CAD 공차·치수 관리, 이것 때문에 CNC 품질이 무너진다

CNC 가공 품질 문제의 상당수는 가공이 아니라 CAD 설계 단계에서 시작됩니다. 특히 공차와 치수 관리가 제대로 되지 않으면, 아무리 CAM 세팅과 공구 조건을 잘 잡아도 조립 불량, 재가공, 클레임으로 이어지기 쉽습니다.

이번 글에서는 CAD 설계 단계에서 반드시 고려해야 할 공차·치수 관리 포인트를 CNC 실무 기준으로 정리합니다.

1) 공차란 무엇이고 왜 중요한가

공차란 설계된 치수가 허용하는 오차 범위를 의미합니다. CNC 가공에서는 공차 설정 하나로 가공 난이도와 비용이 완전히 달라집니다.

• 공차가 너무 엄격 → 가공 시간 증가, 공구 마모 증가
• 공차가 너무 느슨 → 조립 불량, 유격 발생

실무 핵심: 모든 치수에 동일한 공차를 주는 설계는 현장 기준에서 잘못된 설계입니다.

2) CAD 설계에서 흔한 공차 실수

• 모든 치수에 ±0.01mm 적용
• 기능과 무관한 외형 치수까지 타이트한 공차 설정
• 홀·축 끼워맞춤 고려 없이 단순 치수만 기입

이런 설계는 CAM 단계에서 경로를 복잡하게 만들고, CNC 가공 시 불필요한 미세 가공을 반복하게 만듭니다.

3) 기능 기준 공차 설정 방법

공차는 반드시 기능 중심으로 나눠야 합니다.

• 조립 관련 치수: 축, 홀, 맞물림 부위 → 엄격한 공차
• 외형 치수: 비조립 부위 → 완화된 공차
• 참고 치수: 기능 영향 없음 → 공차 생략 가능

실무 팁: “이 치수가 틀리면 어떤 문제가 생기는가?”를 기준으로 공차를 판단합니다.

4) 공차가 CAM 공구 경로에 미치는 영향

공차 설정은 CAM에서 바로 영향을 줍니다.

• 엄격한 공차 → 정삭 공정 추가
• 여유 공차 → 황삭 + 간단 정삭 가능
• 공차 불명확 → 작업자 판단 의존 증가

즉, 공차 = 가공 공정 수 = 가공 시간이라고 봐도 무방합니다.

5) CNC 현장에서 선호하는 CAD 치수 표기 방식

• 기능 치수는 기준면(Baseline) 기준으로 표기
• 연속 치수보다 기준 치수 우선
• 불필요한 중복 치수 제거

이 방식은 셋업 기준이 명확해지고, 가공 중 치수 누적 오차를 줄이는 데 큰 도움이 됩니다.

6) 실무 체크리스트

• 이 치수는 기능에 영향을 주는가?
• 공차가 가공 비용을 과도하게 높이지는 않는가?
• CAM에서 정삭 공정이 불필요하게 늘어나지 않는가?
• 현장 작업자가 해석하기 쉬운 치수 구조인가?

정리

좋은 CNC 가공은 기계가 아니라 CAD 설계에서 이미 결정됩니다.

• 공차는 최소한으로, 기능 위주로
• 치수는 가공 기준이 명확하게
• CAD → CAM → CNC가 자연스럽게 이어지도록 설계

실무 한 줄 요약: 공차를 잘 주는 설계가 곧 가공이 쉬운 설계입니다.