2018년 국가직 7급 기계공작법 나책형 기출문제 풀이
2018 7급 국가직 기계공작법 나책형
금속재료의 기계적 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 판재의 평면이방성(planar anisotropy)은 두께방향 변형률에 대한 폭방향 변형률의 비로 정의된다.
정답입니다 두께·폭 변형률의 비는 평면이방성이 아니라 소성변형비 r값의 정의입니다.
② 포아송비(Poisson’s ratio)는 길이방향 변형률에 대한 횡방향 변형률 비의 절댓값으로 정의된다.
오답입니다 포아송비 ν = |/| 로 정의가 정확합니다.
③ 바우싱거 효과(Bauschinger effect)는 시편을 인장하여 소성변형시킨 뒤 하중을 제거한 후 압축하중을 가해 항복시켰을 때 압축에서의 항복응력이 인장시보다 더 작아지는 현상이다.
오답입니다 인장 후 압축 항복응력이 낮아지는 바우싱거 효과를 바르게 서술했습니다.
④ 인장강도(tensile strength)는 인장시험에서 공칭응력의 최댓값으로 정의된다.
오답입니다 인장강도는 공칭응력-공칭변형률 선도의 최댓값이 맞습니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 판재의 평면이방성(planar anisotropy)은 두께방향 변형률에 대한 폭방향 변형률의 비로 정의된다.
두께방향 변형률에 대한 폭방향 변형률의 비 r = / 는 소성변형비(랭크포드 값)이며, 이 r값을 판면 안의 여러 방향에서 측정했을 때의 방향별 차이를 나타낸 것이 평면이방성입니다. 보통 Δr = (r₀ − 2r₄₅ + r₉₀)/2 로 정의하며, Δr이 크면 딥드로잉에서 컵 가장자리가 물결치는 이어링이 심해집니다. r값 자체의 정의를 평면이방성이라고 한 ①이 옳지 않습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 기계재료 # 평면이방성 # 소성변형비 # 포아송비 # 바우싱거효과 # 인장강도
소성가공에서 열간가공 대비 냉간가공의 장점을 기술한 것으로 옳지 않은 것은?
① 치수정밀도 증대
오답입니다 열팽창·스케일이 없어 냉간가공이 치수정밀도에서 유리합니다.
② 기계적 강도 향상
오답입니다 가공경화로 강도와 경도가 올라가는 것이 냉간가공의 장점입니다.
③ 성형성 증대
정답입니다 냉간가공은 가공경화 때문에 연성이 떨어져 성형성이 오히려 나빠집니다.
④ 표면거칠기 향상
오답입니다 산화스케일이 생기지 않아 표면거칠기가 좋습니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 성형성 증대
냉간가공은 재결정온도 아래에서 하므로 산화스케일과 열팽창에 의한 치수변화가 없어 치수정밀도와 표면거칠기가 우수하고, 가공경화로 강도와 경도가 높아집니다. 그러나 같은 가공경화 때문에 연성이 급격히 떨어져 변형저항이 커지고 성형성은 열간가공보다 나빠지며, 큰 변형을 주려면 중간 풀림이 필요합니다. 따라서 성형성 증대를 냉간가공의 장점으로 든 ③이 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 소성가공 # 냉간가공 # 열간가공 # 가공경화 # 재결정온도 # 성형성
길이 50 cm와 직경 20 cm인 환봉을 선삭하여 직경을 19 cm로 줄이는 가공을 할 때 절삭시간은? (단, 공작물의 회전속도는 200 rpm이고, 축방향 공구 이송은 0.2 cm/rev이다)
① 1.0 min
오답입니다 이송속도를 50 cm/min으로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
② 1.25 min
정답입니다 이송속도 0.2 × 200 = 40 cm/min, 50 ÷ 40 = 1.25 min입니다.
