2012년 국가직 7급 기계공작법 인책형 기출문제 풀이
2012 7급 국가직 기계공작법 인책형
공차(tolerance)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 특정치수의 허용된 범위를 의미한다.
오답입니다 공차는 최대허용치수와 최소허용치수의 차, 곧 허용 범위입니다.
② 공차에는 치수공차와 기하공차가 있다.
오답입니다 치수공차와 기하공차(형상·자세·위치·흔들림)로 나뉩니다.
③ 공차한계 측면에서는 선삭의 공차가 사형주조법의 공차보다 크다.
정답입니다 선삭이 사형주조보다 훨씬 정밀하므로 공차는 오히려 작습니다.
④ 공차를 허용해야만 하는 이유는 작업자의 숙련도 미숙, 공작기계의 정밀도 한계 및 외부환경 등에 의한 오차를 고려하여야 하기 때문이다.
오답입니다 숙련도·기계정밀도·환경오차 때문에 공차를 두는 것이 맞습니다.
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정답 ③ 공차한계 측면에서는 선삭의 공차가 사형주조법의 공차보다 크다.
공차는 허용되는 치수 범위이므로 정밀한 공정일수록 작게 잡습니다. 사형주조는 모래 주형의 붕괴·수축 때문에 치수공차가 ±1 mm 수준으로 크지만, 선삭은 절삭공구로 다듬으므로 0.01~0.05 mm 급의 훨씬 작은 공차를 확보할 수 있습니다. 따라서 선삭의 공차가 더 크다는 설명은 반대로 뒤집힌 것입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 정밀도 # 공차 # 치수공차 # 기하공차 # 사형주조 # 선삭
탕구계의 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 응고속도와 주입속도 등을 조절할 수 있어야 한다.
오답입니다 탕구계는 주입속도와 응고속도를 조절하는 통로 역할을 합니다.
② 탕구계 형상 설계에서 단면은 원형보다 사각형이 좋다.
정답입니다 같은 단면적이면 원형이 둘레가 짧아 열손실·마찰이 작습니다.
③ 탕구계에서 단면이 좁아질수록 유동의 속도가 빨라진다.
오답입니다 연속방정식 A₁v₁ = A₂v₂ 이므로 단면이 좁아지면 유속이 빨라집니다.
④ 유체의 밀도는 일정하다고 가정하는 비압축성 유체에 대한 연속방정식을 사용한다.
오답입니다 용탕은 비압축성으로 보고 연속방정식과 베르누이식을 적용합니다.
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정답 ② 탕구계 형상 설계에서 단면은 원형보다 사각형이 좋다.
탕구계 설계는 용탕을 난류 없이 빠르고 고르게 채우는 것이 목적이므로, 같은 단면적일 때 둘레가 가장 짧은 원형 단면이 유리합니다. 사각형은 둘레가 길어 열손실과 벽면 마찰이 커지고 모서리에서 와류가 생겨 개재물이 말려 들어가기 쉽습니다. 나머지는 비압축성 연속방정식으로 설명되는 옳은 내용입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 주조 # 탕구계 # 연속방정식 # 용탕유동 # 비압축성유체
제품 형상 자체의 모형을 복제하여 주형을 준비하는 과정이 필요한 주조법은?
① 연속주조법(continuous casting)
오답입니다 연속주조는 모형 없이 수랭 몰드로 연속해서 뽑아내는 공정입니다.
② 다이캐스팅주조법(die casting)
오답입니다 다이캐스팅은 금속 금형(다이)을 쓰며 별도 모형 복제가 없습니다.
③ 셀몰드주조법(shell mold casting)
정답입니다 금속 모형에 레진 코팅사를 붙여 구운 껍질 주형을 만듭니다.
④ 진원심주조법(true centrifugal casting)
오답입니다 진원심주조는 회전 금형과 원심력으로 채우며 모형이 없습니다.
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정답 ③ 셀몰드주조법(shell mold casting)
소모성 주형을 쓰는 주조법은 제품 형상을 본뜬 모형(pattern)으로 주형을 떠야 합니다. 셸몰드법은 가열한 금속 모형에 레진이 섞인 규사를 부착·경화시켜 얇은 껍질 주형을 만드는 공정이므로 모형 복제 과정이 반드시 필요합니다. 반면 연속주조·다이캐스팅·진원심주조는 영구주형(금형)을 직접 쓰므로 모형을 뜨는 과정이 없습니다. 따라서 ③입니다.
