2011년 국가직 7급 기계공작법 우책형 기출문제 풀이
2011 7급 국가직 기계공작법 우책형
아래 그림과 같은 표적중앙을 타깃으로 한 사격 결과를 이용하여 기계가공에서의 정확도와 정밀도를 비교한 설명으로 옳은 것은?
① (가)와 (나)는 (다)와 (라)보다 정밀하다.
정답입니다 (가)·(나)는 탄착점이 좁게 모여 산포가 작으므로 더 정밀합니다.
② (가)와 (나)는 (다)와 (라)보다 정확하다.
오답입니다 (나)는 탄착군 전체가 좌측 위로 치우쳐 있어 정확하지 않습니다.
③ (가)와 (다)는 (나)와 (라)보다 정밀하다.
오답입니다 (다)는 표적 전체에 흩어져 있어 정밀도가 낮습니다.
④ (나)는 (다)보다 정확하지만 정밀하지는 않다.
오답입니다 (나)는 정밀하지만 부정확하고 (다)는 정확하지만 부정밀해 설명이 뒤바뀌었습니다.
정답과 해설 보기
정답 ① (가)와 (나)는 (다)와 (라)보다 정밀하다.
정확도(accuracy)는 탄착점의 평균이 표적 중심에 얼마나 가까운가이고, 정밀도(precision)는 탄착점끼리 얼마나 좁게 모여 있는가, 즉 산포의 작음입니다. 그림에서 (가)는 중심에 좁게 모여 정확하고 정밀하며, (나)는 좁게 모였으나 중심에서 벗어나 정밀하지만 부정확하고, (다)는 중심 둘레에 넓게 흩어져 정확하나 부정밀하며, (라)는 둘 다 나쁩니다. 산포만 놓고 보면 (가)·(나)가 (다)·(라)보다 확실히 좁습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 정밀도 # 정확도 # 산포 # 탄착군 # 측정오차
절삭온도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 절삭온도는 공작물의 강도가 크고, 열전도도가 작을수록 높아진다.
오답입니다 강도가 크면 절삭일이 커지고 열전도도가 작으면 열이 빠져나가지 못합니다.
② 열의 주된 발생원은 주전단부와 공구－칩 접촉면으로, 전단과 마찰로 소모된 일의 대부분이 열로 변환된다.
오답입니다 주전단면의 소성변형과 공구－칩 접촉면의 마찰이 절삭열의 두 발생원입니다.
③ 절삭속도가 증가할수록 공구나 공작물로 전달되는 열에 비해 칩으로 방출되는 열의 비율이 커진다.
오답입니다 고속일수록 열이 발생 즉시 칩과 함께 실려 나가 칩의 분담 비율이 커집니다.
④ 절삭가공에서 공구의 최고 온도점은 날 끝에 위치한다.
정답입니다 최고 온도점은 날 끝이 아니라 경사면의 칩 접촉 구간 중간쯤에 나타납니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 절삭가공에서 공구의 최고 온도점은 날 끝에 위치한다.
절삭열은 주전단면의 소성변형과 공구 경사면－칩 접촉면의 마찰에서 대부분 발생하며, 소모된 일의 거의 전부가 열로 바뀝니다. 칩은 경사면 위를 미끄러지는 동안 마찰열을 계속 받으므로, 공구의 최고 온도점은 날 끝이 아니라 날 끝에서 조금 떨어진 경사면의 칩 접촉 구간 중앙 부근에 생기며 여기서 크레이터 마모가 시작됩니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 절삭가공 # 절삭온도 # 절삭열 # 경사면마찰 # 크레이터마모
다이캐스팅(die casting)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 용탕에 압력을 가하여 금속제 영구주형에 충전시키는 주조 공정이다.
오답입니다 용탕에 고압을 걸어 금속제 영구주형에 밀어 넣는 것이 다이캐스팅입니다.
② 금형은 냉각수나 냉각유로 냉각하여 수명을 연장하고 주물의 냉각속도를 높인다.
오답입니다 금형 냉각은 금형 수명을 늘리고 주물의 응고를 빠르게 합니다.