③ 1.5 min
오답입니다 절삭길이를 60 cm로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
④ 1.75 min
오답입니다 회전수를 약 143 rpm으로 잘못 잡아야 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 1.25 min
선삭 절삭시간은 T = L/(f·N) 으로 구합니다. 여기서 L은 축방향 절삭길이, f는 회전당 이송, N은 회전수입니다. 이송속도는 f·N = 0.2 cm/rev × 200 rpm = 40 cm/min이므로 T = 50 cm ÷ 40 cm/min = 1.25 min입니다. 직경이 20 cm에서 19 cm로 줄었으므로 절삭깊이는 반지름 기준 0.5 cm이며 1회 통과로 끝나 시간에는 영향을 주지 않습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 절삭가공 # 선삭 # 절삭시간 # 이송속도 # 회전수
입자제트가공(abrasive jet machining)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 디버링(deburring)과 트리밍(trimming) 등의 다듬질 공정에 많이 사용한다.
오답입니다 미세한 입자를 쓰므로 디버링·트리밍 같은 다듬질에 적합합니다.
② 입자는 마모되거나 오염되기 때문에 재활용하여 사용하지 않는다.
오답입니다 입자가 무뎌지고 오염되므로 회수해 재사용하지 않습니다.
③ 가공물 표면이 손상될 수 있어 산화물이나 다른 표면막 제거에 사용하지 않는다.
정답입니다 산화물·녹·표면막을 벗겨내는 세정은 입자제트가공의 대표 용도입니다.
④ 경도와 취성이 높고 얇은 평판 형태의 재료에 복잡한 패턴을 가공할 때 사용한다.
오답입니다 기계적 충격이 작아 취성재료의 얇은 평판 패턴 가공에 적합합니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 가공물 표면이 손상될 수 있어 산화물이나 다른 표면막 제거에 사용하지 않는다.
입자제트가공은 지름 수십 μm의 미세 연마입자를 고압 건조공기와 함께 노즐로 분사해 표면을 미세하게 깎아내는 가공입니다. 작용력이 매우 작아 세라믹·유리처럼 경도가 높고 취성이 큰 얇은 재료의 절단이나 패턴 가공, 그리고 디버링·트리밍에 쓰이며, 산화물·녹·도장막 같은 표면막을 벗겨내는 세정(cleaning) 용도가 오히려 대표적인 적용 분야입니다. 분사된 입자는 마모·오염되므로 재사용하지 않습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 특수가공 # 입자제트가공 # 디버링 # 취성재료 # 표면세정
쾌속조형기술(rapid prototyping)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 전자빔용융(e-beam melting) 방식은 티타늄 분말 등을 용융시켜 금속형상을 적층제작한다.
오답입니다 전자빔용융은 진공에서 금속분말을 녹여 쌓는 금속 적층제조가 맞습니다.
② 스테레오리소그래피(stereolithography) 방식은 액상 레진층에 레이저 빔을 조사하여 열경화(thermal curing)로 형상을 적층제작한다.
정답입니다 광경화성 수지를 자외선으로 굳히는 광중합이지 열경화가 아닙니다.
③ SLS(selective laser sintering) 방식은 비금속 또는 고분자 결합체와 섞인 금속분말을 선택적으로 소결하고 적층하여 형상을 제작한다.
오답입니다 SLS는 분말을 레이저로 소결해 층을 쌓는 방식이 맞습니다.
④ LOM(laminated object manufacturing) 방식은 얇은 종이 등에 레이저 빔을 조사하여 2차원 단면 모양을 새기고, 제작된 층들을 서로 접착하고 적층하여 형상을 제작한다.
오답입니다 LOM은 종이·필름을 잘라 접착하며 쌓는 방식이 맞습니다.
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정답 ② 스테레오리소그래피(stereolithography) 방식은 액상 레진층에 레이저 빔을 조사하여 열경화(thermal curing)로 형상을 적층제작한다.
스테레오리소그래피(SLA)는 광경화성 액상 레진에 자외선 레이저를 주사해 광중합(photopolymerization) 반응으로 한 층씩 굳히고 플랫폼을 내려가며 적층하는 방식으로, 열을 가해 굳히는 열경화 반응이 아닙니다. 나머지 EBM, SLS, LOM에 대한 설명은 모두 올바릅니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 특수가공 # 쾌속조형 # 스테레오리소그래피 # 광중합 # SLS # LOM
직교절삭(2차원 절삭)에서 전단각을 구할 때 필요한 것만을 모두 고르면?
