2010년 국가직 7급 기계공작법 고책형 기출문제 풀이
2010 7급 국가직 기계공작법 고책형
동시공학에 의한 생산방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 생산주기를 줄이면서 품질을 높이기 위한 목적으로 도입된 생산방식이다.
오답입니다 설계·생산을 병행해 개발기간을 줄이고 품질을 높이는 것이 도입 목적입니다.
② 다품종 소량생산을 위한 유연생산시스템에의 적용에는 불리한 생산방식이다.
정답입니다 동시공학은 오히려 유연생산시스템과 결합할 때 효과가 커집니다.
③ 현장서비스, 구매 예상 고객이 설계단계에서부터 중요 고려 요소가 될 수 있다.
오답입니다 서비스·고객 요구를 설계단계에서 함께 반영하는 것이 동시공학의 핵심입니다.
④ 설계나 생산 정보의 용이한 전달과 교환을 위한 데이터베이스 시스템 구축이 중요하다.
오답입니다 부서 간 정보를 실시간으로 공유해야 하므로 통합 데이터베이스가 필수입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 다품종 소량생산을 위한 유연생산시스템에의 적용에는 불리한 생산방식이다.
동시공학(concurrent engineering)은 설계·해석·생산·검사·서비스 등 제품 수명주기 전 단계를 순차적으로가 아니라 동시에 병행 진행하여 개발기간을 줄이고 품질과 원가를 함께 개선하는 방식입니다. 설계 변경을 초기에 흡수하므로 다품종 소량생산과 유연생산시스템(FMS)에 오히려 유리하며, 이를 불리하다고 한 ②가 옳지 않습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 자동화 # 동시공학 # 유연생산시스템 # 제품수명주기 # 통합데이터베이스
연속형 칩이 발생하기 쉬운 절삭조건이 아닌 것은?
① 연한 재질의 가공재료를 사용할 때
오답입니다 연성이 큰 재료는 균열 없이 이어져 흘러 연속형 칩이 됩니다.
② 공구의 상면경사각(back rake angle)이 클 때
오답입니다 경사각이 크면 전단각이 커지고 변형이 작아져 연속형 칩이 잘 생깁니다.
③ 절삭깊이가 작을 때
오답입니다 절삭깊이가 작으면 변형량이 작아 칩이 끊기지 않습니다.
④ 절삭속도가 느릴 때
정답입니다 절삭속도가 느리면 구성인선·전단형 칩이 생기기 쉽습니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 절삭속도가 느릴 때
연속형 칩은 연성 재료를 큰 경사각·작은 절삭깊이·빠른 절삭속도로 깎을 때, 즉 전단각이 크고 칩의 변형이 작을 때 잘 생깁니다. 절삭속도가 느리면 절삭온도가 낮아 구성인선이 자라고 칩이 주기적으로 끊어지는 전단형(마디형) 칩이 되기 쉬우므로, ④는 연속형 칩이 생기기 쉬운 조건이 아닙니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 절삭가공 # 연속형칩 # 전단각 # 경사각 # 구성인선 # 절삭속도
용접부 잔류응력에 의해 나타나는 현상으로 가장 거리가 먼 것은?
① 변형 및 뒤틀림
오답입니다 잔류응력이 풀리면서 용접 구조물에 변형과 뒤틀림이 나타납니다.
② 경도 저하
정답입니다 용접부 경도는 급랭 조직(마르텐사이트) 때문에 오히려 올라갑니다.
③ 피로수명 감소
오답입니다 인장 잔류응력은 평균응력을 높여 피로수명을 크게 떨어뜨립니다.
④ 응력부식균열
오답입니다 인장 잔류응력과 부식환경이 겹치면 응력부식균열이 생깁니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 경도 저하
용접 잔류응력은 국부 가열·냉각의 불균일한 수축 때문에 생기며, 변형과 뒤틀림, 피로수명 감소, 응력부식균열, 취성파괴, 좌굴 등을 일으킵니다. 반면 용접부의 경도는 열영향부의 급랭 조직 때문에 모재보다 높아지는 것이 보통이고 잔류응력 자체가 경도를 떨어뜨리지는 않습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 용접 # 잔류응력 # 용접변형 # 응력부식균열 # 피로수명 # 열영향부
전조의 특징으로 옳지 않은 것은?