③ 알루미늄이나 구리 합금의 경우 열가압실형(hot chamber type)이 널리 사용된다.
정답입니다 알루미늄·구리 합금은 융점이 높아 냉가압실형을 사용합니다.
④ 다른 영구주형주조에 비하여 일반적으로 생산성이 높다.
오답입니다 고압 충전과 짧은 사이클타임 덕분에 대량생산성이 매우 높습니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 알루미늄이나 구리 합금의 경우 열가압실형(hot chamber type)이 널리 사용된다.
열가압실형은 주입장치(구스넥과 플런저)가 용탕 도가니 속에 잠겨 있으므로, 융점이 낮고 주입장치의 철 성분을 녹여 내지 않는 아연·주석·납 합금에만 쓸 수 있습니다. 알루미늄·마그네슘·구리 합금은 융점이 높고 철을 침식시키므로, 용탕을 국자로 퍼서 별도의 슬리브에 부은 뒤 밀어 넣는 냉가압실형(cold chamber type)을 씁니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 주조 # 다이캐스팅 # 열가압실형 # 냉가압실형 # 영구주형
사형주조물을 설계할 때 고려해야 할 사항으로 옳은 것만을 고른 것은?
ㄱ. 단면의 급격한 변화는 피한다. |
① ㄱ, ㄴ, ㄹ
오답입니다 ㄴ의 수지상 결정은 오히려 억제해야 할 조직입니다.
② ㄱ, ㄴ, ㅁ
오답입니다 ㄴ과 ㅁ이 모두 잘못된 설계 지침입니다.
③ ㄱ, ㄷ, ㄹ
정답입니다 단면 변화 완화, 압탕을 향한 방향성 응고, 모형 분리성이 모두 옳습니다.
④ ㄷ, ㄹ, ㅁ
오답입니다 ㅁ의 두꺼운 벽·리브 억제는 수축결함을 키우므로 옳지 않습니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ ㄱ, ㄷ, ㄹ
사형주조 설계에서는 급격한 단면 변화를 피해 응력집중과 수축결함을 막고(ㄱ), 압탕이 가장 늦게 굳도록 주물에서 압탕 쪽으로 방향성 응고가 진행되게 하며(ㄷ), 구배(draft)를 주어 모형을 주형에서 뽑을 수 있게 합니다(ㄹ). 반면 수지상 결정은 편석과 미세수축을 일으켜 억제 대상이고(ㄴ), 강성은 벽을 두껍게 하는 대신 리브를 적극 활용해 확보하는 것이 유리합니다(ㅁ). 따라서 ③입니다.
키워드 # 주조 # 사형주조 # 주물설계 # 압탕 # 방향성응고 # 수지상정
주물 결함 중에서 콜드셧(cold shut)에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 주형 공동을 완전히 채우기 전에 응고된 주물이다.
오답입니다 주형 공동을 다 채우지 못하고 굳은 것은 미스런(misrun)입니다.
② 양쪽에서 이미 응고가 시작된 용탕이 만나 용탕의 결합이 어려운 상태가 되었을 때 발생한다.
정답입니다 두 용탕 선단이 만나고도 융합되지 못해 경계가 남는 것이 콜드셧입니다.
③ 용탕을 주입할 때에 모래나 슬래그(slag) 등의 불순물이 주물에 형성된 것이다.
오답입니다 모래나 슬래그가 말려 들어간 것은 개재물(inclusion) 결함입니다.
④ 용탕의 응고 수축으로 인하여 주물의 표면이 움푹 파지거나 내부에 빈 공간이 생긴 것이다.
오답입니다 응고 수축으로 표면이 파이거나 내부가 비는 것은 수축공입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 양쪽에서 이미 응고가 시작된 용탕이 만나 용탕의 결합이 어려운 상태가 되었을 때 발생한다.