ㄱ. 절삭깊이 |
① ㄱ, ㄴ
오답입니다 경사각 ㄷ이 빠져 있어 전단각을 계산할 수 없습니다.
② ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답입니다 절삭비 r = t₀/ 와 경사각 α만 있으면 전단각이 정해집니다.
③ ㄱ, ㄷ, ㄹ
오답입니다 칩 두께 ㄴ이 빠져 절삭비를 구할 수 없고, 여유각은 불필요합니다.
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
오답입니다 공구여유각 ㄹ은 전단각 식에 들어가지 않습니다.
정답과 해설 보기
정답 ② ㄱ, ㄴ, ㄷ
직교절삭의 전단각은 tanφ = r cosα/(1 − r sinα) 로 구하며, 여기서 절삭비 r = t₀/ 는 절삭깊이(미변형 칩두께 t₀)와 절삭 후 칩의 두께 의 비이고 α는 공구경사각입니다. 즉 절삭깊이(ㄱ), 칩의 두께(ㄴ), 공구경사각(ㄷ)만 있으면 되고, 공구여유각(ㄹ)은 공구 여유면과 가공면의 간섭을 막는 각이라 전단각 계산에는 필요하지 않습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 절삭가공 # 직교절삭 # 전단각 # 절삭비 # 공구경사각 # 공구여유각
잔류응력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 표면의 인장잔류응력은 피로수명과 파괴강도를 저하시키고 장시간에 걸친 응력 부식균열도 유발할 수 있다.
오답입니다 인장잔류응력은 피로수명을 깎고 응력부식균열을 부르는 것이 맞습니다.
② 절삭가공에 의한 가공변질층(affected layer)에서 급격한 온도구배로 인해 잔류응력이 발생할 수 있다.
오답입니다 절삭열에 의한 급격한 온도구배는 가공변질층 잔류응력의 원인입니다.
③ 평판 맞대기 용접시 용융 및 응고과정에 의해 용접비드 중심선을 따라 인장잔류응력이 생긴다.
오답입니다 용접비드는 응고수축이 구속되어 중심선을 따라 인장잔류응력이 생깁니다.
④ 압연공정에서 직경이 작은 압연 롤(roller)을 사용하거나 압하율이 작은 경우 표면에 인장잔류응력이 생긴다.
정답입니다 작은 롤·작은 압하율이면 표면에는 압축잔류응력이 남습니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 압연공정에서 직경이 작은 압연 롤(roller)을 사용하거나 압하율이 작은 경우 표면에 인장잔류응력이 생긴다.
압연에서 롤 직경이 작거나 압하율이 작으면 소성변형이 판재 표층에만 국한되고 내부는 탄성상태로 남습니다. 하중을 제거하면 탄성 회복하려는 내부가 표층을 눌러 표면에는 압축잔류응력, 중앙부에는 인장잔류응력이 생깁니다. 반대로 롤 직경이 크거나 압하율이 크면 두께 전체가 소성변형되어 표면에 인장잔류응력이 남습니다. 표면 압축잔류응력은 피로수명에 유리하므로 ④의 서술은 부호가 반대입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계재료 # 잔류응력 # 압연 # 압하율 # 응력부식균열 # 용접잔류응력
직류 아크용접에서 극성(polarity) 효과에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 역극성은 용접봉에 양극, 가공물에 음극을 연결한다.
오답입니다 역극성(DCEP)은 전극에 (+), 모재에 (−)를 연결하는 것이 맞습니다.
② 정극성은 역극성에 비해 용접부의 용입이 좁고 깊다.
오답입니다 정극성은 모재에 열이 집중되어 용입이 좁고 깊어집니다.
③ 음극 연결부의 온도가 양극 쪽보다 더 높다.
정답입니다 전자가 충돌하는 양극 쪽 온도가 음극보다 더 높습니다.
④ 역극성은 모재 표면 산화층을 제거하는 청정효과가 있다.
오답입니다 역극성에서는 모재 표면의 산화막을 깨뜨리는 청정효과가 나타납니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 음극 연결부의 온도가 양극 쪽보다 더 높다.
