기계 제도
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1. 개요
기계 제도는 기계 부품 및 시스템을 설계하고 문서화하는 데 사용되는 기술이다. 이 기술은 치수 및 가공 방법, 표면 줄무늬 방향, 기하 공차, 나사 등을 나타내는 기호를 사용하며, 축용 기계 요소, 철금속 재료 및 투상법, 도면의 종류 등 다양한 정보를 포함한다. 도면은 배치도, 조립도, 상세도, 제작도 등으로 분류되며, 영국에서는 입찰 도면, 개략도, 상세 설계 도면, 설치 도면 등이 사용된다. 기계 제도 담당자는 HVAC 시스템 관련 세부 정보와 함께 도면을 이해하기 위한 기호 범례, 참고 사항 등을 포함하며, 미국에서는 CAD 경험과 자격 시험을 통해 전문성을 향상시킬 수 있다. 캐나다에서는 국가 건축 규정, 소방 규정, 에너지 규정 및 지역 규정을 준수해야 한다.
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| 기계 제도 | |
|---|---|
| 개요 | |
 | |
| 정의 | 물체의 형상, 치수, 구조, 재료 등을 도면을 사용하여 정확하고 명확하게 표현하는 기술 |
| 목적 | 설계자가 의도한 정보를 생산자에게 정확하게 전달 |
| 활용 분야 | 제조업 건설업 설계 엔지니어링 기타 다양한 산업 분야 |
| 제도 요소 | |
| 선 | 종류: 외형선, 숨은선, 중심선, 치수선, 지시선 등 굵기: 용도에 따라 다양하게 사용 |
| 문자 | 글꼴: KS A 0105 (보통 고딕체) 또는 이와 유사한 글꼴 사용 크기: 도면의 크기와 내용에 따라 적절하게 조절 |
| 치수 기입 | 방법: 병렬 치수 기입, 누진 치수 기입 등 단위: mm (밀리미터)를 기본 단위로 사용 |
| 척도 | 종류: 실척, 축척, 배척 선택: 물체의 크기와 도면 용지에 따라 적절하게 선택 |
| 투상법 | 종류: 정투상법 (제1각법, 제3각법), 축투상법 선택: 물체의 형상 표현에 적합한 방법 선택 |
| 단면 표시 | 목적: 물체의 내부 구조를 명확하게 표현 방법: 절단선의 위치와 방향을 표시하고, 해칭을 사용하여 단면 구분 |
| 표면 거칠기 | 목적: 제품의 기능 및 성능과 관련된 표면 상태를 규정 표시: KS B 0051에 따른 기호 사용 |
| 공차 | 목적: 제품의 호환성 및 조립성을 확보하기 위해 치수 및 형상에 허용 오차 부여 표시: KS B 0420에 따른 기호 사용 |
| 제도 도구 | |
| 제도 용지 | 종류: 제도용 켄트지, 트레이싱 페이퍼, 마일러 필름 등 크기: KS A 5201에 따른 A0, A1, A2, A3, A4 등 |
| 제도 기구 | 삼각자 자 컴퍼스 디바이더 제도용 샤프 지우개 제도판 |
| CAD 소프트웨어 | AutoCAD SolidWorks CATIA Inventor 기타 다양한 CAD 소프트웨어 |
| 관련 표준 | |
| 한국 산업 표준 (KS) | KS A 0005: 제도 통칙 KS A 0105: 문자 KS A 5201: 제도 용지 KS B 0001: 기계 제도 KS B 0051: 표면 거칠기 KS B 0420: 공차 |
| 추가 정보 | |
| 참고 자료 | 서적: 한국산업인력공단, 기계제도, 2005.12.16 |
2. 기호
기계 제도에는 도면 작성에 필요한 정보를 간결하게 전달하기 위해 다양한 기호가 사용된다. 치수 보조 기호, 가공 방법 기호, 줄무늬 방향 기호, 기하 공차 기호, 나사 기호 등이 있다.[1]
- '''치수 보조 기호''': 지름(∅), 반지름(R), 구의 지름(S∅), 구의 반지름(SR), 정사각형의 변(□), 판의 두께(T), 원호의 길이(⌒), 45도 모따기(C) 등을 나타낸다.
