기하공차 위치공차와 동심도 차이점 완벽 정리 | 도면 설계 및 가공 실무 가이드 (2026)

 

설계 도면에서 원통형 형상의 중심을 규제할 때, 많은 초보 설계자들이 관습적으로 동심도(Concentricity)를 사용합니다. 하지만 실무 현장과 측정실에서는 동심도보다 위치공차(Position Tolerance)를 훨씬 선호하며, 심지어 권장합니다. 왜 동심도를 지양해야 하며, 위치공차가 현장 가공비와 측정 효율 면에서 압도적인지 그 이유를 실무 관점에서 명확히 정리해 드립니다. (출처: ASME Y14.5-2018 / ISO 1101)

 

1. 동심도(Concentricity)를 지양해야 하는 진짜 이유

동심도는 두 원통의 중심축이 얼마나 일치하는가를 규제합니다. 이론적으로는 완벽해 보이지만, 실무적으로는 다음과 같은 치명적인 단점이 있습니다.

• 측정의 난해함: 동심도는 형상의 모든 단면에서 반대되는 점들의 중간 지점을 추출하여 축을 만듭니다. 이는 측정 시간이 오래 걸리고 3차원 측정기(CMM) 없이는 정확한 검출이 거의 불가능합니다.
• 형상 공차의 간섭: 진원도나 원통도가 좋지 않으면 동심도 값은 실제 기능과 상관없이 나쁘게 나옵니다. 즉, 부품 기능은 멀쩡해도 검사에서 불합격될 확률이 높습니다.
• 가공비 상승: 불필요하게 까다로운 측정 방식 때문에 가공 현장에서는 공차를 맞추기 위해 과도한 정밀 가공을 하게 되고, 이는 곧 원가 상승으로 이어집니다.

 

2. 위치공차(Position Tolerance)가 가진 실무적 이점

최근 글로벌 표준 설계에서는 동심도 대신 위치공차 사용을 적극 권장합니다. 그 이유는 '기능적 합리성' 때문입니다.

• 보너스 공차(MMC) 적용: 위치공차는 최대실체조건(MMC)을 적용할 수 있습니다. 구멍이 커지면 위치 오차를 더 허용해 주는 방식인데, 이는 조립성을 보장하면서도 불량률을 획기적으로 낮춰줍니다. (동심도는 MMC 적용 불가)
• 데이터 구축의 명확성: 위치공차는 확실한 기준(Datum)으로부터의 거리를 규제하므로 가공 공정(지그 설정)과 측정 공정이 일치합니다.
• 측정 효율성: 기능 게이지(Go/No-Go Gauge)를 제작하여 빠르게 전수 검사가 가능하므로 양산 공정에 매우 유리합니다.

 

3. [실무 팁] 언제 어떤 공차를 선택해야 할까?

현장에서 판단이 헷갈릴 때는 아래 기준을 따르시면 됩니다.

비교 항목	동심도 (Concentricity)	위치공차 (Position)
권장 용도	회전체의 정적/동적 밸런스가 극도로 중요할 때	일반적인 조립용 부품, 하우징, 샤프트 등
측정 도구	3차원 측정기 (전용 프로그램 필수)	하이트 게이지, 3차원 측정기, 기능 게이지
비용 영향	가공 및 측정 비용 매우 높음	상대적으로 저렴하며 합리적 관리 가능
실무 적용	가급적 사용을 피함	표준으로 사용 권장

 

 

4. 설계자가 챙겨야 할 원가 절감의 핵심

도면에서 동심도 기호를 위치공차 기호로 바꾸는 것만으로도 가공 업체와의 분쟁을 줄이고 품질 관리 비용을 20% 이상 절감할 수 있습니다. 밸런싱이 극도로 중요한 고속 회전축이 아니라면, 앞으로는 위치공차를 적극 활용해 보시기 바랍니다.

현장에서 도면 해석이나 기하공차 적용에 어려움을 겪고 계신다면, 제가 이전에 포스팅한 [기하공차 기준면 설정 방법]과 [CNC 가공 오차 해결법] 시리즈도 함께 참고하시면 실무 역량을 높이는 데 큰 도움이 됩니다.

 

 

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