도면 읽기 기초

도면은 현장의 공용어입니다

말로 "여기를 5mm 깎아주세요"라고 하면 사람마다 다르게 이해해요. 도면은 누가 읽어도 같은 물건이 나오도록 만든 약속입니다.

제3각법 — 한국·일본·미국의 표준

입체를 여러 방향에서 본 그림을 평면에 배치하는 방법이에요. 보는 쪽에 그림을 놓습니다.

              ┌─────────┐
              │ 평면도   │   ← 위에서 본 모습
              └─────────┘
   ┌─────────┐┌─────────┐┌─────────┐
   │좌측면도  ││ 정면도   ││우측면도  │
   └─────────┘└─────────┘└─────────┘
              ┌─────────┐
              │ 저면도   │
              └─────────┘

위에서 본 것은 위에, 오른쪽에서 본 것은 오른쪽에. 직관적이죠.

제1각법과 다릅니다

유럽·중국은 제1각법을 쓰는데, 배치가 정반대예요(오른쪽에서 본 게 왼쪽에). 도면을 잘못 읽으면 좌우가 뒤집힌 부품이 나옵니다.

그래서 도면 표제란에 투상법 기호가 반드시 있어요.

제3각법 기호        제1각법 기호
  ⊂|⊃                ⊂|⊃
 (원뿔의 좁은 쪽이    (원뿔의 넓은 쪽이
  원 쪽을 향함)       원 쪽을 향함)

> 해외 도면을 받으면 투상법부터 확인하세요. 특히 중국·유럽 거래처 도면은 제1각법인 경우가 많습니다.

선의 종류가 정보입니다

숨은선이 많으면 도면이 복잡해집니다. 그래서 단면도를 씁니다.

단면도

물체를 잘라서 내부를 보여줘요. 잘린 면에는 해칭(빗금) 을 칩니다.

> 축, 볼트, 리브, 키, 핀은 세로로 자르지 않습니다. 잘라도 내부에 볼 게 없고 오히려 헷갈리기 때문이에요.

보조투상도

경사면은 정투상으로 보면 찌그러져 보입니다. 실제 형상을 보려면 그 면에 수직으로 본 보조투상도가 필요해요.

척도(Scale)

1:1   현척 (실물 크기)
1:2   축척 (실물의 1/2로 그림)
2:1   배척 (실물의 2배로 그림)

중요: 도면에 그려진 크기를 자로 재서 쓰면 안 됩니다. 반드시 기입된 치수 숫자를 따르세요. 축척과 실제 치수가 다른 경우(NS, Not to Scale)도 있어요.

표제란 — 가장 먼저 볼 곳

도면 오른쪽 아래에 있습니다.

> 개정 번호 확인이 정말 중요합니다. 현장에 옛날 도면이 굴러다니다 그걸로 가공해 전량 폐기하는 사고가 흔해요. 도면 관리(최신본만 현장 비치)가 품질의 기본입니다.

신입 실전 순서

1. 표제란 — 품명, 도번, Rev, 재질, 척도, 투상법
2. 전체 형상 파악 — 정면도부터
3. 주요 치수 — 전체 길이·폭·높이
4. 가공 부위 — 구멍, 나사, 홈
5. 공차가 빡빡한 곳 찾기 — 여기가 중요 치수
6. 주(NOTE) 읽기 — 열처리, 도금, 버 제거 등 지시사항

> 주(NOTE)를 안 읽어서 열처리를 빠뜨리는 실수가 잦아요. 도면 한쪽 구석의 글자도 도면의 일부입니다.

공차가 없으면 만들 수 없습니다

φ20 이라고만 적혀 있으면 정확히 20.000mm를 만들라는 뜻인데, 그건 물리적으로 불가능해요. 그래서 "어디까지 허용되는지"를 정한 것이 공차입니다.