직류 아크에서 전자는 음극에서 방출되어 양극으로 날아가 충돌하므로, 발생열의 약 2/3가 양극 쪽에 집중되어 양극의 온도가 음극보다 높습니다. 그래서 모재가 (+)가 되는 정극성(DCEN, 전극 −·모재 +)에서는 모재에 열이 몰려 용입이 좁고 깊어지고, 전극이 (+)가 되는 역극성(DCEP)에서는 용입이 넓고 얕은 대신 모재 표면 산화막을 제거하는 청정효과를 얻습니다. 음극 쪽이 더 뜨겁다고 한 ③이 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 용접 # 아크용접 # 극성 # 정극성 # 역극성 # 청정효과
다음은 딥드로잉(deep drawing) 공정에서 컵 형상을 성형할 때 블랭크 홀딩력, 블랭크 두께, 컵 드로잉 깊이의 변화에 따른 가공결함 발생영역을 보여주고 있다. 그림에서 (A), (B), (C)에 해당되는 것을 바르게 연결한 것은? (단, 화살표는 수치가 증가하는 방향을 의미한다)
(A) | (B) | (C) | |
① | 블랭크 홀딩력 | 블랭크 두께 | 컵 드로잉 깊이 |
② | 블랭크 홀딩력 | 컵 드로잉 깊이 | 블랭크 두께 |
③ | 블랭크 두께 | 블랭크 홀딩력 | 컵 드로잉 깊이 |
④ | 블랭크 두께 | 컵 드로잉 깊이 | 블랭크 홀딩력 |
① 선택지 해설
정답입니다 홀딩력이 커질수록 주름→균열, 깊이가 깊을수록 불량, 두께가 두꺼울수록 안전합니다.
② 선택지 해설
오답입니다 (B)를 드로잉 깊이로 보면 깊게 뽑을수록 성형이 성공한다는 뜻이 되어 모순입니다.
③ 선택지 해설
오답입니다 (A)를 블랭크 두께로 보면 두꺼울수록 균열이 난다는 뜻이 되어 맞지 않습니다.
④ 선택지 해설
오답입니다 (C)를 홀딩력으로 보면 홀딩력만 키워도 주름이 늘어난다는 뜻이 되어 모순입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① (A) 블랭크 홀딩력 — (B) 블랭크 두께 — (C) 컵 드로잉 깊이
가로축 (A)는 오른쪽으로 갈수록 주름 발생영역에서 균열 발생영역으로 넘어갑니다. 블랭크 홀딩력이 너무 작으면 플랜지가 눌리지 않아 주름이 생기고, 너무 크면 마찰저항이 커져 컵 벽이 찢어지므로 (A)는 블랭크 홀딩력입니다. 세로 화살표 (C)는 위로 갈수록 주름·균열이 모두 심해지는 방향이므로 컵 드로잉 깊이이고, 아래를 향한 (B)는 커질수록 성공적인 성형영역으로 들어가는 방향이므로 좌굴과 파단에 모두 강해지는 블랭크 두께입니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 소성가공 # 딥드로잉 # 블랭크홀딩력 # 드로잉깊이 # 주름 # 균열
사출성형 공정과 결함에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 사출방식에는 스크류(screw), 플런저(plunger), 램(ram) 방식이 있다.
오답입니다 스크류식·플런저식·램식으로 사출방식을 분류하는 것이 맞습니다.
② 사출성형에서 소재의 흐름은 호퍼→배럴→노즐→금형 순서이다.
오답입니다 호퍼에서 배럴로 들어가 노즐을 거쳐 금형에 채워지는 순서가 맞습니다.
③ 플래싱(flashing)은 양판 금형의 밀착력 대비 사출압력이 낮은 경우에 잘 발생하는 결함이다.
정답입니다 사출압력이 형체력보다 커서 금형이 벌어질 때 생기는 결함입니다.
④ 용접선(weld line) 발생은 게이트의 위치변경, 수지 주입온도 조절 등으로 해결한다.
오답입니다 게이트 위치와 수지온도 조절은 웰드라인의 표준 대책입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 플래싱(flashing)은 양판 금형의 밀착력 대비 사출압력이 낮은 경우에 잘 발생하는 결함이다.