※ ③의 “셀몰드”는 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것으로, 외래어 표기법상으로는 “셸 몰드”입니다.
키워드 # 주조 # 셸몰드주조 # 모형 # 소모성주형 # 영구주형
주조공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 소모성주형에서 구배(draft)는 주형에서 모형(pattern)이 잘 빠져 나오도록 하기 위함이다.
오답입니다 소모성주형은 모형을 빼내야 하므로 구배가 필요합니다.
② 영구주형에서 구배(draft)는 주형에서 제품이 잘 빠져 나오도록 하기 위함이다.
오답입니다 영구주형은 굳은 제품을 빼내야 하므로 구배가 필요합니다.
③ 일반적인 주조공정은 거의 유사하므로 각 주조공정에 따른 치수공차와 표면거칠기를 고려할 필요가 없다.
정답입니다 주조법마다 공차와 표면거칠기가 크게 달라 반드시 고려해야 합니다.
④ 다이캐스팅(die casting)은 열가압식(hot chamber type)이 냉가압식(cold chamber type)보다 제품생산율이 우수하다.
오답입니다 핫챔버는 용탕 이송 공정이 없어 사이클이 짧고 생산율이 높습니다.
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정답 ③ 일반적인 주조공정은 거의 유사하므로 각 주조공정에 따른 치수공차와 표면거칠기를 고려할 필요가 없다.
주조법은 주형 재료와 충전 방식에 따라 달성 가능한 정밀도가 크게 다릅니다. 사형주조는 치수공차가 ±1 mm 이상에 표면거칠기도 거친 반면, 다이캐스팅과 인베스트먼트주조는 ±0.1 mm 급 공차와 매끄러운 표면을 얻을 수 있습니다. 따라서 공정별 치수공차·표면거칠기를 고려할 필요가 없다는 ③은 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.
※ ④의 “열가압식·냉가압식”은 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것으로, 통상 “핫챔버식·콜드챔버식”으로 부릅니다.
키워드 # 주조 # 구배 # 다이캐스팅 # 치수공차 # 표면거칠기
금속 박판의 절단 공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 금속 박판의 절단은 두 개의 날카로운 날에 의한 전단(shearing) 작용으로 수행된다.
오답입니다 전단은 펀치와 다이의 두 날 사이에서 일어나는 전단파단입니다.
② 트리밍(trimming) 공정은 성형된 제품에서 과도한 부분을 제거하여 치수를 맞추는 절단작업이다.
오답입니다 트리밍은 성형품의 여분(플랜지·플래시)을 잘라내는 공정입니다.
③ 프레스 절단기의 상부 날은 전단력을 최소화하기 위해 경사지게 설계된다.
오답입니다 날에 경사(shear angle)를 주면 순간 전단면적이 줄어 힘이 작아집니다.
④ 블랭킹공정에서 펀치의 직경은 제품의 직경과 동일하게 설계된다.
정답입니다 블랭킹은 다이 치수가 제품 치수이고 펀치는 클리어런스만큼 작습니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 블랭킹공정에서 펀치의 직경은 제품의 직경과 동일하게 설계된다.
블랭킹은 떨어져 나온 조각이 제품이므로 제품 치수를 결정하는 것은 다이 구멍의 치수입니다. 따라서 펀치는 다이보다 양쪽 클리어런스(보통 판두께의 5~10 %)만큼 작게 만듭니다. 반대로 펀칭(피어싱)은 뚫린 구멍이 제품 치수이므로 펀치 치수를 제품에 맞추고 다이를 크게 합니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 소성가공 # 블랭킹 # 전단가공 # 클리어런스 # 트리밍
단조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 대량생산일 경우 단조는 절삭가공에 비하여 원가경쟁력의 측면에서 유리하다.
오답입니다 형이 준비되면 대량생산에서 단조가 절삭보다 재료·시간이 절약됩니다.