- '''가공 방법 기호''': 선반가공(L), 드릴링(D), 보링(B), 밀링(M) 등을 나타낸다.
- '''줄무늬 방향 기호''': 무방향(M), 동심원(C), 레이디얼(R), 평행(), 직각(), 교차() 등을 나타낸다.
- '''기하 공차 기호''': 형상, 방향, 위치, 흔들림 등에 대한 허용 오차를 규정하며, 진직도, 평면도, 진원도, 원통도, 선의 윤곽도, 면의 윤곽도, 평행도, 직각도, 경사도, 위치도, 동축도(동심도), 대칭도 등이 있다.
- '''나사 기호''': 후강 전선관 나사(CTG), 박강 전선관 나사(CTC), 자전거 나사(BC), 미싱 나사(SM), 전구 나사(E), 자동차용 타이어 밸브 나사(TV), 자전거용 타이어 밸브 나사(CTV) 등을 나타낸다.
2. 1. 치수 보조 기호
도면에서 치수를 나타낼 때 다음과 같은 보조 기호를 사용한다.[1]- '''∅''' (파이): 지름을 나타낸다.
- '''R''' (알): 반지름을 나타낸다.
- '''S∅''' (에스파이): 구의 지름을 나타낸다.
- '''SR''' (에스알): 구의 반지름을 나타낸다.
- '''□''' (사각): 정사각형의 변을 나타낸다.
- '''T''' (티): 판의 두께를 나타낸다.
- '''⌒''' (원호): 원호의 길이를 나타낸다.
- '''C''' (시): 45도의 모따기를 나타낸다.
- '''테두리''': 이론적으로 정확한 치수를 나타낸다.
- '''( )''' (괄호): 참고 치수를 나타낸다.
- '''밑줄''': 비례 치수가 아닌 치수에 밑줄을 친다.
2. 2. 가공 방법의 기호
가공 방법에 따른 기호는 다음과 같다.
2. 3. 줄무늬 방향의 기호
가공 후 표면의 줄무늬 방향을 나타내는 기호는 다음과 같다.[1]| 기호 | 설명 |
|---|---|
| M | 무방향 |
| C | 동심원 |
| R | 레이디얼 |
| 평행 | |
| 직각 | |
| 교차 |
2. 4. 기하 공차 기호
기하 공차는 부품의 형상, 방향, 위치, 흔들림 등에 대한 허용 오차를 규정하며, 부품의 기능 및 조립성을 보장하는 데 필수적이다. 기하 공차는 KS B 0425:2016에 규정되어 있으며, 데이텀을 기준으로 가는 실선, 치수 보조선, 치수선 또는 중심선을 이용하여 기입한다. 모양 공차에는 진직도, 평면도, 진원도, 원통도, 선의 윤곽도, 면의 윤곽도가 있다. 방향 공차에는 평행도, 직각도, 경사도가 있으며, 위치 공차에는 위치도, 동축도(동심도), 대칭도가 있다.2. 4. 1. 모양 공차
- 진직도
- 평면도
- 진원도
- 원통도
- 선의 윤곽도
- 면의 윤곽도
2. 4. 2. 방향 공차
평행도직각도
경사도
2. 4. 3. 위치 공차
위치도, 동축도(동심도), 대칭도는 위치에 대한 공차를 나타내는 기호이다.2. 5. 나사의 기호
나사의 종류에 따라 사용하는 기호는 다음과 같다.| 나사 종류 | 기호 |
|---|---|
| 후강 전선관 나사 | CTG |
| 박강 전선관 나사 | CTC |
| 자전거 나사 | BC |
| 미싱 나사 | SM |
| 전구 나사 | E |
| 자동차용 타이어 밸브 나사 | TV |
| 자전거용 타이어 밸브 나사 | CTV |
기계 제도에서 축은 중요한 부분이다. 레이디얼 볼 베어링의 형식 기호는 6, 7, 1, 2이고, 레이디얼 롤러 베어링의 형식 기호는 N이다. 안지름 번호가 04번부터는 번호에 5를 곱하면 호칭 베어링 치수(mm)가 된다. 안지름 번호에 슬래시(/)가 있는 경우, 슬래시 뒤의 숫자가 호칭 베어링 치수가 된다.