콜드셧은 두 갈래로 갈라져 흘러온 용탕의 선단이 이미 식어 산화피막이 생긴 상태로 만나, 서로 완전히 융합하지 못하고 이음매 같은 경계선을 남기는 결함입니다. 용탕 온도가 낮거나 주입속도가 느려 유동성이 부족할 때, 또는 게이트 배치가 나빠 합류가 늦을 때 생깁니다. 주형을 다 채우지 못한 미스런, 개재물, 수축공과는 뚜렷이 구분되는 결함입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 주조 # 주물결함 # 콜드셧 # 미스런 # 수축공
단조가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 단조가공품은 주조에서 생긴 기포나 불순물이 제거되거나 압착된다.
오답입니다 단조 압력으로 주조 기포가 압착되고 불순물이 분산·제거됩니다.
② 단조가공품은 연속적인 조직의 단류선이 형성되어 재료 강도가 절삭가공품에 비해 약하다.
정답입니다 단류선이 끊기지 않고 이어지므로 오히려 강도와 인성이 좋아집니다.
③ 복잡하고 큰 제품의 단조가공은 주조가공에 비해 가공이 어렵고 경제적으로 불리하다.
오답입니다 크고 복잡한 형상은 금형·설비 부담이 커서 주조가 유리합니다.
④ 단조가공은 주조조직인 조대한 주상정 조직을 미세하고 치밀한 조직으로 바꾸는 효과가 있다.
오답입니다 단조는 조대한 주상정을 깨뜨려 미세한 등축정 조직으로 바꿉니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 단조가공품은 연속적인 조직의 단류선이 형성되어 재료 강도가 절삭가공품에 비해 약하다.
단조는 소재를 소성변형시키므로 결정립이 미세해지고, 섬유상 조직인 단류선(metal flow line)이 제품 형상을 따라 끊기지 않고 이어집니다. 반면 절삭가공품은 소재의 단류선을 칼로 잘라 내기 때문에 하중이 걸리는 방향으로 조직이 끊겨 있습니다. 그래서 같은 재료라도 단조품이 절삭가공품보다 강도와 충격 인성이 우수하므로 ②는 설명이 뒤바뀐 것입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 소성가공 # 단조 # 단류선 # 주상정 # 결정립미세화
절삭가공에서 절삭조건의 선정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 선삭에서 단위부품당 총 생산시간은 부품취급시간, 가공시간, 부품당 공구교환시간의 합으로 계산된다.
오답입니다 단위부품당 총 시간은 부품취급시간, 가공시간, 공구교환 분담시간의 합입니다.
② 주어진 절삭가공 공정에서 최대생산속도를 위한 절삭속도는 최소비용을 위한 절삭속도보다 항상 빠르다.
오답입니다 최대생산율을 위한 절삭속도는 언제나 최소비용 절삭속도보다 빠릅니다.
③ 경한 공구재료(CBN, 세라믹 등)는 높은 이송속도에 적합하다.
정답입니다 경하지만 취성이 큰 공구는 이송을 크게 하면 치핑·결손이 생깁니다.
④ 황삭공정의 이송속도는 최대 소재제거율을 위하여 가능하면 크게 정해야 한다.
오답입니다 황삭은 소재제거율이 목적이므로 이송을 되도록 크게 잡습니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 경한 공구재료(CBN, 세라믹 등)는 높은 이송속도에 적합하다.
CBN·세라믹처럼 경도와 내열성이 뛰어난 공구재료는 대신 인성이 낮아 충격에 약합니다. 이송속도를 키우면 날 하나에 걸리는 절삭력과 단속 충격이 커져 날이 깨지므로, 이런 공구는 이송을 작게 잡고 대신 절삭속도를 높이는 조건에서 성능을 발휘합니다. 절삭속도－공구수명 관계에서 최대생산율 속도가 최소비용 속도보다 빠른 것은 옳은 설명입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 절삭가공 # 절삭조건 # 공구수명 # 세라믹공구 # 최소비용속도
다음 설명 모두를 가장 잘 만족하는 가공법으로 옳은 것은?
○ 구멍을 더욱 정확한 크기로 가공하거나 다듬질 정도를 개선하기 위하여 구멍 내면에서 소량의 재료를 제거하는 공정임 |
① 리밍(reaming)
정답입니다 드릴 구멍을 다인공구인 리머로 소량만 깎아 다듬는 공정입니다.