② 단조제품은 절삭제품에 비하여 강도 측면에서 품질이 우수하며, 후속된 열처리 공정 등을 통하여 재료의 미세구조 변화가 가능하다.
오답입니다 단조는 섬유상 조직이 형성되어 강도가 높고 열처리로 조직 조절이 됩니다.
③ 형단조에서는 플래쉬(flash)가 발생하지 않으며, 강의 온간단조품은 열간단조품에 비하여 정도가 높다.
정답입니다 일반 형단조에서는 여분 재료가 플래시로 빠져나와 반드시 생깁니다.
④ 자유단조는 고온에서 주로 이루어지며, 형단조에 비하여 정밀도는 높지 않다.
오답입니다 자유단조는 형이 없어 고온에서 하며 정밀도가 낮습니다.
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정답 ③ 형단조에서는 플래쉬(flash)가 발생하지 않으며, 강의 온간단조품은 열간단조품에 비하여 정도가 높다.
형단조(밀폐형단조를 제외한 통상의 형단조)에서는 금형을 완전히 채우기 위해 재료를 여유 있게 넣으므로 남는 재료가 다이 분할면 틈으로 흘러나와 플래시(flash)를 만들고, 이 플래시가 금형 충전 압력을 높이는 역할까지 합니다. 따라서 플래시가 발생하지 않는다는 앞부분이 옳지 않습니다. 뒷부분의 온간단조가 열간단조보다 산화·스케일이 적어 정도가 높다는 설명은 맞습니다. 따라서 ③입니다.
※ ③의 “플래쉬”는 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것으로 “플래시”의 오식입니다.
키워드 # 소성가공 # 단조 # 형단조 # 플래시 # 자유단조 # 온간단조
딥드로잉(deep drawing)의 공정변수로 옳지 않은 것은?
① 펀치(punch) 직경에 대한 블랭크(blank) 직경의 비
오답입니다 블랭크 직경과 펀치 직경의 비는 드로잉비로 핵심 공정변수입니다.
② 평판 작업롤(roll)의 회전속도
정답입니다 작업롤 회전속도는 압연의 변수로, 딥드로잉에는 롤이 없습니다.
③ 블랭크 홀더(blank holder)의 지지력
오답입니다 홀더 지지력이 작으면 주름, 크면 파단이 생기는 주요 변수입니다.
④ 펀치(punch)와 다이(die) 사이의 간극
오답입니다 펀치와 다이의 간극은 벽 두께와 아이어닝 정도를 좌우합니다.
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정답 ② 평판 작업롤(roll)의 회전속도
딥드로잉은 펀치가 블랭크를 다이 구멍으로 밀어 넣어 컵 모양을 만드는 공정이므로 드로잉비(블랭크 직경/펀치 직경), 블랭크 홀더 압력, 펀치–다이 간극, 다이 어깨 반지름, 윤활, 펀치 속도 등이 공정변수입니다. 평판 작업롤의 회전속도는 판재를 압연할 때의 변수이므로 딥드로잉과는 관계가 없습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 소성가공 # 딥드로잉 # 드로잉비 # 블랭크홀더 # 공정변수
프레스를 이용한 전단가공 및 성형가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 블랭킹(blanking)은 판재에서 전단되어 나온 조각이 제품이 되는 가공법이다.
오답입니다 블랭킹은 떨어져 나온 조각이 제품이고 남은 판은 스크랩입니다.
② 시밍(seaming)은 동일 형태의 부품을 2개로 분리하는 가공법이다.
정답입니다 시밍은 두 판재의 가장자리를 접어 겹쳐 잇는 접합 공정입니다.
③ 펀칭(punching)은 판재에서 구멍을 뚫고 남은 것을 제품으로 활용하는 가공법이다.
오답입니다 펀칭은 뚫린 구멍이 목적이고 빠져나온 조각이 스크랩입니다.
④ 컬링(curling)은 판재 또는 용기의 가장 자리를 둥글게 하는 가공법이다.
오답입니다 컬링은 가장자리를 말아 둥글게 하여 강성과 안전성을 높입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 시밍(seaming)은 동일 형태의 부품을 2개로 분리하는 가공법이다.