① 재료의 손실이 적다.
오답입니다 칩이 생기지 않고 재료를 밀어 성형하므로 재료 손실이 적습니다.
② 표면에 압축잔류응력을 형성함으로써 피로수명이 향상된다.
오답입니다 표면에 압축 잔류응력이 남아 피로강도가 좋아집니다.
③ 대량 생산 및 자동화가 가능하다.
오답입니다 공정이 단순하고 빨라 대량생산·자동화에 적합합니다.
④ 주로 열간가공으로 이루어지기 때문에 성형력이 작게 소요된다.
정답입니다 전조는 주로 냉간가공이며 성형력이 크게 필요합니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 주로 열간가공으로 이루어지기 때문에 성형력이 작게 소요된다.
전조(rolling, form rolling)는 회전하는 다이나 롤 사이에 소재를 넣고 눌러 나사·기어·볼 등을 성형하는 소성가공으로, 칩이 없어 재료 손실이 적고 섬유조직이 이어져 강도가 높으며 표면에 압축 잔류응력이 생겨 피로수명이 좋아집니다. 다만 대부분 냉간에서 이루어지므로 성형에 큰 힘이 필요합니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 소성가공 # 전조 # 냉간가공 # 압축잔류응력 # 피로수명
형단조에서 플래쉬(flash)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 플래쉬는 금형공동부 내 소재가 원활하게 충전이 되도록 한다.
오답입니다 플래시가 빠져나가는 저항이 커야 금형공동부가 완전히 채워집니다.
② 고온 가공시 플래쉬는 몸체부보다 늦게 냉각된다.
정답입니다 플래시는 얇아 표면적/체적 비가 커서 몸체부보다 빨리 식습니다.
③ 형단조의 하중은 플래쉬가 발생되면서부터 급격히 증가한다.
오답입니다 플래시가 생긴 뒤에는 유동 저항이 급증해 단조하중이 급격히 커집니다.
④ 거터(gutter)는 단조 하중이 과도하게 증가하는 것을 방지하는 역할을 한다.
오답입니다 거터가 여분의 플래시를 받아 주어 하중의 과도한 상승을 막습니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 고온 가공시 플래쉬는 몸체부보다 늦게 냉각된다.
형단조에서 플래시는 다이가 맞물리는 좁은 랜드(land)를 지나 빠져나가는 얇은 여분 재료로, 이 좁은 틈의 유동 저항이 소재를 금형공동부 구석까지 채우게 합니다. 그런데 플래시는 두께가 얇고 다이와 접촉면적이 넓어 몸체부보다 훨씬 빨리 냉각되어 저항이 더 커지므로, 늦게 냉각된다는 ②는 옳지 않습니다. 따라서 ②입니다.
※ 문제의 “플래쉬”는 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것으로 현재 표준 표기는 “플래시”입니다.
키워드 # 소성가공 # 형단조 # 플래시 # 거터 # 금형공동부 # 단조하중
절삭온도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 절삭온도의 증가는 공구를 연화시킨다.
오답입니다 온도가 오르면 공구재료가 연화되어 경도가 떨어집니다.
② 절삭온도의 증가는 공구의 마멸을 촉진시킨다.
오답입니다 연화·확산·산화가 촉진되어 크레이터 마멸 등이 빨라집니다.
③ 절삭온도는 절삭속도의 제곱에 비례하여 증가한다.
정답입니다 절삭온도는 절삭속도의 0.2~0.5제곱 정도에 비례하며 제곱은 아닙니다.
④ 공구날 끝의 가까운 부분에 열전대를 삽입하여 절삭온도를 측정할 수 있다.
오답입니다 공구·공작물 열전대법 외에 삽입 열전대법으로도 절삭온도를 잽니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 절삭온도는 절삭속도의 제곱에 비례하여 증가한다.
절삭열은 전단면·공구경사면·여유면의 마찰에서 생기며, 절삭온도는 절삭속도 V와 이송 f에 대해 T ∝ V^a·f^b 형태로 커집니다. 지수 a는 대체로 0.2~0.5 범위여서 절삭속도의 제곱에 비례한다고 볼 수 없으므로 ③이 옳지 않습니다. 온도 상승이 공구를 연화시켜 마멸을 촉진하는 것과 열전대로 온도를 측정하는 것은 옳습니다. 따라서 ③입니다.
