7. Dimensional accuracy

A. Precision and tolerance

 

It is impossible to produce components with dimensions that are absolutely precise, with sizes exactly the same as those specified in a design. This is because all production processes are imprecise to a certain extent. Therefore, the sizes of several components produced from the same design will vary (differ). Although the variation may only be a few hundredths of a millimetre, sizes will not be 100% accurate (exact) compared with the design.

Because engineers know that accuracy cannot be perfect, in designs they often specify tolerances - that is, acceptable variations in precision. Instead of giving one precise size, a tolerance specifies a range of acceptable sizes - an allowed amount of variation. This is often given as a deviation (difference) from a precise size.

The drawing below shows a shaft with a specified diameter of 88 mm, plus or minus (±) 0.05 mm. This means the diameter may deviate 0.05 mm either side of this size. Therefore, diameters of 87.95 mm and 88.05 mm, which are slightly inaccurate, are still permissible (allowed), as they are within tolerance. However, diameters of 87.94 mm or 88.06 mm are not permissible - they are outside tolerance.

When the permissible deviation in size is very small, we say it is a tight tolerance (or a close tolerance).  A large permissible deviation is a loose tolerance. For example:

☐ Machining a metal component to a tolerance of ±0.1 mm is relatively easy to do, so this tolerance is loose. But a tolerance of just ±0.01 mm is a tight tolerance in metalworking.

☐ In a concrete structure, ±10mm is a loose tolerance. But ±1 mm is tight, because it is difficult to place wet concrete accurately. 

 