시밍은 통조림 캔 뚜껑처럼 두 장의 판재 가장자리를 서로 겹쳐 접어 눌러 붙이는 접합 공정입니다. 즉 분리가 아니라 결합을 목적으로 하는 성형가공이므로, 부품을 2개로 분리한다는 설명은 옳지 않습니다. 판재를 둘로 나누는 공정은 오히려 슬리팅(slitting)이나 파팅(parting)에 해당합니다. 따라서 ②입니다.
※ ④의 “가장 자리”는 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것으로 “가장자리”의 오식입니다.
키워드 # 소성가공 # 시밍 # 블랭킹 # 펀칭 # 컬링 # 프레스가공
선반가공 시 재료제거율(MRR, material removal rate)을 나타낸 것은?
① 절삭속도 × 이송
오답입니다 절삭속도 × 이송만으로는 깊이 방향 정보가 빠져 면적 차원입니다.
② 절삭속도 × 절삭깊이
오답입니다 절삭속도 × 절삭깊이도 이송이 빠져 체적 차원이 되지 않습니다.
③ 절삭깊이 × 이송
오답입니다 절삭깊이 × 이송은 칩 단면적일 뿐 단위시간 개념이 없습니다.
④ 절삭속도 × 이송 × 절삭깊이
정답입니다 MRR = v·f·d 로 세 인자를 모두 곱해야 체적/시간이 됩니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 절삭속도 × 이송 × 절삭깊이
선반 외경선삭에서 한 바퀴 돌 때 깎이는 칩의 단면적은 이송 f(mm/rev)와 절삭깊이 d(mm)의 곱입니다. 여기에 공구가 공작물 표면을 지나가는 속도인 절삭속도 v(m/min)를 곱하면 단위시간당 제거 체적이 됩니다. 즉 MRR = v × f × d이며 단위는 mm³/min입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 절삭가공 # 재료제거율 # 선삭 # 절삭속도 # 이송 # 절삭깊이
절삭비(cutting ratio)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 칩(chip)의 두께에 대한 절삭깊이의 비이다.
오답입니다 절삭비 r = t₀/ 로 칩두께에 대한 절삭깊이의 비가 맞습니다.
② 절삭비는 1보다 작다.
오답입니다 칩은 두꺼워지므로 > t₀ 이고 r은 항상 1보다 작습니다.
③ 절삭깊이의 역수로 나타낸다.
정답입니다 절삭비는 두 두께의 비이지 절삭깊이의 역수가 아닙니다.
④ 전단각의 계산에 이용된다.
오답입니다 tanφ = r cosα/(1 − r sinα) 로 전단각 계산에 쓰입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 절삭깊이의 역수로 나타낸다.
절삭비는 미변형 칩두께(절삭깊이) t₀ 를 변형된 칩두께 로 나눈 값 r = t₀/입니다. 전단으로 칩이 두꺼워지고 짧아지므로 > t₀ 이어서 r은 항상 1보다 작고, 전단각은 tanφ = r cosα/(1 − r sinα) 로 절삭비에서 구합니다. 절삭비를 절삭깊이의 역수라고 한 ③은 정의와 다릅니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 절삭가공 # 절삭비 # 칩두께 # 전단각 # 2차원절삭
머천트(M. E. Merchant)의 2차원 절삭모델에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 경사각이 증가하면 전단각이 증가한다.
오답입니다 φ = 45° + α/2 − β/2이므로 경사각이 커지면 전단각도 커집니다.
② 마찰각(마찰계수)이 감소하면 전단각이 증가한다.
오답입니다 같은 식에서 마찰각 β가 작아지면 전단각이 커집니다.
③ 전단각이 증가하면 칩의 형성에 필요한 전단력이 감소한다.
오답입니다 전단각이 크면 전단면적이 줄어 필요한 전단력이 작아집니다.
④ 전단각이 감소하면 여유각이 증가하여 가공면의 치수정밀도가 향상된다.
정답입니다 여유각은 공구를 연삭할 때 정해지는 값으로 전단각과 무관합니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 전단각이 감소하면 여유각이 증가하여 가공면의 치수정밀도가 향상된다.