※ ④의 “공구날 끝의 가까운 부분”은 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것으로 “공구날 끝에 가까운 부분”이라는 뜻입니다.
키워드 # 절삭가공 # 절삭온도 # 절삭속도 # 공구마멸 # 열전대
다음 중 실린더 내면을 정밀하게 가공하려 할 때 가장 우수한 표면을 얻을 수 있는 가공 방법은?
① 내면연삭가공
오답입니다 내면연삭은 정밀하지만 호닝만큼의 표면거칠기는 얻기 어렵습니다.
② 리밍가공
오답입니다 리밍은 뚫린 구멍을 조금 넓혀 다듬는 정도의 가공입니다.
③ 보링가공
오답입니다 보링은 구멍을 넓히고 형상을 잡는 중간 정밀 가공입니다.
④ 호닝가공
정답입니다 숫돌을 회전·왕복시켜 실린더 내면을 다듬는 대표적 정밀가공입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 호닝가공
호닝은 여러 개의 각봉형 숫돌을 붙인 혼(hone)을 구멍 안에서 회전과 축방향 왕복운동을 함께 시켜 가공하는 방법으로, 교차 해칭(cross hatch) 무늬를 남기면서 진원도·원통도와 표면거칠기를 동시에 크게 개선합니다. 그래서 엔진 실린더 내면 다듬질에 표준적으로 쓰입니다. 보링·리밍·내면연삭보다 우수한 내면을 얻을 수 있습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 연삭가공 # 호닝 # 실린더내면 # 표면거칠기 # 보링 # 리밍
슈퍼 피니싱(super finishing)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 숫돌을 작은 압력으로 가공물 표면에 가압하며, 숫돌에 진동을 주면서 가공하는 방법이다.
오답입니다 가벼운 압력으로 누르고 진동을 주는 것이 슈퍼피니싱의 정의입니다.
② 가공면이 매끄럽고 방향성이 없으며, 가공에 의한 표면의 변질부가 극히 적다.
오답입니다 가공변질층이 거의 없고 방향성 없는 매끈한 면을 얻습니다.
③ 원통의 외면, 내면을 가공하며 평면가공에는 사용하지 않는다.
정답입니다 슈퍼피니싱은 원통 내외면뿐 아니라 평면 다듬질에도 쓰입니다.
④ 호닝에 비해 높은 진동수가 사용되며 숫돌의 행정이 짧다.
오답입니다 진동수가 높고 행정(스트로크)이 짧은 것이 호닝과 다른 점입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 원통의 외면, 내면을 가공하며 평면가공에는 사용하지 않는다.
슈퍼피니싱은 미세한 입자의 숫돌을 0.5~2 kgf/cm²(약 0.05~0.2 MPa) 정도의 낮은 압력으로 가공면에 대고 짧은 행정으로 고속 진동시키면서 다듬는 가공으로, 발열과 가공변질층이 거의 없고 방향성 없는 매끄러운 면을 얻습니다. 원통 외면·내면은 물론 평면과 구면 다듬질에도 적용되므로 ③이 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 연삭가공 # 슈퍼피니싱 # 표면거칠기 # 가공변질층 # 호닝
재료 가공에 소요되는 주된 에너지가 기계적 에너지인 가공 방법은?
① 전해 연마
오답입니다 전해 연마는 전기화학적 용해로 표면을 매끈하게 하는 가공입니다.
② 레이저 빔 가공
오답입니다 레이저 빔 가공은 빛(광) 에너지를 열로 바꾸어 녹여 제거합니다.
③ 초음파 가공
정답입니다 공구 진동과 지립의 타격, 즉 기계적 에너지로 재료를 부숩니다.
④ 와이어 방전가공
오답입니다 와이어 방전가공은 방전에 의한 전기·열 에너지를 이용합니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 초음파 가공
특수가공의 에너지원을 나누어 보면 전해 연마는 전기화학적, 레이저 빔 가공은 광(열) 에너지, 방전가공은 전기 방전에 의한 열 에너지를 씁니다. 초음파 가공은 혼을 약 20 kHz로 진동시켜 지립(abrasive)이 공작물을 두들겨 미세하게 깨뜨려 내는 방식이므로 주된 에너지가 기계적 에너지입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 특수가공 # 초음파가공 # 전해연마 # 방전가공 # 레이저가공
밀링작업으로 평면절삭을 할 경우 공구 및 공작물의 절삭운동과 이송운동을 바르게 설명한 것은?