플래싱(버, flash)은 사출압력이 금형을 닫아 누르는 형체력(밀착력)보다 커져 파팅라인 틈으로 수지가 새어 나와 얇은 지느러미처럼 굳는 결함입니다. 따라서 사출압력이 낮을 때가 아니라 높을 때, 또는 형체력이 부족하거나 파팅면 가공이 부정확할 때 발생합니다. 대책은 사출압력·보압을 낮추거나 형체력을 키우고 파팅면 정도를 높이는 것입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 소성가공 # 사출성형 # 플래싱 # 형체력 # 웰드라인
주조결함의 원인 또는 해결책에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 미스런(misrun)의 발생원인 중 하나는 낮은 용탕 주입온도이다.
오답입니다 주입온도가 낮으면 유동성이 떨어져 미스런이 생기는 것이 맞습니다.
② 열균열(hot tearing)은 응고의 최종단계에서 주물의 수축이 주형 때문에 제한될 때 발생한다.
오답입니다 응고 말기 수축이 주형에 구속되면 열간균열이 생깁니다.
③ 콜드셧(cold shut)은 양쪽에서 흘러온 용탕이 서로 만났으나 이미 응고가 시작되어 결합되기 어려운 상태를 말한다.
오답입니다 반쯤 응고한 두 용탕류가 융합되지 못한 것이 콜드셧입니다.
④ 샌드블로우(sand blow) 발생을 줄이기 위해서 모래주형의 습기함유량을 높인다.
정답입니다 습기가 많을수록 수증기가 많이 나와 샌드블로우가 심해집니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 샌드블로우(sand blow) 발생을 줄이기 위해서 모래주형의 습기함유량을 높인다.
샌드블로우는 용탕의 열로 주형 속 수분이 증발하고 가스가 발생했는데 빠져나가지 못해 주물 표면 부근에 둥근 기공을 만드는 결함입니다. 따라서 주형의 습기함유량은 오히려 낮추고, 통기도를 높이며 가스빼기 구멍을 두고 다짐을 지나치게 하지 않는 것이 대책입니다. 습기를 높인다고 한 ④는 결함을 키우는 방향입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 주조 # 주조결함 # 샌드블로우 # 미스런 # 콜드셧 # 열간균열
컴퓨터통합생산(CIM)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 공학적 분석, 설계검토 및 해석 등을 수행하는 제품설계 단계는 전문적이어서 포함하지 않는다.
정답입니다 CAD·CAE로 수행하는 제품설계는 CIM의 핵심 구성요소입니다.
② 부품구매, 장비사용과 작업일정 등을 결정하는 생산계획을 지원한다.
오답입니다 자재소요계획과 일정계획 등 생산계획 지원은 CIM의 기능이 맞습니다.
③ 공정제어, 품질관리 및 재고관리 등의 생산관리를 지원한다.
오답입니다 공정제어·품질관리·재고관리 지원도 CIM에 포함됩니다.
④ 주문입력, 원가계산 및 대금청구 등의 경영과 관련된 업무기능을 지원한다.
오답입니다 주문입력·원가계산·대금청구 같은 경영기능도 통합 대상입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 공학적 분석, 설계검토 및 해석 등을 수행하는 제품설계 단계는 전문적이어서 포함하지 않는다.
CIM은 제품설계부터 생산계획, 생산관리, 경영업무까지 기업 활동 전체를 하나의 데이터베이스와 통신망으로 묶어 컴퓨터로 통합 관리하는 개념입니다. CAD·CAE를 이용한 공학적 해석과 설계검토는 CIM이 통합하는 첫 단계이자 핵심 구성요소이므로 제외 대상이 아닙니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 자동화 # CIM # CAD # CAE # 생산계획 # 생산관리
금속소재 열처리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 풀림(annealing)은 잔류응력 제거, 연화, 성형성 향상을 위한 것이다.
오답입니다 풀림은 잔류응력 제거와 연화, 성형성 회복이 목적이 맞습니다.
② 불림(normalizing)은 결정조직의 미세화나 잔류응력 제거를 위한 것이다.