*pre·ci·sion  [ prɪˈsɪʒn 프리씨즌 ] 명사 1.U 정확(성)[유의어accuracy]; 정밀(성); 신중함 Swiss watches are known for their precision workmanship. 스위스 시계는 정밀 세공으로 유명하다.
*tol·er·ance [ 'tɑːlərəns 타아러런스 ]명사 1.U 용인, 관용, 아량 She had no tolerance for jokes of any kind. 그녀는 어떤 종류의 농담도 용인하지 않았다. 2.C, U 내성, 저항력 tolerance to cold 내한성(耐寒性) Tolerance to alcohol decreases with age. 알코올에 대한 저항력은 나이와 함께[나이가 들수록] 줄어든다. 3.C, U 전문 용어 허용 오차, 공차 They were working to a tolerance of 0.0001 of a centimetre. 그들은 0.0001 센티미터의 허용 오차에 맞춰 작업을 하고 있었다.
*pre·cise  [ prɪˈsaɪs 프리싸이스 ] 형용사 1.정확한, 정밀한 precise details / instructions / measurements 정확한 세부 내용/지시/정밀한 측정 2.[명사 앞에만 씀]<특정한 시간·방식을 강조할 때 씀> Doctors found it hard to establish the precise nature of her illness. 의사들은 그녀가 앓고 있는 병의 정확한 성격을 규정하는 것을 힘들어했다. 3.엄밀한, 꼼꼼한 a skilled and precise worker 숙련되고 꼼꼼한 일꾼
*im·pre·cise [ ˌɪmprɪˈsaɪs 임프리싸이스 ] 형용사 1.부정확한, 애매한, 모호한 an imprecise definition 애매한 정의 imprecise information 부정확한 정보 The witness’s descriptions were too imprecise to be of any real value. 그 목격자의 서술은 너무 모호해서 아무런 실질적인 가치가 없었다. [유의어inaccurate]
*to a certain extent 얼마간, 어느 정도까지, 다소
*ex·tent [ ɪkˈstent ] 명사 [sing., U] 1.(크기·중요성·심각성 등의) 정도[규모] It is difficult to assess the full extent of the damage. 전체적인 손상 규모를 평가하기는 어렵다. 2.(어떤 지역의) 크기[규모] You can’t see the full extent of the beach from here. 여기서는 해변의 전체 규모가 다 보이지 않는다.
*vary  [ ˈveri ] 1. 서로 다르다 2. 달라지다 3. 달리 하다
*vari·ation[ ,veri'eɪʃn 베리에이션 ] 명사 1. C, U (특히 양·정도의) 변화[차이]The dial records very slight variations in pressure.그 눈금판은 압력의 아주 작은 변화도 기록한다. 2.C (~의) 변형 This soup is a spicy variation on a traditional favourite. 이 수프는 사람들이 좋아하는 전통 수프를 매콤하게 변형시킨 것이다. 3.C 음악 변주곡 a set of variations on a theme by Mozart 모차르트의 주제를 딴 일련의 변주곡
*ac·cur·ate  [ ˈækjərət 액큐럿 ] 1. 정확한 an accurate description / account / calculation 정확한 묘사/설명/계산 2.정밀한 a highly accurate electronic compass 대단히 정밀한 전자 나침판  accurate to within 3 mm 3mm 이내까지 정밀한
*ac·cur·acy [ ˈækjərəsi 액큐러씨 ] 명사 1. U 정확, 정확도 They questioned the accuracy of the information in the file. 그들은 그 파일 속 정보의 정확성에 대해 의문을 제기했다.
*range [ reɪndʒ 뤠인지 ] 명사 1. C, 주로 단수로 (특정 종류에 속하는 사물들의) 다양성 The hotel offers a wide range of facilities. 본 호텔에서는 대단히 다양한 시설들을 제공합니다. 2.C, 주로 단수로 (변화차이의) 범위[폭], -대(臺), -대(帶) Most of the students are in the 17-20 age range. 학생들은 대부분이 17살에서 20살까지의 연령대이다. There will be an increase in the range of 0 to 3 per cent. 0%에서 3% 범위 내에서 증가가 있을 것이다. It’s difficult to find a house in our price range. 우리가 지불할 수 있는 가격대 내의 집은 찾기가 어렵다.
*spe·cify [ˈspesɪfaɪ 스페시파이 ] 동사 1. (구체적으로) 명시하다 Remember to specify your size when ordering clothes.의류를 주문할 때에는 잊지 말고 치수를 명시하세요. Specify the location of the new domain. 새 도메인의 위치를 지정하십시오. Specify the properties of the parameter. 매개 변수의 속성을 지정하십시오.
*de·vi·ation [ ˌdiːviˈeɪʃn 디비에이션 ] 1.U, C 일탈, 탈선 deviation from the previously accepted norms 이전에 받아들여지던 규범으로부터의 일탈 2. C 전문 용어 편차 a compass deviation of 5° 편차가 5°인 나침반 Standard deviation represents the variability in values. 표준편차는 표본값들의 다양성을 나타낸다.
*de·vi·ate [ ˈdiːvieɪt 디비에이ㅌ] 1. [V] (일상·예상 등을) 벗어나다 The bus had to deviate from its usual route because of a road closure. 그 버스는 도로 폐쇄 때문에 정상 노선을 벗어나서 달려야 했다.
*in·accur·ate [ ɪnˈækjərət 인액큐럿 ] 1.부정확한; 오류가 있는 an inaccurate statement 부정확한 진술 inaccurate information 부정확한 정보 All the maps we had were wildly inaccurate. 우리가 가지고 있던 지도들은 모두 대단히 오류가 많았다.
*per·mis·sible [ pər'mɪsəbl 펄미써블 ] 형 1.격식 허용되는 permissible levels of nitrates in water 물속 질산염 허용 수준 It is not permissible for employers to discriminate on grounds of age. 고용주들이 나이를 이유로 차별을 하는 것은 허용되지 않는다.

 

 

B. Fit

When one component goes through another, such as a shaft or a bolt going through a hole, the two must it together - their sizes and shapes must match. The key question is, how tightly (or loosely) should they fit together? There are two main types of fit:

 

☐ A clearance fit allows a component to slide or turn freely, by leaving clearance (a gap) between itself and the sides of the hole. This distance must be quite precise. If there is insufficient clearance - if the gap is too small- the component will fit too tightly. As a result, the component will bind - it will not be able to slide or turn freely. In other words, there will not be enough play. However, if there is too much clearance, there will be too much play and the component will be able to move too much.

 

☐ An interference fit is a very tight fit which does not allow a component to move freely inside a hole. This type of fit can be achieved by forcing the component into the hole. Alternatively, the metal around the hole can be heated so that it expands (increases in size due to heat). After sufficient expansion, the component is placed in the hole. The metal then cools and contracts (decreases in size due to cooling). The contraction results in a tight fit. An example of an interference fit is a train wheel fitted on an axle.