② 호빙(hobbing)
오답입니다 호빙은 호브로 기어 이를 창성해 깎는 기어절삭입니다.
③ 브로칭(broaching)
오답입니다 브로칭은 이가 점점 커지는 브로치를 1행정으로 밀거나 당기는 가공입니다.
④ 보링(boring)
오답입니다 보링은 단인공구로 구멍을 넓히는 가공이라 다인공구를 쓰지 않습니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 리밍(reaming)
리밍은 이미 뚫린 구멍의 내면에서 0.1~0.5 mm 정도의 아주 얇은 여유량만 깎아 치수 정밀도와 표면거칠기를 끌어올리는 다듬질 공정입니다. 리머는 원주에 여러 개의 날이 배열된 다인공구이며, 드릴링 머신 주축에 물린 드릴을 리머로 바꿔 끼우기만 하면 같은 기계에서 이어서 작업할 수 있습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 절삭가공 # 리밍 # 리머 # 다인공구 # 구멍가공
선삭가공에서 공구에 작용하는 절삭저항과 그 3차원 분력(주분력, 배분력, 이송분력)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 세 방향의 분력 중에서 일반적으로 주분력이 가장 크다.
오답입니다 주분력 : 배분력 : 이송분력은 대략 10 : 2~4 : 1~2 로 주분력이 최대입니다.
② 절삭속도의 증가는 거의 비례적으로 절삭저항의 증가를 일으킨다.
정답입니다 절삭속도가 빨라지면 온도 상승과 전단각 증가로 절삭저항은 오히려 줄어듭니다.
③ 절삭저항의 크기는 공작물의 재질에 따라 달라지나, 공구의 재질에는 거의 관계가 없다.
오답입니다 절삭저항은 공작물의 전단강도가 좌우하고 공구재질의 영향은 작습니다.
④ 각 분력들의 상대적 크기는 경사각, 설치각에 영향을 받는다.
오답입니다 경사각과 설치각이 달라지면 세 분력의 상대적 크기가 달라집니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 절삭속도의 증가는 거의 비례적으로 절삭저항의 증가를 일으킨다.
절삭저항의 크기를 지배하는 것은 절삭단면적(절삭깊이×이송)과 공작물의 비절삭저항입니다. 절삭속도가 빨라지면 절삭점 온도가 올라 재료가 연화되고 전단각이 커지면서 전단면적이 줄어들므로 절삭저항은 오히려 완만하게 감소합니다. 즉 절삭속도와 절삭저항은 비례 관계가 아닙니다. 3분력은 주분력이 가장 크고 배분력, 이송분력 순이며 그 비는 공구의 경사각·설치각에 따라 달라집니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 절삭가공 # 절삭저항 # 주분력 # 배분력 # 이송분력 # 경사각
소성가공에서 사용하는 응력－변형률 선도를 나타내는 유동응력(flow stress)식에 영향을 주는 주된 인자로 옳지 않은 것은?
① 재료의 종류
오답입니다 재료마다 강도계수 K와 가공경화지수 n의 값이 다릅니다.
② 공작물 치수
정답입니다 유동응력은 단위면적당 응력이라 소재의 크기와는 무관합니다.
③ 변형률 속도
오답입니다 변형률 속도는 변형률속도 민감지수 m을 통해 유동응력을 좌우합니다.
④ 가공온도
오답입니다 온도가 올라가면 K가 낮아지고 n이 작아져 유동응력이 떨어집니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 공작물 치수
유동응력은 소성변형이 계속 진행되게 하는 데 필요한 그 순간의 응력으로, 상온에서는 가공경화식 σ = Kεⁿ, 고온에서는 변형률속도 의존식 σ = C(dε/dt)ᵐ 로 나타냅니다. 여기 들어가는 K, n, C, m 은 재료의 종류, 가공온도, 변형률 속도에 따라 정해집니다. 응력은 단위면적당 힘으로 정의되는 재료 고유의 물성값이므로 공작물의 치수는 인자가 되지 않습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 소성가공 # 유동응력 # 가공경화지수 # 변형률속도 # 고온가공
절삭가공에서 공구마모의 발생 메커니즘에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 고속절삭에서 공구표면의 일부분이 칩이나 공작물에 붙어 떨어져 나가면서 발생하는 응착마모
오답입니다 응착마모는 접촉점이 응착되었다가 뜯겨 나가면서 진행되는 마모입니다.