① 공구의 회전에 의한 절삭운동과 공작물의 직선운동에 의한 이송운동을 이용한다.
정답입니다 밀링커터가 회전하며 절삭하고 테이블 위 공작물이 직선 이송됩니다.
② 공작물의 회전에 의한 절삭운동과 공구의 직선운동에 의한 이송운동을 이용한다.
오답입니다 공작물이 회전하고 공구가 이송하는 것은 선반(선삭)의 방식입니다.
③ 공구와 공작물의 회전에 의한 절삭운동을 한다.
오답입니다 밀링에서 공작물은 회전하지 않고 테이블에 고정되어 이송만 합니다.
④ 공구와 공작물의 직선운동에 의한 절삭운동을 한다.
오답입니다 공구와 공작물이 모두 직선운동하는 것은 셰이퍼·플레이너의 방식입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 공구의 회전에 의한 절삭운동과 공작물의 직선운동에 의한 이송운동을 이용한다.
밀링의 평면절삭에서는 주축에 물린 밀링커터가 회전하여 절삭운동(주운동)을 하고, 테이블에 고정된 공작물이 직선으로 움직여 이송운동을 합니다. 공작물이 회전하고 공구가 이송하는 것은 선삭, 공구와 공작물이 모두 직선운동을 하는 것은 셰이퍼·플레이너에 해당합니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 공작기계 # 밀링 # 절삭운동 # 이송운동 # 선삭
사형 주형과 금속 주형에 대한 비교 설명으로 옳지 않은 것은?
① 금속 주형은 사형 주형에 비하여 주조품의 치수정밀도가 우수하다.
오답입니다 금속 주형은 형상이 변하지 않아 치수정밀도와 표면이 우수합니다.
② 금속 주형은 사형 주형에 비하여 가스 배출이 크게 문제가 되지 않는다.
정답입니다 금속 주형은 통기성이 없어 가스 배출을 위한 벤트 설계가 꼭 필요합니다.
③ 금속 주형은 사형 주형에 비하여 소형 제품의 대량생산에 유리하다.
오답입니다 금형 제작비가 크지만 반복 사용이 가능해 대량생산에 유리합니다.
④ 금속 주형에 의한 주조품은 조직이 치밀하다.
오답입니다 냉각속도가 빨라 결정립이 미세해지므로 조직이 치밀합니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 금속 주형은 사형 주형에 비하여 가스 배출이 크게 문제가 되지 않는다.
금속 주형(금형)은 사형에 비해 치수정밀도와 표면품질이 좋고, 냉각이 빨라 조직이 치밀하며, 주형을 반복 사용할 수 있어 소형품 대량생산에 유리합니다. 그러나 모래와 달리 통기성이 전혀 없어 용탕에서 나오는 가스와 주형 내 공기가 빠져나갈 길이 없으므로 벤트(air vent)를 반드시 두어야 하고, 가스에 의한 기공 결함이 오히려 문제가 됩니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 주조 # 사형주조 # 금형주조 # 통기성 # 기공 # 치수정밀도
경도시험법에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 로크웰(Rockwell) 경도 시험법은 중추의 낙하 높이와 반발 높이를 이용해서 경도를 평가한다.
오답입니다 중추의 낙하·반발 높이로 재는 것은 쇼어 경도 시험법입니다.
② 비커스(Vickers) 경도 시험법은 어떤 재료가 다른 재료를 긁어 흠집을 낼 수 있는 능력으로 경도를 평가한다.
오답입니다 긁어 흠집을 내는 능력으로 서열을 매기는 것은 모스 경도입니다.
③ 브리넬(Brinell) 경도 시험법은 강이나 초경 합금으로 만든 구형 압입자를 이용해서 경도를 평가한다.
정답입니다 강구 또는 초경합금 구를 눌러 압흔 지름으로 경도를 구합니다.
④ 쇼어(Shore) 경도 시험법은 피라미드 형상의 다이아몬드 압입자를 이용해서 경도를 평가한다.
오답입니다 피라미드형 다이아몬드 압입자를 쓰는 것은 비커스 경도입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 브리넬(Brinell) 경도 시험법은 강이나 초경 합금으로 만든 구형 압입자를 이용해서 경도를 평가한다.