 

*fit [ fɪt ] 1. [진행형으로는 쓰이지 않음] (모양크기가 어떤 사람사물에) 맞다 [V] I tried the dress on but it didn’t fit. 나는 그 드레스를 입어 보았지만 맞지가 않았다. That jacket fits well. 그 재킷이 잘 맞는다.The key doesn’t fit the lock. 열쇠가 자물쇠에 안 맞는다. 2.자동사 (어느 장소에 들어가기에) 맞다I’d like to have a desk in the room but it won’t fit. 나는 이 방에 책상을 하나 들여놓고 싶은데 맞지가 않는다. 4.타동사 [VN] 설치[설비]하다 They fitted a smoke alarm to the ceiling. 그들은 천장에 연기 감지기를 설치했다. 5.[+ adv. / prep.] (제자리에) 끼우다[맞추다] [V] The glass fits on top of the jug to form a lid. 그 유리가 그 항아리 맨 윗부분에 끼워져 뚜껑이 된다. How do these two parts fit together? 이 두 부품이 어떻게 접합되죠? [VN] We fitted together the pieces of the puzzle. 우리는 퍼즐 조각들을 끼워 맞췄다. 6. [진행형으로는 쓰이지 않음] 적절하다[들어맞다]; 적절하게[들어맞게] 하다[VN] The facts certainly fit your theory. 그 사실들은 당신의 이론에 정말 잘 들어맞아요. 7.특히 英 (특정 직장일자리에) 어울리게[적합하게] 하다 [VN, VN to inf] His experience fitted him perfectly for the job. 그는 이전 경력 덕분에 그 직장[자리]에 완벽하게 어울렸다. His experience fitted him to do the job. 그는 이전 경력이 있어서 그 직장[자리]에 적합했다. 형용사 (fitter, fittest)1.(특히 규칙적인 운동으로 몸이) 건강한[탄탄한]She tries to keep fit by jogging every day. 그녀는 매일 조깅을 함으로써 건강[신체의 탄력]을 지키려고 한다. 2.적합한, 알맞은, 어울리는 The food was not fit for human consumption. 그 음식은 사람이 먹기에 적합하지 않았다. It was a meal fit for a king. 그것은 왕에게 어울릴 만한 식사였다.
*clear·ance [ 'klɪrəns 클리런스 ] 명사 1.C, U (불필요한 것) 없애기[정리] slum clearance 빈민가 정리[철거] a clearance sale 정리[떨이] 세일 2.U, C (두 물체 사이의) 간격,유격[여유] There is not much clearance for vehicles passing under this bridge. 이 다리는 차량이 아래로 지나다니기에 여유가 많지 않다. a clearance of one metre 1미터의 간격 3.U, C 승인, 허락 I’m waiting for clearance from headquarters. 나는 본부의 승인을 기다리고 있는 중이다. 4.U(이착륙 또는 입출국) 허가 The pilot was waiting for clearance for take-off. 조종사는 이륙 허가를 기다리고 있었다.
*in·suf·fi·cient [ ˌɪnsəˈfɪʃnt 인써피션ㅌ ] 형용사 1. 불충분한 insufficient time 불충분한 시간 His salary is insufficient to meet his needs. 그의 급여는 그가 필요로 하는 것들을 충족시키기에 불충분하다.
*bind [ baɪnd ] 1.묶다 was bound to a chair. 그녀는 의자에 묶여 있었다 5.굳다, 뭉치다, 엉기다; 굳게[뭉치게/엉기게] [VN] Add an egg yolk to bind the mixture together. 달걀노른자를 넣어서 혼합한 재료가 뭉치게 하라.
*play 11. [noncount] loose and free movement of something (such as part of a machine) There's too much play in the car's steering wheel. 자동차의 스티어링 휠에 너무 많은 유격이 있습니다.
*inter·fer·ence[ ,ɪntər'fɪrəns 인터피런스] 명사 [U] 1.간섭, 참견, 개입, 방해They resent foreign interference in the internal affairs of their country. 그들은 자기 국가의 내정에 외국이 간섭하는 것을 불쾌해 하고 있다. 2.전파 방해, 혼선
*al·ter·na·tive·ly [ ɔːl'tɜːrnətɪvli 어얼터너티블리 ] 부사 1.그 대신에, 그렇지 않으면(둘째 대안을 소개할 때 씀) The agency will make travel arrangements for you. Alternatively, you can organize your own transport.여행사가 이동을 위한 준비를 해 드릴 수 있습니다. 그렇지 않으면 당신이 직접 교통수단을 알아 보셔도 됩니다.
*con·tract  [ 'kɒntrækt; 美 'kɑːntrækt ] 명사 1.계약[약정](서) 동사 [ kən'trækt ] 1. 줄어들다, 수축하다; 줄이다, 수축시키다 [V] Glass contracts as it cools. 유리는 식으면 수축한다. The heart muscles contract to expel the blood. 심근은 혈액을 내보내기 위해 수축한다. 3.(어떤 사람과) 계약하다
*con·trac·tion [ kənˈtrækʃn ] 명사 1.U 수축, 축소 the expansion and contraction of the metal 금속의 팽창과 수축 2.C, U (출산을 앞둔 산부의) 진통 The contractions started coming every five minutes. 진통이 5분 간격으로 몰려오기 시작했다. 3.C 언어 (단어의) 축약형 ‘He’s’ may be a contraction of ‘he is’ or ‘he has’. he’s는 he is의 축약형일 수도 있고 he has의 축약형일 수도 있다.
*axle [ ˈæksl ] 명사 1.(바퀴의) 차축