오답입니다 불림은 조직 미세화와 표준조직화, 잔류응력 완화가 목적입니다.
③ 담금질(quenching)은 확산변태 과정을 통해 경도가 높은 마르텐사이트 조직을 얻는 것이다.
정답입니다 마르텐사이트 변태는 탄소가 확산하지 못하는 무확산 전단변태입니다.
④ 뜨임(tempering)은 경화된 강에 대해 취성을 줄이고 연성과 인성을 높이기 위한 것이다.
오답입니다 뜨임은 담금질한 강의 취성을 줄이고 인성을 회복시키는 처리가 맞습니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 담금질(quenching)은 확산변태 과정을 통해 경도가 높은 마르텐사이트 조직을 얻는 것이다.
담금질은 오스테나이트 상태에서 급랭해 탄소 원자가 확산할 시간을 주지 않는 열처리입니다. 이때 면심입방 오스테나이트가 탄소를 과포화 상태로 가둔 채 체심정방 격자로 순간적으로 전단되어 마르텐사이트가 생기므로, 확산변태가 아니라 무확산(비확산) 전단변태입니다. 확산변태로 얻는 조직은 서랭 시의 펄라이트나 항온변태의 베이나이트입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 열처리 # 담금질 # 마르텐사이트 # 무확산변태 # 풀림 # 뜨임
마모된 연삭숫돌의 원형 형상과 직선 원주면을 복원하는 공정은?
① 트루잉(truing)
정답입니다 숫돌의 편마모된 형상과 진원도를 원래대로 되돌리는 작업입니다.
② 드레싱(dressing)
오답입니다 드레싱은 눈메움·무딤을 털어내 새 절삭날을 세우는 작업입니다.
③ 슬로팅(slotting)
오답입니다 슬로팅은 슬로터로 구멍 안쪽에 키홈 등을 깎는 절삭가공입니다.
④ 널링(knurling)
오답입니다 널링은 손잡이 표면에 미끄럼방지 무늬를 눌러 내는 소성가공입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 트루잉(truing)
연삭숫돌을 오래 쓰면 원주면이 고르지 않게 닳아 진원을 잃고 원하는 단면 형상도 무너집니다. 이때 다이아몬드 드레서 등으로 숫돌을 깎아 원형 형상과 곧은 원주면을 되찾는 작업이 트루잉(성형·정형)입니다. 반면 드레싱은 눈메움(loading)·무딤(glazing)이 생긴 작업면을 긁어내 날카로운 새 입자를 드러내는 작업으로, 트루잉을 하면 드레싱 효과도 함께 얻어집니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 연삭가공 # 연삭숫돌 # 트루잉 # 드레싱 # 눈메움 # 무딤
창성기어절삭(gear generating)에 사용되는 절삭공구만을 모두 고르면?
ㄱ. 랙형 커터(rack-shaped cutter) |
① ㄱ, ㄴ
오답입니다 호브(ㄹ)가 빠졌습니다. 호빙머신은 대표적인 창성절삭입니다.
② ㄱ, ㄴ, ㄹ
정답입니다 랙형 커터·피니언형 커터·호브가 모두 창성기어절삭 공구입니다.
③ ㄴ, ㄷ, ㄹ
오답입니다 탭(ㄷ)은 암나사를 내는 공구이고 랙형 커터(ㄱ)가 빠졌습니다.
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
오답입니다 탭(ㄷ)이 들어가 있어 옳지 않습니다.
정답과 해설 보기
정답 ② ㄱ, ㄴ, ㄹ
창성법은 공구와 공작물에 기어가 서로 맞물려 도는 것과 같은 상대운동을 주어 공구 날끝의 궤적이 인벌류트 치형을 스스로 그려내게 하는 절삭법입니다. 랙형 커터(마그식), 피니언형 커터(펠로즈식), 호브(호빙머신)가 모두 여기에 해당합니다. 탭은 이미 뚫린 구멍에 암나사를 깎는 나사가공 공구라 기어절삭 공구가 아닙니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 절삭가공 # 기어절삭 # 창성법 # 호브 # 랙형커터 # 피니언형커터
유연생산시스템(FMS)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 뱃치생산(batch production) 방식 때문에 부품가공을 위한 준비시간은 증가한다.