머천트 모델은 절삭에너지가 최소가 되는 조건에서 φ = 45° + α/2 − β/2 를 얻습니다. 따라서 경사각 α가 커지거나 마찰각 β가 작아지면 전단각 φ가 커지고, φ가 커지면 전단면적 = A₀/sinφ 가 줄어 전단력도 작아집니다. 반면 여유각은 공구 형상으로 미리 정해지는 각도이므로 전단각의 변화로 늘어나지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 절삭가공 # 머천트이론 # 전단각 # 경사각 # 마찰각 # 여유각
드릴링 관련작업 중에서 접시머리 나사와 볼트를 사용하기 위한 구멍을 만드는 공정은?
① 태핑(tapping)
오답입니다 태핑은 구멍 안쪽에 암나사를 내는 작업입니다.
② 카운터보링(counter boring)
오답입니다 카운터보링은 볼트 머리가 잠기도록 원통형으로 넓히는 작업입니다.
③ 스폿페이싱(spot facing)
오답입니다 스폿페이싱은 볼트 자리면을 평평하게 다듬는 작업입니다.
④ 카운터싱킹(counter sinking)
정답입니다 원뿔형으로 넓혀 접시머리 나사가 묻히게 하는 작업입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 카운터싱킹(counter sinking)
접시머리(flat head) 나사는 머리가 원뿔형이므로 구멍 입구도 원뿔 모양으로 넓혀야 합니다. 이 작업이 카운터싱킹이며, 보통 나사 머리각에 맞춰 90° 또는 82° 원뿔로 가공합니다. 원통형 머리(육각구멍붙이 볼트 등)를 묻히게 하는 것은 카운터보링, 주물면 등 거친 자리면만 평평하게 다듬는 것은 스폿페이싱입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 절삭가공 # 드릴링 # 카운터싱킹 # 카운터보링 # 스폿페이싱 # 태핑
절삭공구의 수명과 절삭속도의 관계를 공구수명식이라고 한다. 어떤 공구의 공구수명식이 (는 상수)를 따른다고 할 때, 절삭속도를 원래보다 2배로 증가시킬 경우 공구수명은? (단, 초기 공구수명을 라고 한다)
①
오답입니다 속도와 수명이 비례한다고 잘못 보면 나오는 값입니다.
②
오답입니다 수명비를 2^(0.5)로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
③
오답입니다 수명비를 2^(−0.5)로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
④
정답입니다 T = T₀/2^(1/0.5) = T₀/4 = 0.25T₀ 입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 0.25T₀
테일러 공구수명식 VT ⁿ = C 에서 n = 0.5이므로 V₀T₀^0.5 = 2V₀T^0.5 가 성립해야 합니다. 정리하면 T^0.5 = T₀^0.5/2이고 양변을 제곱하면 T = T₀/4입니다. 즉 절삭속도를 2배로 올리면 공구수명은 2^(1/n) = 2² = 4배로 줄어 0.25T₀ 가 됩니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 절삭가공 # 공구수명 # 테일러식 # 절삭속도 # 공구마모
연삭가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 연삭에서 드레싱(dressing)은 고속 회전으로 인한 숫돌의 떨림을 잡아주는 작업이다.
정답입니다 드레싱은 무딘 입자와 눈메움을 털어내 절삭성을 되살리는 작업입니다.
② 트루잉(truing)은 숫돌면의 형상을 정확한 모양으로 수정하는 작업이다.
오답입니다 트루잉은 숫돌의 형상·진원도를 바로잡는 작업이 맞습니다.
③ 연삭비는 재료의 제거체적과 숫돌의 마모체적의 비로 보통 1보다 큰 값을 가진다.
오답입니다 연삭비는 제거체적/마모체적으로 보통 수십 이상이 됩니다.
④ 채터(chatter)는 공구와 공작물의 상대적인 진동으로 인해 발생되며, 공작물 표면에 무늬를 남긴다.
오답입니다 채터는 상대진동으로 표면에 규칙적인 무늬를 남깁니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 연삭에서 드레싱(dressing)은 고속 회전으로 인한 숫돌의 떨림을 잡아주는 작업이다.
