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1. 개요
공차(公差) 또는 허용 오차(tolerance)는 이상적인 치수 또는 자세와 실제의 차이를 규격에서 허용하는 범위를 뜻한다.일반적으로 공차는 mm 단위로 산출 및 표기하며, 기계, 금형, 건축, 토목 등의 분야에서 사용하는 용어 중 하나다.
일반적으로 부품을 똑같이 만든다고 해도 여러가지 제어할 수 없는 조건들[1] 때문에 완벽하게 똑같이 가공하는 것이 불가능하기 때문에 완전히 똑같이 만들다기 보다는 어느 정도 허용치를 주는 것이 공차의 필요성이다.
공차의 압박을 느껴볼 수 있는 예가 프라모델. 특히 끼워맞춤 공차 때문에 어떤 건 뻑뻑하고 어떤 건 헐거운 사태가 발생한다.
3D 프린터를 사용할 때에도 수축때문에 조립식 부품을 만드는 데에 애로사항이 꽃핀다.
2. 치수 공차
2.1. 끼워맞춤 공차
보통 공차는 길이 치수와 각도 치수에 사용하지만, 끼워맞춤 공차는 축과 구멍의 조립관계를 원활히 표현하기 위한 방식이다.끼워맞춤 공차는 구멍 또는 축의 표준 공차로 기준식을 세운 표준 공차 등급과 IT 등급으로 구성되어 있다. 표준 공차 등급과 IT 등급을 합해 공차 등급이라고 부른다.
2.2. 기준방식
- 구멍 기준식: 구멍을 기준으로 축의 공차를 지정하는 방식이다. 일반적으로 사용하는 방식이다. 구멍 가공이 어렵고 축 가공이 쉬운 경우에 표시한다. 구멍 가공의 경우에는 가공 툴이 한정되어 있기 때문이다.
- 축 기준식: 축을 기준으로 공차를 지정하는 방식이다. 축 가공이 어렵고 구멍 가공이 쉬운 경우에 표시한다. 전동축과 같이 하나의 축에 구멍을 갖는 여러 개의 부품이 결합되는 경우 사용된다.
2.3. 끼워맞춤 종류
끼워맞추는 경우 틈새와 죔새가 존재하는데, 틈새는 구멍지름이 축지름보다 큰 경우 두 지름의 차이다. 죔새는 반대로 축지름이 구멍지름보다 큰 경우의 두 지름의 차를 말한다. 이 끼워맞춤의 종류에 따라서 몇가지 종류로 나뉜다. 헐거움 끼워맞춤은 구멍과 축 사이의 틈새가 항상 존재하는 경우, 억지 끼워맞춤은 구멍과 축 사이의 죔새가 항상 존재하는 경우를 말한다. 중간 끼워맞춤은 틈새와 죔새가 함께 존재한다는 것인데, 이것은 공차 표현상 함께 존재한다는 의미이고, 실제로 모두 조립한 경우에는 틈새 또는 죔새만 존재한다.각 경우를 살펴보면 헐거운 끼워맞춤의 경우에는 축의 최대허용치수보다 구멍의 최소허용 치수가 더 크다. 예를 들면 구멍치수가 [math( \phi 40^{ + 0.025 }_0)] 이고 축치수가 [math( \phi 40^{ - 0.025 }_ {- 0.05} )]의 경우라고 한다면 다음과 같이 정리할 수 있다.
| 구분 | 구멍 | 축 |
| 기준치수 | 40 | 40 |
| 최대 허용치수 | 40.025 | 39.975 |
| 최소 허용치수 | 40.000 | 39.950 |
억지 끼워맞춤의 경우에는 축의 최소허용치수가 구멍의 최소허용 치수보다 더 크다. 예를 들면 구멍치수가 [math( \phi 40^{ + 0.025 }_0)] 이고 축치수가 [math( \phi 40^{ +0.05 }_ {+0.034} )]의 경우라고 한다면 다음과 같이 정리할 수 있다.
| 구분 | 구멍 | 축 |
| 기준치수 | 40 | 40 |
| 최대 허용치수 | 40.025 | 40.050 |
| 최소 허용치수 | 40.000 | 40.034 |
중간 끼워맞춤의 경우에는 축의 최소허용치수가 구멍의 최소허용 치수보다 더 크다. 예를 들면 구멍치수가 [math( \phi 40^{ + 0.025 }_0)] 이고 축치수가 [math( \phi 40^{ +0.05 }_ {+0.034} )]의 경우라고 한다면 다음과 같이 정리할 수 있다.
| 구분 | 구멍 | 축 |
| 기준치수 | 40 | 40 |
| 최대 허용치수 | 40.025 | 40.050 |
| 최소 허용치수 | 40.000 | 40.034 |
2.3.1. IT 등급
IT 01, IT0, IT1 ... IT18 까지 총 20단계로 나눈다.2.3.2. 표준 공차 등급
[1] 온도, 재료상태, 공작기계 상태, 그리고 제작비용 등