공차 표기 방식

φ20 ±0.05      →  19.95 ~ 20.05  (양쪽 대칭)
φ20 +0.05/0    →  20.00 ~ 20.05  (한쪽만)
φ20 +0.1/-0.05 →  19.95 ~ 20.10
φ20 H7         →  끼워맞춤 공차 (아래 참조)

공차 폭이 좁을수록 가공이 어렵고 비쌉니다. 공차 0.01은 0.1보다 훨씬 비싸요. 그래서 도면에서 공차가 빡빡한 부위 = 기능적으로 중요한 부위입니다.

일반공차 (보통공차)

개별 공차가 안 적힌 치수에 적용돼요. 표제란에 "KS B ISO 2768-m" 같은 식으로 표기됩니다.

> 도면에 아무 표시 없는 치수라고 아무렇게나 만들어도 되는 게 아닙니다. 일반공차가 적용돼요.

끼워맞춤 — 구멍과 축의 관계

대문자 = 구멍, 소문자 = 축이에요. 이것만 기억해도 절반입니다.

구멍 H7  /  축 g6   →   H7/g6

실무 감각

• H7/g6 — 손으로 넣고 뺄 수 있음, 회전 가능
• H7/h6 — 손으로 밀어 넣음, 헐겁지 않음
• H7/k6 — 나무망치로 가볍게 타격
• H7/p6 — 프레스 압입 또는 가열 끼움

> 억지 끼워맞춤을 억지로 손으로 넣으려다 부품을 망가뜨리는 실수가 흔합니다. 도면 기호를 보고 압입인지 확인하세요.

IT 등급 (공차 등급)

숫자가 작을수록 정밀해요.

같은 등급이라도 치수가 클수록 허용 공차가 커집니다. φ10 H7과 φ100 H7의 공차 폭이 달라요.

자주 쓰는 기호

나사 표기

M8 × 1.25 - 6H
│  │   │     └ 등급 (H=암나사, h/g=수나사)
│  │   └ 피치 1.25mm
│  └ 호칭지름 8mm
└ 미터 보통나사

M8      → 보통나사 (피치 생략 가능, M8은 1.25)
M8×1    → 가는나사

참고치수와 이론치수

• (20) 괄호 = 참고치수. 검사 대상이 아님
• □20□ 사각 테두리 = 이론적 정확치수. 기하공차와 함께 쓰이며 그 자체에 공차 없음

신입이 자주 하는 실수

목표값 설정 요령

φ20 +0.03/0  (20.00 ~ 20.03) 을 가공한다면

목표는 20.015 (중앙)이 아니라
공구 마모 방향을 고려해 20.02~20.025 쪽

→ 가공할수록 공구가 마모되어 치수가 커지는 경우
   시작을 작은 쪽에 두면 오래 갑니다

공구 마모 방향을 알면 공차 안에서 더 오래 버틸 수 있어요. 선배에게 꼭 물어보세요.

매끄러움에도 등급이 있습니다

같은 φ20이라도 거울처럼 매끈한 것과 까칠한 것은 용도가 달라요. 씰이 닿는 면이 거칠면 기름이 새고, 미끄럼면이 거칠면 마모가 빨라집니다.

Ra와 Rz

Ra (산술평균거칠기) : 요철의 평균 높이 — 가장 널리 쓰임
Rz (최대높이)       : 가장 높은 산 ~ 가장 깊은 골

대략 Rz ≈ 4 ~ 5 × Ra

가공법별 거칠기

> 공차와 거칠기는 함께 갑니다. 공차 ±0.01인데 Ra 12.5로 가공하면 표면 요철만으로 공차를 벗어나요.