브리넬 경도는 지름 D의 강구 또는 초경합금 구형 압입자를 하중 P로 눌러 생긴 압흔의 구면적으로 하중을 나눈 값(HB = P/A)이므로 ③이 옳습니다. 나머지는 설명이 서로 뒤바뀐 것으로, 낙하·반발 높이는 쇼어, 긁힘 서열은 모스, 사각뿔 다이아몬드 압입자는 비커스이며 로크웰은 압입깊이 차로 경도를 읽습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 측정 # 경도시험 # 브리넬경도 # 비커스경도 # 쇼어경도 # 로크웰경도
주조 공정의 라이저(riser)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 주조의 결과로 얻어지는 제품의 일부가 아니다.
오답입니다 라이저는 제품 밖에 붙는 여분이라 응고 후 잘라 냅니다.
② 수축으로 부족한 쇳물을 재료가 응고되는 동안 공급하는 저장고 역할을 한다.
오답입니다 응고 수축분을 보충하는 용탕 저장고가 라이저의 본래 기능입니다.
③ 재활용될 수 있지만 재료 낭비의 원인이 된다.
오답입니다 잘라 낸 라이저는 다시 녹여 쓰지만 그만큼 수율이 떨어집니다.
④ 용융된 쇳물이 주형의 빈 공간으로 흘러들어가는 통로이다.
정답입니다 용탕이 흘러가는 통로는 탕도(runner)와 탕구(sprue)입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 용융된 쇳물이 주형의 빈 공간으로 흘러들어가는 통로이다.
라이저(압탕, riser)는 주물이 응고하면서 생기는 수축분을 채워 주도록 제품보다 늦게 굳게 만든 용탕 저장고로, 제품의 두꺼운 부분 가까이에 두어 수축공(shrinkage cavity)을 막습니다. 응고 후에는 잘라 내는 여분이라 재용해는 되지만 수율을 떨어뜨립니다. 용탕이 주형 공동으로 흘러드는 통로는 탕구·탕도·주입구 계통이므로 ④가 옳지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 주조 # 라이저 # 압탕 # 수축공 # 탕구계 # 주조수율
주물 제품의 결함 중 기공의 발생 원인이 아닌 것은?
① 주형과 코어에서 발생하는 수증기
오답입니다 주형·코어의 수분이 용탕 열로 수증기가 되어 기공을 만듭니다.
② 용탕에 흡수된 가스
오답입니다 용탕에 녹아 있던 수소·질소가 응고 때 빠져나오며 기공이 됩니다.
③ 주형 내부의 공기
오답입니다 주형 공동에 갇힌 공기가 빠져나가지 못하면 기공이 됩니다.
④ 쇳물의 응고 수축
정답입니다 응고 수축은 기공이 아니라 수축공(shrinkage cavity)의 원인입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 쇳물의 응고 수축
기공(blow hole, porosity)은 가스가 용탕 안에 갇혀 생기는 결함이므로, 주형·코어의 수분에서 나온 수증기, 용탕에 흡수된 수소·질소 등의 가스, 주형 안에 갇힌 공기가 주된 원인이며 통기성 부족과 과도한 주입온도가 이를 키웁니다. 반면 쇳물의 응고 수축은 부피 감소로 생기는 수축공·수축균열의 원인이지 기공의 원인이 아닙니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 주조 # 주물결함 # 기공 # 수축공 # 통기성 # 용탕가스
재료의 기계적 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 인장시험기를 이용하여 항복강도, 탄성계수, 인장강도를 측정할 수 있다.
오답입니다 응력-변형률 선도에서 항복강도·탄성계수·인장강도를 모두 읽습니다.
② 열간가공의 경우에 가공경화가 일어나지 않는다.
오답입니다 재결정온도 이상이라 회복·재결정이 동시에 일어나 경화가 남지 않습니다.
③ 가공경화는 소성변형 중 전위밀도가 감소하면서 발생하는 것으로 풀림 등의 열처리에 의하여 완화된다.
정답입니다 가공경화는 전위밀도가 “증가”하면서 생깁니다.
④ 항복강도, 인장강도, 탄성계수의 차원은 동일하다.