드레싱은 눈무딤(glazing)이나 눈메움(loading)이 일어난 숫돌 표면을 드레서로 긁어내어 날카로운 새 입자를 드러내는, 곧 절삭성을 회복시키는 작업입니다. 떨림은 숫돌의 불균형에서 오는 문제로 밸런싱으로 잡고, 형상 수정은 트루잉이 담당합니다. 따라서 드레싱을 떨림 방지 작업으로 설명한 ①이 옳지 않습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 연삭가공 # 드레싱 # 트루잉 # 연삭비 # 채터
연삭입자의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 각 연삭입자는 불규칙한 형상을 하고 있으며 숫돌의 원주 방향을 따라서 임의로 배열되어 있다.
오답입니다 입자는 형상이 불규칙하고 원주 방향으로 무질서하게 놓여 있습니다.
② 연삭입자는 평균적으로 단인공구에 비하여 음의 경사각을 가지므로 전단각이 오히려 크다.
정답입니다 음의 경사각이면 머천트식에서 전단각은 오히려 작아집니다.
③ 연삭입자에 의하여 생성되는 칩은 단인공구에 비하여 형태가 다양하고 크기가 작다.
오답입니다 연삭칩은 매우 작고 형태도 다양한 것이 맞습니다.
④ 연삭입자는 알루미나(Al2O3) 또는 탄화규소(SiC)가 주로 사용되고 있다.
오답입니다 알루미나와 탄화규소가 대표적인 일반 연삭입자입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 연삭입자는 평균적으로 단인공구에 비하여 음의 경사각을 가지므로 전단각이 오히려 크다.
연삭입자는 대체로 −30° ~ −60° 의 큰 음의 경사각으로 공작물을 파고듭니다. 머천트 관계 φ = 45° + α/2 − β/2 에서 α가 음이면 전단각 φ는 작아지므로, 연삭은 전단각이 작아 비에너지가 크고 대부분의 에너지가 열로 바뀝니다. 전단각이 오히려 크다는 ②는 반대로 서술한 것입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 연삭가공 # 연삭입자 # 경사각 # 전단각 # 알루미나 # 탄화규소
CNC공작기계 준비기능인 G코드에서 할 수 있는 작업이 아닌 것은?
① 나사절삭
오답입니다 나사절삭은 G32(G33)/G92/G76 등 G코드로 지령합니다.
② 직선보간
오답입니다 직선보간은 G01 로 지령합니다.
③ 절대지령
오답입니다 절대지령은 G90(밀링 계열)으로 지령합니다.
④ 주축 정회전
정답입니다 주축 정회전은 보조기능 M03이며 G코드가 아닙니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 주축 정회전
G코드는 공구 경로와 좌표계 운용을 지시하는 준비기능으로 위치결정(G00), 직선보간(G01), 원호보간(G02·G03), 절대·증분 지령(G90·G91), 나사절삭(G32·G76), 고정 사이클 등이 여기에 속합니다. 반면 주축의 정회전·역회전·정지, 절삭유 on/off, 프로그램 종료 등 기계 동작의 on/off는 보조기능인 M코드(M03·M04·M05 등)가 담당합니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # CNC # G코드 # M코드 # 준비기능 # 보조기능
방전가공(EDM)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 금속, 카바이드 등 전기전도성이 우수한 재료의 가공에 적합하다.
오답입니다 방전가공은 전기가 통하는 재료만 가공할 수 있습니다.
② 재료의 경도, 강도, 인성 등이 가공에 특별한 제한을 주지 않는다.
오답입니다 기계적 성질과 무관하게 녹는점만 관계되므로 초경도 가공됩니다.
③ 전극과 공작물 간의 절삭력이 없으므로 정밀한 가공이 가능하고, 모서리에 버(burr)를 남기지 않는다.
오답입니다 공구가 닿지 않아 절삭력이 없고 버가 생기지 않습니다.
④ 가공 후에 공작물 표면에 얇고 단단한 재응고층을 만들어 제품의 피로수명을 높인다.
정답입니다 재응고층에는 인장잔류응력과 미세균열이 있어 피로수명을 낮춥니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 가공 후에 공작물 표면에 얇고 단단한 재응고층을 만들어 제품의 피로수명을 높인다.
