짤방은 인터넷에 돌아다니는 AIM-9 도면. 날개모양을 보면 L/M형 같음. 내 알기로 우리나라에서 군사장비 도면은 2급기밀인데 저게 저렇게 돌아다니면 여럿 옷 벗었을 듯.








공차는 공돌이에겐 구세주가 되기도, 재앙이 되기도 하는 값임.


쉽게 말하면 내가 도면에 직경 50mm짜리 원통을 그리고 이걸 가공을 부탁했다고 쳐보겠음. 그럼 다 깎고나면 그 원통의 직경은 얼마일까.


보통 기계로 가공하면 50mm는 맞춰 나옴. 하지만 50.0mm는 어려움.


뭔소리냐면 49.8 ~ 50.2mm일수 있다는 소리. 하지만 반올림하면 50mm 임.


즉 아무리 정밀한 기계를 이용해도 보통은 오차가 생길 수 밖에 없고, 그래서 설계하는 사람은 얼마의 오차까지는 허용해야 한다라고 머리속에 생각하고 있어야 함. 그리고 자기가 생각하는 허용오차를 도면에 기입하게 되어있는데 이게 바로 '공차'임. 버블티 말고.


이 공차개념이 없으면 다음과 같은 일이 생길 수 있음.


이를테면 앞서 50mm짜리 원통을 만들고, 거기에 끼울 다른 부품에 50mm 구멍을 뚫자고 가정해보겠음. 그리고 별 생각 없이 양쪽에 공차를 +/- 0.2mm씩 줘보겠음. 그러면 원통과 구멍의 지름은 50.2 ~ 49.8mm까지 허용임. 여기서 눈치챘겠지만 이렇게 공차를 설정해버리면 구멍에 원통이 안들어가는 불상사가 생김.


원통은 50.2mm로 만들어오고, 구멍은 49.8mm로 만들어오면 둘 다 공차범위 이내로 제작되었으니 "합격품"임.


하지만 이 합격품 둘을 끼우려면 구멍이 원통보다 0.4mm나 작기 때문에 둘다 금속이라면 망치로 두들겨 끼워도 엔간해선 절대로 안들어감(보통 0.1mm 차이일때 정도나 망치로 두들겨 끼우면 간신히 들어감). 합겹품 두 개를 가지고 조립을 했더니 조립을 못하는 "불량품"이 되어버린 거임.


그래서 설계자가 부품들 조립관계까지 다 고민해서 공차를 설정해야 함. 이런 경우 말고도 이를테면 부품을 여러개를 조립하다보면 각 부품은 전부 공차범위가 0.1mm 이내로 만들어졌는데 공차가 누적되고 누적되어서 전체 조립품 단위에서는 1mm가 넘는 공차가 발생할 수도 있음.


이렇게 되면 남은것은 눈물의 야스리(줄)질과 뻬빠(사포)질 뿐. 그나마 크게 가공된건 현장에서 어떻게 맞추기라도 하지, 너무 작아서 헐겁거나 이러면 답 없음. 


실제로는 저렇게 숫자만 정하는게 아니라 진직도(중심축이 얼마나 휨 없이 곧게 뻗어있나), 평면도(평면이 얼마나 고른가), 진원도(원이 얼마나 찌그러짐 없는가), 등등을 따짐. 


한편 공차를 측정하려면 당연히 측정장비도 정밀해야 함. 이를테면 공차범위가 +/- 0.2mm인 제품이 불량인지 합격인지 측정하려면 그 측정장비의 측정 오차가 0.2mm이면 말짱 꽝임. 이를테면 실제로는 50.3mm로 제작된 원통을 측정오차 0.2mm가 섞여서 50.1mm로 합격품으로 판정해버릴 수도 있고, 반대로 50.1mm로 공차범위 내에 들어온 제품을 50.3mm로 측정해서 불량으로 판정해버릴 수도 있음.


그래서 보통 측정범위가 10배는 더 정밀한, 그러니까 오차범위가 +/- 0.02mm 정도 되는 측정장비를 사용해야 함.



그럼 공돌이 입자에서 공차를 무조건 정밀하게 만들면 좋은거 아닌가, 싶겠지만 당연히 여기엔 돈 문제가 걸림. 공차가 작을 수록 제품도 매우 정밀하게 만들어야 하고, 그것을 측정할 수 있는 측정장비도 매우 정밀해야 함. 즉 돈이 들어감.


심지어 길이 5m짜리 대형 부품을 만드는데 거기다가 공차를 0.1mm를 지정해두는 식으로 해버리면, 돈 문제가 아니라 일반적으로 이렇게 큰 부품에 대한 이정도 정밀도는 제작도 불가능하고, 측정도 불가능함(뭐 정말정말 필요한 사항이면 결국 돈을 때려 넣어서라도 그런 기계를 만들테지만).