오답입니다 셋 다 응력 차원이므로 단위가 N/m²로 같습니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 가공경화는 소성변형 중 전위밀도가 감소하면서 발생하는 것으로 풀림 등의 열처리에 의하여 완화된다.
가공경화(변형경화)는 소성변형으로 전위가 늘어나 서로 얽히고 결정립계에 쌓여 전위의 이동이 어려워지면서 강도와 경도가 올라가는 현상이므로 전위밀도는 증가합니다. 풀림을 하면 회복·재결정으로 전위가 소멸해 경화가 풀리는 것은 맞지만 앞부분이 틀렸습니다. 열간가공은 재결정온도 이상에서 하므로 가공경화가 남지 않고, 항복강도·인장강도·탄성계수는 모두 응력 차원(N/m²)이라 ①②④는 옳습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 기계재료 # 가공경화 # 전위밀도 # 열간가공 # 재결정 # 탄성계수
NC 공작기계의 제어 방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 위치 제어 방식은 드릴링이나 펀칭 작업에서의 공구 이동에 적용된다.
오답입니다 위치(점대점) 제어는 드릴링·펀칭처럼 위치만 맞추면 되는 작업에 씁니다.
② 윤곽 제어 방식은 선반이나 밀링 작업 등에서 공구가 지정된 가공 경로를 따라서 이동할 때 사용된다.
오답입니다 경로를 따라 깎는 선반·밀링 가공이 윤곽 제어의 대표 용도입니다.
③ 윤곽 제어 방식은 기계 각 축이 서로 정확하게 독립적으로 제어되는 것이 필요하다.
정답입니다 윤곽 제어는 각 축이 독립이 아니라 동시에 협조(연동) 제어되어야 합니다.
④ 직선 보간과 원호 보간에 의한 공구 이동은 윤곽 제어 방식에 해당된다.
오답입니다 직선·원호 보간은 두 축 이상을 동시 제어하는 윤곽 제어 기능입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 윤곽 제어 방식은 기계 각 축이 서로 정확하게 독립적으로 제어되는 것이 필요하다.
NC의 제어방식은 위치결정(점대점) 제어, 직선절삭 제어, 윤곽(연속경로) 제어로 나뉩니다. 위치 제어는 이동 경로를 따지지 않고 목표점에만 정확히 도달하면 되므로 각 축을 독립적으로 움직여도 됩니다. 반면 윤곽 제어는 직선·원호 보간으로 지정된 경로를 그리기 위해 두 축 이상의 이송속도를 매 순간 정해진 비율로 맞추는 동시 협조 제어가 필요하므로 독립 제어라고 한 ③이 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # CNC # NC제어방식 # 윤곽제어 # 위치결정제어 # 보간 # 동시제어
프레스를 이용한 가공 방법 중 전단 가공이 아닌 것은?
① 시밍(seaming)
정답입니다 시밍은 두 판재의 가장자리를 접어 겹쳐 잇는 접합·성형 가공입니다.
② 블랭킹(blanking)
오답입니다 블랭킹은 펀치로 떼어 낸 쪽을 제품으로 쓰는 전단가공입니다.
③ 트리밍(trimming)
오답입니다 트리밍은 성형품의 불필요한 가장자리를 잘라 내는 전단가공입니다.
④ 노칭(notching)
오답입니다 노칭은 판재 가장자리를 원하는 모양으로 따 내는 전단가공입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 시밍(seaming)
프레스 전단가공에는 블랭킹, 펀칭(피어싱), 노칭, 트리밍, 셰이빙, 슬리팅, 파팅 등이 속하며 모두 펀치와 다이 사이에서 판재를 잘라 내는 가공입니다. 반면 시밍은 두 판재의 끝을 함께 구부려 접어 물리게 하여 잇는 성형·접합 가공이라 전단가공이 아닙니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 소성가공 # 전단가공 # 시밍 # 블랭킹 # 트리밍 # 노칭
절삭력이 증가하는 원인으로 옳은 것은?
① 전단각이 감소하는 경우
정답입니다 전단각이 작아지면 전단면적이 넓어져 절삭력이 커집니다.
② 절삭속도가 증가하는 경우
오답입니다 절삭속도가 오르면 구성인선이 사라지고 마찰이 줄어 절삭력이 감소합니다.
③ 공구의 선단 반경(tip radius)이 감소하는 경우
오답입니다 선단 반경이 작아지면 접촉길이가 짧아져 절삭력이 줄어듭니다.