정답입니다 FMS는 자동 공구·팔레트 교환으로 준비시간을 오히려 줄입니다.
② 동일한 기계에서 여러 가지 부품을 생산할 수 있고 생산일정의 변경이 가능하다.
오답입니다 같은 기계에서 여러 부품을 만들고 일정을 바꿀 수 있는 것이 유연성입니다.
③ 하드웨어 기본요소는 작업스테이션, 자동물류 시스템과 컴퓨터 제어시스템으로 구성된다.
오답입니다 작업스테이션·자동물류·컴퓨터 제어가 FMS의 하드웨어 3요소가 맞습니다.
④ 일반적으로 소품종 대량생산에는 적합하지 않다.
오답입니다 FMS는 다품종 중소량 생산에 맞고 소품종 대량생산에는 불리합니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 뱃치생산(batch production) 방식 때문에 부품가공을 위한 준비시간은 증가한다.
FMS는 NC 공작기계와 자동 공구교환·팔레트교환 장치, 자동반송장치를 컴퓨터로 묶어 기종이 바뀔 때 필요한 단 교체 준비작업을 프로그램 전환만으로 끝내는 시스템입니다. 따라서 뱃치가 바뀌어도 준비시간(setup time)과 대기시간이 크게 줄어드는 것이 FMS의 대표적 이점이므로 준비시간이 증가한다고 한 ①이 옳지 않습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 자동화 # FMS # 유연생산시스템 # 준비시간 # 다품종소량생산
직교절삭에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 절삭력은 절삭속도와 같은 방향으로 작용하며 절삭에 사용되는 에너지를 공급한다.
오답입니다 주분력은 절삭속도 방향이며 절삭동력을 공급하는 성분이 맞습니다.
② 배분력은 절삭속도에 수직인 방향이고 공구경사각이 마찰각보다 크면 위로 작용한다.
오답입니다 배분력 = R sin(β − α)이므로 α > β면 부호가 바뀌어 위로 작용합니다.
③ 절삭깊이는 절삭 후 칩의 두께보다 작으므로 절삭속도는 칩의 속도보다 크다.
오답입니다 절삭비 r = t₀/ < 1이므로 칩 속도가 절삭속도보다 느립니다.
④ 공구와 칩의 접촉면을 따라 발생하는 마찰력과 수직력의 합력은 절삭력과 배분력의 합력보다 크다.
정답입니다 두 합력은 크기와 방향이 같은 하나의 합력 R이므로 클 수 없습니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 공구와 칩의 접촉면을 따라 발생하는 마찰력과 수직력의 합력은 절삭력과 배분력의 합력보다 크다.
머천트 원선도에서 절삭력(주분력) 와 배분력 의 합력, 공구-칩 접촉면의 마찰력 F 와 수직력 N 의 합력, 그리고 전단면의 전단력 와 수직력 의 합력은 모두 같은 하나의 합력 R입니다. 세 쌍은 같은 힘 R 을 좌표축만 바꾸어 분해한 것이므로 크기가 서로 다를 수 없습니다. 마찰력과 수직력의 합력이 더 크다고 한 ④가 옳지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 절삭가공 # 직교절삭 # 머천트원선도 # 주분력 # 배분력 # 절삭비
절삭가공에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 보링(boring)은 다인공구를 사용하여 이미 존재하는 구멍 내면을 가공하는 것이다.
오답입니다 보링은 단인공구로 이미 뚫린 구멍을 넓히는 가공입니다.
② 형삭(shaping)은 다인공구를 사용하여 직선 왕복운동으로 가공하는 것이다.
오답입니다 형삭은 단인공구가 직선 왕복운동을 하며 평면을 깎는 가공입니다.
③ 정면밀링(face milling)은 커터의 회전축을 가공면과 평행하도록 하여 공작물을 가공하는 것이다.
오답입니다 정면밀링은 커터의 회전축이 가공면에 수직입니다.
④ 브로칭(broaching)은 높이가 점차적으로 높아지는 여러 개의 절삭날을 가진 공구를 사용하여 가공하는 것이다.