② 저속절삭에서 구성인선의 파편이나 공작물 속의 경질입자에 의한 연삭마모
오답입니다 연삭(어브레시브)마모는 경질입자가 공구면을 긁어 내는 마모입니다.
③ 공구의 구성 원자가 고온․고압 하에 밀착된 칩 또는 공작물로 이동하여 발생하는 확산마모
오답입니다 확산마모는 고온에서 공구 성분 원자가 칩·공작물 쪽으로 확산해 생깁니다.
④ 고속절삭에서 공구와 공작물 사이에 발생하는 고열에 의하여 마모를 발생시키는 전도마모
정답입니다 “전도마모”라는 마모 메커니즘은 없으며 고온에서는 확산·산화마모가 일어납니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 고속절삭에서 공구와 공작물 사이에 발생하는 고열에 의하여 마모를 발생시키는 전도마모
공구마모의 주된 메커니즘은 응착(adhesive)마모, 연삭(abrasive)마모, 확산(diffusion)마모, 산화(oxidation)마모와 미세 파손인 치핑입니다. 고속절삭으로 절삭점 온도가 높아지면 공구 성분이 칩 쪽으로 옮겨 가는 확산마모와 공기 중 산소와 반응하는 산화마모가 주로 나타납니다. 열이 전도되어 그 자체로 마모가 된다는 “전도마모”는 존재하지 않는 용어입니다. 따라서 ④입니다.
※ ③의 “고온․고압”은 원본 시험지가 가운뎃점 자리에 온점 계열 문자를 쓴 표기를 그대로 옮긴 것입니다.
키워드 # 절삭가공 # 공구마모 # 응착마모 # 확산마모 # 산화마모
치수효과(size effect)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 치수효과는 공구의 무딘 날 끝에 작용하는 압괴력(plowing force)의 존재에 기인한다.
오답입니다 무딘 날 끝이 소재를 밀어붙이는 압괴력이 치수효과의 원인입니다.
② 변형전 칩 두께(undeformed chip thickness)가 클수록 비절삭에너지는 증가한다.
정답입니다 칩 두께가 작을수록 비절삭에너지가 커지므로 설명이 뒤바뀌었습니다.
③ 선삭가공과 비교할 때 연삭가공의 비절삭에너지가 상대적으로 크다.
오답입니다 연삭은 칩 두께가 극히 얇아 선삭보다 비절삭에너지가 훨씬 큽니다.
④ 치수효과는 절삭깊이가 아주 작은 미소절삭가공(micromachining)에서 더욱 중요한 역할을 한다.
오답입니다 절삭깊이가 작을수록 압괴력의 비중이 커져 치수효과가 두드러집니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 변형전 칩 두께(undeformed chip thickness)가 클수록 비절삭에너지는 증가한다.
비절삭에너지는 단위 체적을 제거하는 데 드는 에너지입니다. 변형전 칩 두께가 얇아질수록 날 끝 반지름에 대한 칩 두께의 비가 작아져 실제 전단에 쓰이지 않는 압괴(plowing)·마찰 에너지의 비중이 커지므로 비절삭에너지가 급격히 커지는데, 이것이 치수효과입니다. 그래서 칩 두께가 마이크로미터 수준인 연삭이 선삭보다 비절삭에너지가 크고, 미소절삭가공에서 치수효과가 더 중요해집니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 절삭가공 # 치수효과 # 비절삭에너지 # 칩두께 # 미소절삭
하이드로포밍(hydroforming) 공정의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 전통적인 방법으로는 불가능한 복잡한 형상의 제품을 성형할 수 있다.
오답입니다 액압으로 부풀리므로 전통적 프레스로는 어려운 복잡 형상도 성형됩니다.
② 둘 이상의 부품을 일체로 성형함에 따라 결합을 위한 용접이 불필요하다.