 

7.1 
1 allowed = permissible
2 exact = accurate = precise
3 differ = vary = deviate
4 exactness = accuracy = precision
5 not exact = inaccurate = imprecise
6 deviation between maximum and minimum = variation = range
7 an acceptable deviation = within tolerance
8 an unacceptable deviation = outside tolerance 
9 little deviation allowed = close tolerance = tight tolerance
10 large deviation allowed = loose tolerance

7.2  
1 It'll bind. - b The bolt won't be able to turn freely enough in the hole.
2 It'll contract. - f The shaft will shorten and narrow slightly as it cools.
3 It'll expand. -e The hole will widen with the high temperature.
4 There'll be too much play. - c The bolt won't fit tightly enough in the hole.
5 It needs a clearance fit. - a The bolt will have to turn in the hole.
6 It needs an interference fit. -d The wheel will have to fit very tightly on the axle.

7.3 Blueprinting for performance
The advantage of racing in a kart class with a standard engine spec seems obvious - everyone has the same power, so it's driving talent that makes the difference. But things aren't quite that simple. No two standard engines are identical. There will always be a slight (1)variation in the size of engine parts, since they are manufactured, not to perfectly (2)precise dimensions, but to specified (3)tolerances. Although these differences may only be (4)plus or (5)minus a few hundredths of a millimetre, they will nevertheless result in a slight performance gap between any two engines.
One way round this problem (if you have the cash) is to have your engine blueprinted. The process is perfectly legal, as the sizes of all parts remain (6)within the tolerances that are (7)permissible for the standard engine specification. However, by carefully matching pairs or groups of parts that are all in either the lower or upper half of the tolerance (8)range, a blueprinted engine is built to (9)fit together very precisely, thanks to almost perfect (10) clearances between moving parts. 

 

*make a difference  1.차별을 두다 2.변화를 가져오다, 차이를 낳다, 영향을 주다; 중요하다; 플러스[도움]가 되다
*iden·ti·cal [ aɪˈdentɪkl 아이데니클 ] 형용사 1.동일한, 똑같은 The two pictures are similar, although not identical. 그 두 사진이 동일하지는 않지만 비슷하다. The number on the card should be identical with the one on the chequebook. 카드의 번호가 수표책에 있는 것과 동일해야 한다.
*never·the·less [ ,nevərðə'les 네버덜레쓰 ] 부사 1.그렇기는 하지만, 그럼에도 불구하고 There is little chance that we will succeed in changing the law. Nevertheless, it is important that we try. 우리가 그 법률 개정에 성공할 가능성은 거의 없다. 그렇기는 해도 시도를 하는 것이 중요하다.
*round [ raʊnd ] 동사 to finish or complete (something) in a good or suitable way.