정답입니다 거친날에서 다듬질날로 이가 점점 커지는 브로치의 구조 그대로입니다.
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정답 ④ 브로칭(broaching)은 높이가 점차적으로 높아지는 여러 개의 절삭날을 가진 공구를 사용하여 가공하는 것이다.
브로치는 자루를 따라 절삭날의 높이가 조금씩 커지도록 배열된 다인공구여서, 한 번 밀거나 당기는 1행정만으로 거친절삭부터 다듬질까지 끝내고 키홈·스플라인·다각형 구멍을 정밀하게 가공합니다. 보링과 형삭은 단인공구를 쓰고, 정면밀링은 커터 회전축을 가공면에 수직으로 두므로 나머지는 모두 틀립니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 절삭가공 # 브로칭 # 다인공구 # 보링 # 형삭 # 정면밀링
직교절삭에서 절삭력은 1000 N, 배분력은 200 N으로 측정되었다. 이때 공구와 칩 접촉면에서의 마찰계수는? (단, 공구경사각 ＝ 45 °이다)
① 0.5
오답입니다 마찰력과 수직력을 1,000 − 400 = 600 N과 1,000 + 200 = 1,200 N으로 거꾸로 잡으면 나오는 값입니다.
② 1.0
오답입니다 마찰각을 경사각과 같은 45°로 잘못 보았을 때 나오는 값입니다.
③ 1.5
정답입니다 F = 1,200/√2, N = 800/√2이므로 μ = 1,200/800 = 1.5입니다.
④ 2.0
오답입니다 분자를 1,000 + 200 = 1,200, 분모를 1,000 − 400 = 600 으로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 1.5
직교절삭에서 마찰력과 수직력은 F = sinα + cosα, N = cosα − sinα입니다. 경사각 α = 45°이므로 sinα = cosα = 1/√2이고, F = (1,000 + 200)/√2 = 1,200/√2, N = (1,000 − 200)/√2 = 800/√2입니다. 따라서 마찰계수는 μ = tanβ = F/N = 1,200/800 = 1.5입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 절삭가공 # 직교절삭 # 마찰계수 # 마찰각 # 공구경사각 # 머천트원선도
원심주조법(centrifugal casting)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 원심주조공정은 원심력으로 용탕을 주형에 주입하는 방법이며, 원심주조기는 수평식, 수직식 등이 있다.
오답입니다 수평식·수직식 원심주조기로 나누는 분류가 맞습니다.
② 진원심주조법은 중공 실린더 모양의 부품을 생산하는 방법으로 용탕은 회전 주형 내벽에 직접 주입한다.
오답입니다 진원심주조는 코어 없이 원심력으로 중공 실린더를 만드는 것이 맞습니다.
③ 반원심주조법은 축대칭 주물의 생산에 주로 이용되고, 회전중심 부근이 외곽부분보다 금속밀도가 더 크다.
정답입니다 원심력 때문에 밀도가 큰 쪽은 중심이 아니라 바깥쪽입니다.
④ 센트리퓨징법은 여러 개의 주형을 회전축에서 일정거리에 놓고, 용탕을 원심력으로 주형에 공급하는 것이다.
오답입니다 주형을 회전축 둘레에 배치해 탕도로 용탕을 보내는 방식이 맞습니다.
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정답 ③ 반원심주조법은 축대칭 주물의 생산에 주로 이용되고, 회전중심 부근이 외곽부분보다 금속밀도가 더 크다.
원심주조에서는 밀도가 큰 건전한 용탕이 원심력으로 바깥쪽에 밀려가고, 슬래그·기포·불순물처럼 가벼운 것은 회전중심 쪽으로 모입니다. 따라서 반원심주조법에서도 외곽부의 금속밀도가 크고 회전중심 부근이 오히려 성기며, 이 때문에 중심부는 나중에 절삭으로 제거하거나 품질이 덜 중요한 부위로 둡니다. 중심 부근의 밀도가 더 크다고 한 ③이 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 주조 # 원심주조 # 진원심주조 # 반원심주조 # 센트리퓨징
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