오답입니다 여러 부품을 하나로 성형해 결합용 용접 공정을 없앨 수 있습니다.
③ 조정공정을 통하여 제품의 형상과 치수의 정확성을 높일 수 있다.
오답입니다 캘리브레이션(조정) 공정으로 형상과 치수 정밀도를 높일 수 있습니다.
④ 변형경화 효과가 있으므로 주물제품에 비하여 벽두께를 크게 해야 한다.
정답입니다 변형경화로 강도가 올라가므로 벽두께는 오히려 얇게 할 수 있습니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 변형경화 효과가 있으므로 주물제품에 비하여 벽두께를 크게 해야 한다.
하이드로포밍은 튜브나 판재 안쪽에 고압의 액체를 넣어 금형 형상대로 부풀리는 성형법으로, 자동차 차체나 서브프레임처럼 단면이 변하는 부재를 이음매 없이 일체로 만들 수 있습니다. 성형 과정에서 소재가 고르게 변형경화되어 강도가 올라가므로, 같은 강성을 내면서도 주물이나 프레스·용접 구조에 비해 벽두께를 얇게 하여 경량화할 수 있습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 소성가공 # 하이드로포밍 # 액압성형 # 변형경화 # 경량화
래핑(lapping) 공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 래핑은 공구인 랩의 형상을 전사하는 가공으로 랩의 형상을 유지 관리하여야 한다.
오답입니다 랩의 형상이 그대로 전사되므로 랩 자체를 정밀하게 관리해야 합니다.
② 래핑은 평면형상 가공에 사용되고 곡면에는 거의 사용하지 않는다.
정답입니다 강구, 렌즈 구면, 게이지 원통면 등 곡면 래핑도 널리 쓰입니다.
③ 래핑에서는 1/1000 mm 이하의 공차를 얻는 가공이 가능하다.
오답입니다 래핑은 1 μm 이하의 치수공차와 초정밀 표면을 얻을 수 있습니다.
④ 래핑의 압력은 피삭재의 종류에 따라 조절한다.
오답입니다 연질재는 낮은 압력, 경질재는 높은 압력으로 래핑압력을 조절합니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 래핑은 평면형상 가공에 사용되고 곡면에는 거의 사용하지 않는다.
래핑은 공작물과 랩 사이에 랩제(미세 연마입자)와 래핑액을 넣고 상대운동을 시켜 극미량을 깎아 내는 정밀 다듬질 가공입니다. 블록게이지 같은 평면뿐 아니라 볼베어링의 강구, 광학렌즈의 구면, 플러그게이지의 원통 내외면처럼 곡면 가공에도 그 형상에 맞는 랩을 만들어 널리 사용합니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 연삭가공 # 래핑 # 랩제 # 다듬질가공 # 표면거칠기
기계제도에서 사용하는 기하공차를 표시한 기호에서 위치공차를 나타내는 기호가 아닌 것은?
①
오답입니다 원에 십자선을 겹쳐 그린 위치도 기호로, 위치공차입니다.
②
오답입니다 크기가 다른 두 동심원으로 그린 동심도(동축도) 기호로, 위치공차입니다.
③
오답입니다 긴 선 위아래에 짧은 선을 나란히 그은 대칭도 기호로, 위치공차입니다.
④
정답입니다 원 양쪽에 평행한 사선을 그은 원통도 기호로, 모양(형상)공차입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 원통도(cylindricity) 기호 — 원의 양쪽에 평행한 두 사선을 그은 기호
기하공차의 위치공차에는 위치도, 동축도(동심도), 대칭도가 속하며 모두 데이텀을 기준으로 규제합니다. 보기 ①은 원에 십자선을 겹친 위치도, ②는 두 동심원인 동심도, ③은 긴 선 위아래에 짧은 선을 그은 대칭도로 셋 다 위치공차 기호입니다. 반면 ④는 원의 양쪽에 평행한 두 사선을 그은 원통도 기호로, 데이텀이 필요 없는 단독 형체의 모양(형상)공차에 속합니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 제도 # 기하공차 # 위치공차 # 모양공차 # 원통도 # 대칭도
그룹 테크놀러지(Group Technology)의 장점으로 옳지 않은 것은?