표면거칠기 기호

      Ra 3.2
        ▽          제거가공 (절삭 등)
       ／＼

        ▽          제거가공 금지 (주조·단조면 그대로)
       (○)

기호 위치 = 그 면에 적용
도면 우측 상단의 기호 = 전체 적용 (개별 표기가 없는 면)

재질 기호 읽기 — KS 기준

일반구조용 압연강재

SS400
││└─ 최저 인장강도 400 N/mm²
│└── Steel (강)
└─── Steel

→ 가장 흔한 범용 강재. 용접 잘 되고 저렴.
   ※ 최근 개정으로 SS275 등 항복강도 기준 표기로 바뀌는 중

기계구조용 탄소강

S45C
│││└─ Carbon (탄소)
││└── 탄소 함량 0.45%
│└───
└──── Steel

→ 탄소가 많을수록 단단하지만 용접성은 떨어짐
   S45C는 열처리로 강도를 올려 축·기어에 씀

합금강

SCM435  : Cr-Mo 합금강. 볼트, 축 (강도 높음)
SKD11   : 냉간금형강. 프레스 금형
SKH51   : 고속도공구강. 드릴, 엔드밀

스테인리스

> SUS304는 자석에 안 붙습니다. 붙으면 430이거나, 304여도 가공 경화로 약한 자성이 생긴 것일 수 있어요. 조선·해양 부품은 염분 때문에 316을 쓰는 경우가 많습니다.

알루미늄

알루미늄은 무게가 강의 1/3이지만 열팽창은 2배예요. 정밀 가공 시 온도 관리가 더 중요합니다.

주철

FC250   : 회주철. 진동 흡수 좋음 → 공작기계 베드
FCD450  : 구상흑연주철(덕타일). 강도·인성 우수

가공 전 확인 습관

• 재질 기호를 자재 표면 각인·라벨과 대조
• SUS는 일반강 공구·작업대와 분리 (오염되면 녹이 슴)
• 알루미늄은 전용 공구 (강용 공구는 칩이 눌어붙음)
• 열처리 지시가 있으면 가공 순서 확인 (열처리 후 변형 → 후가공 필요)

> SUS 작업 후 그 자리에서 일반강을 만지면 SUS 표면에 철분이 옮아 녹이 슬어요. 이걸 "오염(contamination)"이라고 하고, 조선·플랜트 납품에서 클레임 사유가 됩니다.

치수공차만으로는 부족합니다

φ20 ±0.05 를 만족해도 휘어 있거나, 기울어 있거나, 위치가 틀릴 수 있어요. 치수는 "크기"만 규정하지 형상과 위치는 규정하지 못합니다.

지름은 전부 20.02 인데 축이 바나나처럼 휘어 있다
→ 치수 검사는 합격, 실제로는 조립 불가

이걸 막는 것이 기하공차(GD&T)

14가지 기호 분류

형상 공차 4개는 데이텀이 필요 없어요. 자기 자신의 형상만 보기 때문입니다.

데이텀(Datum) — 기준면

측정의 기준이 되는 면·축이에요. A, B, C 순서로 우선순위가 있습니다.

1차 데이텀 A : 가장 넓은 면 (3점 접촉)
2차 데이텀 B : 방향 결정   (2점)
3차 데이텀 C : 원점 결정   (1점)

순서를 바꾸면 측정 결과가 달라집니다. CMM 측정 시 도면의 데이텀 순서를 반드시 지켜야 해요.

공차 기입 틀 읽기

┌───┬────────┬───┬───┬───┐
│ ⌖ │ φ0.1 Ⓜ │ A │ B │ C │
└───┴────────┴───┴───┴───┘
  │      │      └──┴──┴─ 데이텀 A, B, C
  │      └─ 공차값 φ0.1, 최대실체조건 적용
  └─ 위치도

위치도 계산

가장 많이 쓰이는 기하공차예요.

이론 위치 : X=30.00, Y=20.00
실측 중심 : X=30.02, Y=19.97

편차 = √(0.02² + 0.03²) = √(0.0004+0.0009) = 0.036
위치도 = 2 × 0.036 = 0.072mm

도면 ⌖ φ0.1  →  0.072 < 0.1  →  합격

반지름이 아니라 지름으로 표시하기 때문에 2배 하는 것이 핵심이에요.