3. 기계 요소의 제도
3. 1. 축용 기계요소
축은 기계 제도에서 중요한 부분이다. 레이디얼 볼 베어링의 형식 기호는 6, 7, 1, 2이고, 레이디얼 롤러 베어링의 형식 기호는 N이다. 안지름 번호가 04번부터는 번호에 5를 곱하면 호칭 베어링 치수(mm)가 된다. 안지름 번호에 슬래시(/)가 있는 경우, 슬래시 뒤의 숫자가 호칭 베어링 치수가 된다.
3. 1. 1. 레이디얼 볼 베어링
레이디얼 볼 베어링의 형식 기호는 다음과 같다.
| 형식 기호 | 베어링 계열 기호 |
|---|---|
| 6 | 68, 69, 60, 62, 63, 64 |
| 7 | 70, 72, 73, 74 |
| 1 | 12, 13 |
| 2 | 22, 23 |
3. 1. 2. 레이디얼 롤러 베어링
형식 기호는 N, 베어링 계열 기호는 N2, N3, N4이다.3. 1. 3. 안지름 번호
안지름 번호가 04번부터는 번호에 5를 곱하면 호칭 베어링 치수(mm)가 된다. 예를 들어 안지름 번호가 04이면 호칭 베어링 치수는 20mm이다. 안지름 번호에 슬래시(/)가 있는 경우, 슬래시 뒤의 숫자가 호칭 베어링 치수가 된다. 예를 들어 안지름 번호가 /0.6이면 호칭 베어링 치수는 0.6mm이다.| 안지름 번호 | 호칭 베어링 (mm) |
|---|---|
| /0.6 | 0.6 |
| 1 | 1 |
| /1.5 | 1.5 |
| 2 | 2 |
| /2.5 | 2.3 |
| 3 | 3 |
| 4 | 4 |
| 5 | 5 |
| 6 | 6 |
| 7 | 7 |
| 8 | 8 |
| 9 | 9 |
| 00 | 10 |
| 01 | 12 |
| 02 | 15 |
| 03 | 17 |
| 04 | 20 |
| /22 | 22 |
| 05 | 25 |
| /28 | 28 |
| 06 | 30 |
| /32 | 32 |
| 07 | 35 |
| 08 | 40 |
4. 철금속 재료와 용도
철금속 재료는 다양한 종류가 있으며, 각각의 특성에 맞는 용도로 사용된다. 철 금속 재료는 열간 압연 연강판 및 강대, 탄소 공구강 강재, 탄소강 단강품, 회 주철품 등으로 분류할 수 있다.[1]
(하위 섹션의 내용과 겹치지 않도록 최대한 간략하게 작성)
4. 1. 재료 기호의 종류와 용도
재료 기호는 철 금속 재료, 공구강 재료, 단강 및 주강품 재료, 주철품 재료 등으로 분류할 수 있다.철 금속 재료는 열간 압연 연강판 및 강대로, SPHC(일반용), SPHD(드로잉용), SPHE(딥드로잉용) 등이 있으며, 자동차, 가전제품, 건축 자재 등에 사용된다.
탄소 공구강 강재(STC)는 STC140, STC120 등이 있으며, 칼줄, 벌줄, 드릴, 태엽, 소형 펀치, 면도날, 쇠톱 등에 사용된다.[1]
KS D 3710 규격의 탄소강 단강품(SF 340A)은 주로 일반 단조품에 사용된다.