① 생산기계의 재배치가 필요 없어 간단하게 적용할 수 있다.
정답입니다 유사 부품군 전용 셀을 꾸미려면 대규모 기계 재배치가 뒤따릅니다.
② 공정계획 및 생산일정계획이 단순화된다.
오답입니다 부품군마다 표준 공정을 쓰므로 공정계획·일정계획이 단순해집니다.
③ 기계의 이용률이 향상된다.
오답입니다 유사 부품을 묶어 가공해 준비교체가 줄고 기계 가동률이 올라갑니다.
④ 공구, 고정구 등의 표준화를 활성화시킨다.
오답입니다 한 부품군은 형상이 비슷하므로 공구·고정구를 공용·표준화할 수 있습니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 생산기계의 재배치가 필요 없어 간단하게 적용할 수 있다.
그룹 테크놀러지는 형상과 가공공정이 비슷한 부품을 부품군(part family)으로 묶고, 그 부품군을 전담해 가공하는 기계군, 즉 가공 셀을 구성하는 방식입니다. 따라서 기능별로 흩어져 있던 기계를 셀 단위로 옮기는 대규모 재배치와 부품 코드화 작업이 반드시 필요하며, 이 초기 비용과 혼란이 GT 도입의 가장 큰 부담으로 꼽힙니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 자동화 # 그룹테크놀러지 # 부품군 # 셀형생산 # 공정계획
숏피닝(shot peening) 가공을 가장 효과적으로 적용할 수 있는 부품은?
① 압축하중을 받는 부품
오답입니다 압축응력이 걸리는 부위는 균열이 벌어지지 않아 효과가 작습니다.
② 인장하중을 받는 부품
오답입니다 정적 인장하중만 받는 부품에는 큰 이득이 없습니다.
③ 반복하중을 받는 부품
정답입니다 표면 압축잔류응력이 피로균열의 발생과 진전을 막아 피로수명이 늘어납니다.
④ 굽힘하중을 받는 부품
오답입니다 굽힘도 반복될 때 의미가 있으므로 반복하중이 더 포괄적인 답입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 반복하중을 받는 부품
숏피닝은 작은 강구를 고속으로 뿌려 표면층을 소성변형시키고 그 자리에 압축잔류응력을 남기는 표면처리입니다. 피로파괴는 표면의 인장응력에서 균열이 시작되므로, 표면에 압축잔류응력이 깔려 있으면 실제로 작용하는 인장응력이 상쇄되어 균열의 발생과 진전이 억제됩니다. 그래서 스프링, 기어, 축처럼 반복(교번)하중을 받아 피로가 문제 되는 부품에 가장 효과적입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 표면처리 # 숏피닝 # 압축잔류응력 # 피로수명 # 반복하중
특수가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 화학가공은 미세한 가공에는 적합하나 넓은 면적을 가공하기에는 비효율적이다.
정답입니다 화학밀링은 오히려 넓은 면을 한꺼번에 얕게 깎는 데 유리합니다.
② 전해가공은 전기적으로 도체인 재료를 대상으로 하며 부도체인 경우 가공이 불가능하다.
오답입니다 전해가공은 전기화학적 용해를 이용하므로 도체만 가공할 수 있습니다.
③ 방전가공은 복잡한 형상의 캐비티(cavity)를 제작하는데 편리하다.
오답입니다 방전가공은 전극 형상을 그대로 전사해 금형 캐비티를 만들기 좋습니다.
④ 와이어 컷 방전가공은 2차원 형상의 금형을 제작하는데 유용하다.
오답입니다 와이어 컷 방전가공은 윤곽을 따라 잘라 내므로 2차원 형상 금형에 적합합니다.
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정답 ① 화학가공은 미세한 가공에는 적합하나 넓은 면적을 가공하기에는 비효율적이다.