재료조건 기호

보너스 공차

구멍 φ10 +0.2/0,  위치도 φ0.1 Ⓜ

구멍이 φ10.0 (MMC)  →  위치도 0.1
구멍이 φ10.2 (LMC)  →  위치도 0.1 + 0.2 = 0.3

구멍이 클수록 볼트가 들어갈 여유가 커지므로
위치가 조금 틀려도 조립됨 → 공차를 더 줌

> Ⓜ 을 반영하지 않고 검사하면 합격품을 불합격 처리하게 됩니다. 실제로 자주 일어나는 손실이에요.

흔들림(Runout)

축을 돌렸을 때 다이얼게이지 바늘이 움직이는 양이에요. 현장에서 가장 쉽게 측정할 수 있는 기하공차입니다.

• 원주 흔들림 ↗: 한 단면에서
• 온흔들림 ↗↗: 축 방향 전체에서

회전체(축, 풀리, 기어)에 필수적으로 들어갑니다.

실무 팁

• 데이텀은 실제로 조립되는 면으로 지정해야 의미가 있어요
• 기하공차가 많을수록 측정 비용이 올라갑니다 — 꼭 필요한 곳만
• 자동차 부품 도면은 GD&T가 촘촘합니다. CMM 없이는 검사 불가한 경우가 많아요
• 도면에 GD&T가 있는데 측정 설비가 없다면, 수주 전에 외부 측정 비용을 반영해야 합니다

요즘 도면은 3D로 옵니다

고객이 2D 도면 없이 3D 모델만 주는 경우가 늘고 있어요. CAM 프로그래밍, 시뮬레이션, 3D 측정에 바로 쓸 수 있기 때문입니다.

파일 형식

> STL로 정밀 가공을 하면 안 됩니다. 곡면이 삼각형으로 쪼개져 있어 표면에 각이 생겨요.

무료 뷰어

CAD 라이선스가 없어도 볼 수 있습니다.

• eDrawings Viewer — SolidWorks 계열
• FreeCAD — 오픈소스, STEP 편집까지 가능
• Autodesk Viewer — 웹 기반
• 3D PDF는 Adobe Reader로 열림

측정 기능(거리·각도)도 대부분 지원해서 현장에서 치수 확인에 유용해요.

MBD — 도면 없는 설계

Model Based Definition. 3D 모델 자체에 치수·공차·주석을 넣어 2D 도면을 아예 만들지 않는 방식이에요. 항공·자동차에서 확산 중입니다.

• 장점: 도면과 모델 불일치 문제가 사라짐
• 단점: 뷰어와 교육이 필요, 현장에서 종이로 보기 어려움

3D 모델을 받았을 때 확인할 것

• 단위 — mm인지 inch인지 (수입 도면은 inch가 많음)
• 좌표계 원점 위치
• 공차 정보 유무 — 3D만으로는 공차를 알 수 없는 경우가 많음
• 형상 오류(갭, 반전된 면) — 뷰어에서 솔리드로 인식되는지
• 어셈블리면 간섭 체크

> 3D 모델에는 공차가 안 들어 있는 경우가 대부분이에요. 반드시 2D 도면이나 공차 사양서를 함께 받으세요. "모델대로 만들어주세요"만 믿고 가공하면 분쟁이 납니다.

BOM(부품표) 읽기

어셈블리 도면에는 부품표가 붙습니다.

확인 포인트

• 제작품 / 구매품 / 표준품 구분 — 만들 것과 살 것
• 수량은 어셈블리 1대 기준인지 전체인지
• 구매품은 제조사·모델번호까지 지정됐는지 (대체품 사용 가능 여부)
• 표면처리(도금·도장) 지시

도면과 모델이 다를 때

실무에서 종종 생깁니다. 어느 쪽이 우선인지 계약·사양서에 명시돼 있어야 해요.

• 일반적으로 2D 도면이 우선(공차 정보 때문)
• 불일치 발견 시 임의 판단하지 말고 고객에게 확인 — 기록을 남기세요
• 메일·공문으로 확인받은 내용은 보관

개정 관리

3D 파일도 개정됩니다.

• 파일명에 Rev 표기 (PART-001_RevC.stp)
• 수령일·수령 경로 기록
• 구버전은 별도 폴더로 격리
• 현장에는 최신본만 전달