방전가공은 순간적인 아크 방전으로 재료를 녹여 제거하므로, 가공면에 녹았다 급랭된 재주조층(recast layer, 백색층)이 남습니다. 이 층은 단단하지만 취성이 크고 인장 잔류응력과 미세균열을 품고 있어 오히려 피로수명을 떨어뜨립니다. 그래서 정밀 부품에서는 재주조층을 연마나 화학처리로 제거합니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 특수가공 # 방전가공 # 재주조층 # 피로수명 # 전기전도성
아크용접 공정 중에서 소모성 전극을 사용하는 공정이 아닌 것은?
① 플라즈마 아크용접(PAW)
정답입니다 텅스텐 전극을 쓰는 비소모성 전극 방식입니다.
② 가스금속 아크용접(GMAW)
오답입니다 GMAW는 와이어가 녹아 들어가는 소모성 전극입니다.
③ 피복금속 아크용접(SMAW)
오답입니다 SMAW의 피복 용접봉은 녹아서 용착금속이 됩니다.
④ 일렉트로가스 용접(EGW)
오답입니다 EGW는 와이어를 연속 공급하는 소모성 전극 방식입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 플라즈마 아크용접(PAW)
플라즈마 아크용접은 GTAW(TIG)와 마찬가지로 녹지 않는 텅스텐 전극을 노즐 안쪽에 두고 아크를 조여 플라즈마 제트로 만들어 쓰는 비소모성 전극 공정이며, 필요할 때만 용가재를 따로 넣습니다. 반면 GMAW, SMAW, EGW는 모두 전극 자체가 녹아 용착금속이 되는 소모성 전극 공정입니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 용접 # 아크용접 # 소모성전극 # 플라즈마아크용접 # GMAW # SMAW
동일한 부위를 용접하고자 할 때, 열영향부(HAZ)를 최소화 할 수 있는 용접법은?
① 피복금속 아크용접(SMAW)
오답입니다 SMAW는 아크열로 모재를 녹이므로 열영향부가 넓습니다.
② 마찰용접
정답입니다 마찰열로 고상접합하여 입열이 적고 열영향부가 좁습니다.
③ 산소－아세틸렌 가스용접
오답입니다 가스용접은 화염이 넓게 퍼져 열영향부가 가장 넓은 편입니다.
④ 서브머지드 용접
오답입니다 서브머지드 용접은 입열량이 커서 열영향부가 넓습니다.
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정답 ② 마찰용접
열영향부는 용융되지는 않았지만 열을 받아 조직이 변한 영역으로, 단위길이당 입열량이 클수록 넓어집니다. 마찰용접은 두 부재를 맞대어 회전 마찰로 접합면만 소성유동시키는 고상접합이라 모재를 녹이지 않고 가열 시간도 짧아 열영향부가 매우 좁습니다. 반면 SMAW·가스용접·서브머지드 용접은 모두 모재를 녹이는 융접이라 열영향부가 훨씬 넓습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 용접 # 열영향부 # 마찰용접 # 고상접합 # 입열량
가공길이 100mm인 공작물의 외경을 한 번 선삭하는데 필요한 시간은? (단, 회전수 500rpm, 이송량 0.1mm/rev, 절입깊이 1mm, 직경 60mm이다)
① 2.0분
정답입니다 T = L/(f·N) = 100/(0.1×500) = 2.0분 입니다.
② 1.5분
오답입니다 이송을 0.133 mm/rev 정도로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
③ 1.0분
오답입니다 이송을 0.2 mm/rev 로 잘못 대입하면 나오는 값입니다.
④ 0.5분
오답입니다 회전수를 2,000 rpm 으로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
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정답 ① 2.0분
선삭 가공시간은 이송방향 가공길이를 분당 이송거리로 나누어 구합니다. 분당 이송거리는 f × N = 0.1 mm/rev × 500 rev/min = 50 mm/min입니다. 따라서 T = L/(f·N) = 100 mm ÷ 50 mm/min = 2.0분 입니다. 직경 60 mm와 절입깊이 1 mm는 절삭속도와 재료제거율을 구할 때 쓰이는 값으로 가공시간 계산에는 들어가지 않습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 절삭가공 # 선삭 # 가공시간 # 이송량 # 회전수
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