회 주철품(GC100)은 KS D 4301 규격에 따른 주철 재료이다.[1]
4. 1. 1. 철 금속 재료의 종류와 용도
| 종류 | 설명 | 용도 |
|---|---|---|
| SPHC (일반용) | 열간 압연 연강판 및 강대로, 일반적인 용도로 사용된다. | 자동차, 가전제품, 건축 자재 등 |
| SPHD (드로잉용) | 드로잉 가공에 적합한 열간 압연 연강판 및 강대이다. | 자동차 부품, 가전제품 부품 등 |
| SPHE (딥드로잉용) | 깊은 드로잉 가공에 적합한 열간 압연 연강판 및 강대이다. | 자동차 연료 탱크, 가전제품 외장 등 |
4. 1. 2. 공구강 재료의 종류와 용도
탄소 공구강 강재(STC)는 다음과 같이 사용된다.[1]| 종류 | 용도 |
|---|---|
| STC140 | 칼줄, 벌줄 |
| STC120 | 드릴, 태엽, 소형 펀치, 면도날, 쇠톱 |
4. 1. 3. 단강 및 주강품 재료의 종류와 용도
KS D 3710 규격의 탄소강 단강품(SF 340A)은 주로 일반 단조품에 사용된다.4. 1. 4. 주철품 재료의 종류와 용도
회 주철품(GC100)은 KS D 4301 규격에 따른 주철 재료이다.[1]| 재료 기호 | 재료 명칭 | 용도 |
|---|---|---|
| GC100 | 회 주철품 |
5. 투상법
한국 산업 규격(KS A 3007)에서는 대상물의 형태를 평면상에 그리는 것을 ‘투상’, 그린 그림을 ‘투상도’, 투상으로 대상물의 형태를 찍어내는 평면을 ‘투상면’이라고 규정한다. ‘정투상’은 대상물의 좌표면이 투상면에 평행인 직각 투상이며, 일반적으로 세 개의 투상면을 필요로 한다.[5] 투상법에는 1각법과 3각법이 있다.
5. 1. 1각법
수직으로 교차하는 2개의 가상 평면으로 하나의 공간을 나누었을 때 오른쪽 위를 1각이라 하고 반시계 방향으로 2각, 3각, 4각으로 구분하며, 1각에 물체를 놓고 투상하는 방법을 1각법이라고 한다.5. 2. 3각법
3각법은 물체를 3각에 놓고 투상하는 방법이다.6. 도면의 종류
기계 제도에서 사용되는 도면은 그 용도와 목적에 따라 다양하게 분류된다.
- 배치도: 시스템을 구성하는 독립 유닛의 정보를 담고 있으며, 최소 세 개의 정투상도를 포함한다.[2]
- 조립도: 부품들이 어떻게 조립되는지 보여주며, 용접 위치 파악에 도움을 준다.[2]
- 세부도: 부품을 설계 사양에 맞게 상세하게 설명하며, 관련 코드, 표준, 형상, 재료, 열처리 요구 사항 등을 포함한다.[2]
- 제작도: 제작물을 구성하는 부품 목록을 포함하며, 용접 세부 사항, 재료 표준, 코드 및 공차 등의 정보가 담겨 있다.[2]
6. 1. 배치도 (Arrangement drawing)
배치도는 시스템을 구성하는 독립된 유닛에 대한 정보를 담고 있는 도면으로, 부품 목록, 제작 및 상세 도면, 전체 치수, 무게, 들어 올리는 지점, 그리고 장비를 제작, 시험, 들어 올리고, 운송, 설치하는 데 필요한 정보를 포함한다. 이 도면은 최소한 세 개의 다른 정투상도와 모든 구성 요소 및 조립 방식을 명확하게 보여야 한다.[2]6. 2. 조립도 (Assembly drawing)
조립 도면은 여러 부품들이 어떻게 조립되는지를 나타내는 도면으로, 다음과 같은 내용을 포함한다.[2]- 시스템의 세 가지 정투상도
- 전체 치수, 무게 및 질량
- 모든 부품의 식별
- 재료 수량
- 공급 세부 정보
- 참조 도면 목록
- 주석
조립 도면은 제품이 어떤 순서로 조립되는지 보여주며, 모든 부품이 펼쳐진 것처럼 나타낸다. 이를 통해 용접공은 제품의 조립 방식을 이해하고 용접 위치를 파악할 수 있다.[2]
6. 3. 상세도 (Detail drawing)
세부 도면에서는 기계 시스템을 구축하는 데 사용되는 부품을 설계자의 사양에 맞게 상세하게 설명한다. 여기에는 관련 코드, 표준, 형상, 무게, 질량, 재료, 열처리 요구 사항, 표면 질감, 크기 공차 및 기하 공차가 포함된다.[2]6. 4. 제작도 (Fabrication drawings)