화학가공(화학밀링)은 깎지 않을 부분을 마스킹한 뒤 부식액에 담가 노출된 면을 균일하게 용해시키는 방법입니다. 공구가 닿는 면적의 제한이 없으므로 항공기 외판처럼 넓은 면을 얕게 깎아 무게를 줄이는 대면적 가공에 오히려 유리하고, 대신 깊이 파고들면 옆으로도 함께 침식되는 언더컷 때문에 깊은 가공과 미세 형상에는 불리합니다. 설명이 거꾸로 되어 있습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 특수가공 # 화학가공 # 화학밀링 # 전해가공 # 방전가공
연삭숫돌의 결합도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 결합도란 연삭숫돌 입자의 결합 강도이다.
오답입니다 결합도는 결합제가 숫돌입자를 붙잡고 있는 힘의 세기를 뜻합니다.
② 재질이 연한 공작물에는 결합도가 높은 숫돌을, 재질이 단단한 공작물에는 결합도가 낮은 숫돌을 사용한다.
오답입니다 연질재는 입자가 잘 무뎌지지 않아 결합도가 높은 숫돌을, 경질재는 입자가 빨리 무뎌지므로 결합도가 낮은 숫돌을 씁니다.
③ 접촉면적이 크고 연삭깊이가 깊을 때는 결합도가 낮은 숫돌을 사용한다.
오답입니다 접촉면적이 크고 연삭깊이가 깊으면 부하가 커 결합도가 낮은 숫돌을 씁니다.
④ 연삭숫돌의 회전속도가 클 때에는 결합도가 높은 숫돌을 사용한다.
정답입니다 원주속도가 빠를 때는 결합도가 낮은(연한) 숫돌을 써야 합니다.
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정답 ④ 연삭숫돌의 회전속도가 클 때에는 결합도가 높은 숫돌을 사용한다.
결합도는 숫돌입자를 붙들고 있는 결합제의 세기이며, 무뎌진 입자가 제때 떨어져 나가는 자생작용이 알맞게 일어나도록 가공조건에 맞춰 고릅니다. 숫돌의 회전(원주)속도가 빠르면 같은 시간에 일하는 입자 수가 많아져 입자 하나에 걸리는 힘이 작아지고, 그만큼 무뎌진 입자가 스스로 떨어져 나가지 못합니다. 그래서 결합도가 낮은(연한) 숫돌을 써서 자생작용이 제때 일어나게 해야 하며, 반대로 원주속도가 느릴 때는 입자에 걸리는 힘이 커서 쉽게 탈락하므로 결합도가 높은 숫돌을 씁니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 연삭가공 # 연삭숫돌 # 결합도 # 자생작용 # 원주속도
제조고려설계(design for manufacturing)의 일반 지침으로 옳지 않은 것은?
① 가능하면 상용화된 표준 부품을 사용한다.
오답입니다 표준 부품은 조달이 쉽고 값이 싸며 품질이 이미 검증되어 있습니다.
② 가능하면 여러 제품에 사용가능한 공용 부품을 사용한다.
오답입니다 공용 부품은 부품 종류를 줄여 재고와 관리비를 낮춥니다.
③ 가능하면 고무, 벨트, 개스킷 등 유연한 부품을 사용한다.
정답입니다 유연한 부품은 자동 공급·정렬·조립이 어려워 되도록 피해야 합니다.
④ 가능하면 부품과 제품의 형상은 포장이 용이하도록 설계한다.
오답입니다 포장·운반을 고려한 형상은 물류비와 운송 중 파손을 줄입니다.
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정답 ③ 가능하면 고무, 벨트, 개스킷 등 유연한 부품을 사용한다.
제조고려설계는 부품의 수와 종류를 줄이고 표준품·공용품을 쓰며, 취급과 조립이 쉬운 형상을 택하라고 요구합니다. 고무 호스, 벨트, 개스킷, 전선처럼 유연한 부품은 형상이 일정하지 않아 자동 공급기로 정렬하기 어렵고 서로 엉키거나 손상되기 쉬워 조립 자동화를 방해합니다. 그래서 유연한 부품은 되도록 줄이는 것이 지침이므로 ③은 반대로 쓰인 설명입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 자동화 # 제조고려설계 # 표준부품 # 공용부품 # 조립성
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