④ 공구 경사각(rake angle)이 증가하는 경우
오답입니다 경사각이 커지면 전단각이 커져 절삭력이 감소합니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 전단각이 감소하는 경우
전단면적은 = t₁·w/sinφ이므로 전단각 φ가 작아지면 전단면적이 커지고, 같은 전단응력에서도 필요한 절삭력이 커집니다. 반대로 공구 경사각을 크게 하면 머천트 관계 2φ + β − α = 90°에 따라 전단각이 커져 절삭력이 줄고, 절삭속도 증가는 구성인선 소멸과 마찰계수 감소로, 선단 반경 감소는 접촉길이 감소로 역시 절삭력을 낮춥니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 절삭가공 # 절삭력 # 전단각 # 경사각 # 머천트이론 # 구성인선
절삭가공 도중에 발생하는 자려진동이라 하는 채터(chatter)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 절삭부의 불안정 상태로부터 발생한다.
오답입니다 채터는 외부 가진 없이 절삭과정 자체의 불안정에서 자라납니다.
② 매우 큰 진폭을 가지며 절삭성을 감소시킨다.
오답입니다 진폭이 커서 표면거칠기와 공구수명, 절삭성을 모두 나쁘게 합니다.
③ 재생채터(regenerative chatter)는 이전 절삭에서 남은 흔적에 의해 야기된 채터이다.
오답입니다 앞 회전에서 남은 물결 자국이 절삭두께를 변동시켜 생기는 채터입니다.
④ 시스템의 동적 강성 및 감쇠능을 증대시켜도 억제하기 어렵다.
정답입니다 동적 강성과 감쇠능을 키우는 것이 채터 억제의 기본 대책입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 시스템의 동적 강성 및 감쇠능을 증대시켜도 억제하기 어렵다.
채터는 절삭계의 강성과 감쇠가 부족할 때 절삭력과 진동이 서로를 키우는 자려진동으로, 특히 앞 회전에서 남긴 파형이 다음 회전의 절삭두께를 변동시키는 재생채터가 대표적입니다. 안정선도(stability lobe diagram)에서도 한계 절삭깊이는 동적 강성과 감쇠비에 비례하므로 기계·공구·지그의 강성과 감쇠능을 높이거나 회전수를 바꾸는 것이 유효한 억제책입니다. 억제하기 어렵다고 한 ④가 옳지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 절삭가공 # 채터 # 자려진동 # 재생채터 # 동적강성 # 감쇠능
선삭 작업에 쓰이는 단인공구(single point tool)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 여유각(relief angle)이 너무 크면 플랭크 마멸이 심해진다.
정답입니다 플랭크 마멸이 심해지는 것은 여유각이 “작을” 때입니다.
② 상면경사각(back rake angle)은 공작물의 경도가 높을수록 작아져야 하며, 음의 값을 갖기도 한다.
오답입니다 단단한 재료일수록 날끝 보강을 위해 경사각을 작게 하거나 음으로 줍니다.
③ 앞날각(end cutting edge angle)과 옆날각(side cutting edge angle)은 칩 형성, 공구강도, 절삭력에 영향을 미친다.
오답입니다 앞날각·옆날각은 칩의 흐름 방향과 날끝 강도, 절삭력 분포를 좌우합니다.
④ 노즈반경(nose radius)이 작을수록 공구 강도가 감소하고 가공면이 거칠어진다.
오답입니다 노즈반경이 작으면 날끝이 약해지고 이론 표면거칠기도 커집니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 여유각(relief angle)이 너무 크면 플랭크 마멸이 심해진다.
여유각은 공구 여유면이 가공면에 스치지 않도록 두는 각으로, 너무 작으면 여유면이 가공면과 문질러져 플랭크 마멸이 심해지고, 너무 크면 날끝이 얇아져 강도가 떨어지고 치핑·파손이 생깁니다. 따라서 여유각이 크면 플랭크 마멸이 심해진다는 ①이 옳지 않습니다. 이론 표면거칠기가 h = f²/(8R)이므로 노즈반경 R이 작으면 가공면이 거칠어진다는 ④는 옳습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 절삭가공 # 단인공구 # 여유각 # 경사각 # 노즈반경 # 플랭크마멸
댓글
댓글 쓰기