제작 도면은 여러 부품으로 구성된 제작물의 정보를 담고 있다. 제작 도면에는 부품 목록이 포함되어 있으며, 각 부품은 풍선 및 지시선을 통해 식별된다. 또한 용접 세부 사항, 재료 표준, 코드 및 공차, 열/응력 처리에 대한 상세 정보도 포함되어 있다.[2]6. 5. 영국 도면 분류
(영국 도면 분류 섹션은 원본 소스에 내용이 없으므로 아무것도 출력하지 않는다.)6. 5. 1. 특수 상세 도면 (Special detailed drawing)
선 다이어그램과 레이아웃은 기본적인 제안, 주요 설비의 위치, 주요 배관, 공기 덕트 및 케이블 경로를 보여주며, 전체 프로젝트 내에서 엔지니어링 서비스의 통합을 설명할 수 있을 정도로 상세하게 나타낸다.6. 5. 2. 개략도 (Schematic drawing)
개략도는 시스템 내 구성 요소의 상호 연결을 설명하는 선 그림이며, 축척에 맞지 않을 수 있다. 개략도의 주요 특징은 다음과 같다.| 특징 |
|---|
| 건물 층별 시스템 분포를 나타내는 2차원 레이아웃 또는 개별 층별 시스템 분포를 나타내는 등각 투영 스타일 레이아웃 |
| 플랜트 품목, 펌프, 팬, 밸브, 스트레이너, 단자, 전기 개폐 장치, 배전 및 구성 요소 등 시스템을 구성하는 모든 기능적 구성 요소 |
| 업계 표준 지침에 따른 기호 및 선 표기 |
| 다른 곳에 표시되지 않은 파이프, 덕트 및 케이블 크기에 대한 레이블 |
| 건물 관리 시스템, 화재 경보기 및 고압(HV) 제어 등 감지 및 제어 기능을 가진 구성 요소와 그 사이의 연결 |
| 주요 구성 요소 (사양 및 기타 도면에서 해당 위치를 쉽게 확인할 수 있음) |
6. 5. 3. 상세 설계 도면 (Detailed design drawing)
상세 설계 도면은 최소 1:100 축척의 평면 배치도와 최소 1:50 축척의 설비 구역 및 단면도를 포함한다.[1] 도면은 서비스의 정확한 위치를 나타내지는 않지만, 표시된 일반적인 경로 내에서 서비스를 설치할 수 있어야 한다.[1] 서비스 주요 경로를 크게 변경하지 않고도 조정 도면이나 설치 도면을 제작할 수 있어야 한다.[1]배관은 단일 선 배치로 표현하며, 필요에 따라 덕트 작업은 이중 또는 단일 선 배치로 표현하여 경로를 나타낸다.[1] 도면에는 수평 및 수직 평면 모두에서 주요 서비스 경로 지정을 위한 사용 가능한 공간이 표시된다.[1]
6. 5. 4. 설치 도면 (Installation drawing)
설치 도면은 현장 기술자들이 설치 작업을 하거나 다양한 엔지니어링 조립 간에 동시에 작업하는 데 필요한 정보를 제공하기 위한 도면이다. 세부 도면, 설치 도면, 조정 도면(인터페이스 도면)을 기반으로 한다.[1]일반적인 설치 도면의 주요 특징은 다음과 같다.[1]
- 최소 1:50 축척의 평면 레이아웃과 혼잡한 모든 지역에 대해 최소 1:20 축척의 단면도
- 시스템 구성 요소 간에 물리적 위치 충돌이 없는 공간적으로 조정된 도면
- 작업 설치에 필요한 모든 지지대 및 고정 장치 포함
- 파이프 및 덕트 배관 사이의 공간, 단열재, 표준 피팅 치수 및 조인트 폭에 대한 서비스 허용
- 샵 드로잉에서 제공된 설치 세부 정보
- 설치 작업 공간, 시운전을 용이하게 하는 공간 및 관련 보건 및 안전 요구 사항에 따라 지속적인 작동 및 유지 보수를 허용하는 공간
- 대안 및 옵션을 포함한 플랜트 및 장비
- 서비스 위치가 설치자에게 중요할 정도로 중요한 치수
- 최소 1:20 축척의 평면도와 함께 최소 1:20 축척의 단면도 및 정면도를 갖춘 플랜트 룸 레이아웃
7. 도면에 포함될 세부 정보
HVAC 시스템 도면 등 기계 도면에는 다음과 같은 세부 정보가 포함되어야 한다.
