용 오차
표시 대상	예: 직경, 길이, 간격 등	예: 평면도, 수직도, 동심도, 위치도 등
도면 표기 예	50 ±0.1, Ø20 +0.02 / -0.01 등	Ⓛ, Ⓣ, Ⓞ, Ⓦ 등 원형 기호 + 기준선으로 표시
주 용도	조립 시 간섭 방지, 크기 정밀성 확보	상대 위치나 정렬 기준 확보, 기능적 정렬성 확보
측정 방식	버니어 캘리퍼스, 마이크로미터 등	좌표 측정기(CMM), 광학식 측정기 등 고정밀 장비 사용

※ 기하공차는 형상의 정확도와 부품 간 상대적 관계를 기준으로 판단하기 때문에,
치수공차만으로는 판단할 수 없는 정렬성, 수직성, 진원도 등 기능적 품질 기준을 보완하는 역할을 합니다.

 

③ 설계·가공·검사에서의 공차 활용 예시

공차는 설계 단계에서만 적용되는 개념이 아닙니다.
부품이 제작되고, 조립되고, 검사되는 전 과정에 걸쳐 일관되게 관리되어야 할 기준입니다.
공차가 설정되지 않으면 부품 간 간섭, 조립 불량, 기능 저하, 진동 등의 문제가 발생할 수 있으며,
반대로 지나치게 엄격한 공차는 생산 비용과 가공 난이도를 크게 높이게 됩니다.

 

◆ 공차 적용 예시

적용 단계	활용 방식 및 예시 설명
설계 단계	치수공차로 기본 치수 오차 범위 설정, 기하공차로 위치·형상 정확도 지시
가공 단계	설정된 공차 범위 안에 들도록 가공기 조정, 공구 선택, 절삭 조건 최적화 등 수행
검사 단계	측정 공구(마이크로미터, CMM 등)로 실제 치수 및 형상 측정 후, 공차 기준에 따라 합불 판정

 

◆ 실무에서 자주 나타나는 공차 사례

● 축과 구멍 조립 시, ‘H7/g6’처럼 조합 공차를 설정하여 적절한 끼움 성능 확보
● 기어, 샤프트, 베어링 부품은 ±0.01mm 단위까지 정밀한 치수공차가 요구됨
● 판재 가공물이나 커버류는 위치공차와 평면도가 함께 적용되어야 정상 조립 가능
● 반도체 장비나 정밀 광학 부품은 기하공차 없이 조립이 불가능할 정도로 미세한 기준 요구됨

※ 공차는 도면 해석력과 실무 판단력을 요구하는 중요한 요소이므로,
설계자와 생산자, 검사자 간의 명확한 기술 소통 기준으로 인식하고 활용해야 합니다.

 

✔ 공차 요약 정리

● 공차란? 설계 치수에서 허용되는 최대·최소 오차 범위
● 표시 예시: 50 ±0.1 / +0.03, -0.01 등 수치 또는 기호로 도면에 표기
● 공차 종류: 치수공차(크기 기준), 기하공차(형상·위치 기준)
● 차이점: 치수공차는 길이나 직경에 적용, 기하공차는 평면도·수직도·동심도 등 형상 정확도에 적용
● 적용 단계: 설계 → 가공 → 검사 전 과정에서 공차 관리 필요
● 실무 활용: 조립성 확보, 정밀도 유지, 가공 비용 최적화, 기능성 보장 등 다방면에 활용됨