- 덕트의 크기, 유형 및 배치[1]
- 디퓨저, 열 레지스터, 리턴 에어 그릴, 댐퍼[1]
- 터닝 베인, 덕트 절연[1]
- HVAC 장치[1]
- 온도 조절 장치[1]
- 전기, 물 및/또는 가스 연결[1]
- 환기[1]
- 배기 팬[1]
- 기호 범례, 일반 참고 사항 및 특정 주요 참고 사항[1]
- 난방 및/또는 냉방 부하 요약[1]
- 기존 시스템과의 연결[1]
- 기존 시스템의 일부 또는 전체 철거[1]
- 연기 감지기 및 화재 감지기 재덕팅[1]
- 온도 조절 장치 프로그래밍[1]
- 열 손실 및 열 획득 계산[1]
- 특수 조건[1]
배치 도면에는 시스템을 구성하는 독립된 유닛에 대한 정보(부품 목록, 제작 및 상세 도면, 전체 치수, 무게, 들어올리는 지점, 장비 제작, 시험, 들어올리고, 운송, 설치하는 데 필요한 정보)가 포함된다. 이 도면은 최소한 세 개의 다른 정투상도와 모든 구성 요소 및 조립 방식을 명확하게 보여야 한다.[2]
8. 직업 전망
2008년 미국에서 기계 제도 담당자는 약 80,000명이었다. 2008년부터 2018년까지 기계 제도 채용률은 증가하거나 감소하지 않을 것으로 예상된다. 고등학교 졸업 후 제도 학교에서 2년 더 훈련을 받거나 4년제 대학/대학교에 진학하여 더 나은 기술을 개발하고 CAD에 대한 경험을 쌓는 것이 권장된다.[3]
2008년 미국 기계 제도 담당자의 수입은 다음과 같다.[3]
| 구분 | 소득 |
|---|---|
| 하위 10% | 29390USD |
| 상위 10% | 71340USD |
| 중간 50% | 36490USD ~ 59010USD |
| 중앙값 | 46640USD |
미국 설계 제도 협회(ADDA, American Design Drafting Association)는 제도사 자격 시험을 개발했다. 이 시험은 기하학적 구성, 실무 도면, 건축 용어 및 표준과 같은 기본적인 제도 개념에 대한 제도사의 기술을 평가한다. 이 시험은 ADDA가 승인한 장소에서 주기적으로 실시된다.[3]
9. 캐나다 규정
기계 시스템 도면은 캐나다 국가 건축 규정, 국가 소방 규정, 그리고 캐나다 건물 모델 국가 에너지 규정을 준수해야 한다. 주거 프로젝트의 경우 캐나다 국가 주택 규정 및 캐나다 주택 모델 국가 에너지 규정도 준수해야 한다. 또한 이 도면은 지역 및 주정부 규정 및 조례를 준수해야 한다.
참조
[1]
웹사이트
Building in Canada. The Requirements before Any Construction Project Begins
http://www.about-bui[...]
2011-01-29
[2]
웹사이트
Mechanical Drawing
http://www.roymech.c[...]
2011-01-28
[3]
웹사이트
Occupational Outlook Handbook, 2010-11 Edition
http://www.bls.gov/o[...]
2011-02-12
[4]
서적
기계제도
한국산업인력공단
2005-12-16
[5]
서적
투상법
(주)신원문화사
2007-08-10
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