2020년 서울시 7급 기계공작법 A책형 기출문제 풀이
2020 7급 서울시 기계공작법 A책형
<보기>의 설명에 모두 해당하는 재료의 성질로 가장 옳은 것은?
∙ 재료가 파손되지 않고 에너지를 흡수할 수 있는 능력이다. |
① 경도
오답입니다 경도는 압입이나 긁힘 같은 국부적 소성변형에 저항하는 성질입니다.
② 강성
오답입니다 강성은 하중에 대해 얼마나 덜 변형되는가를 나타내며 탄성계수와 형상이 정합니다.
③ 인성
정답입니다 파괴 전까지 흡수하는 에너지로, 강도와 연성이 함께 커야 높아집니다.
④ 취성
오답입니다 취성은 소성변형 없이 갑자기 깨지는 성질로 인성과 반대되는 개념입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 인성
인성(toughness)은 재료가 파괴에 이를 때까지 흡수할 수 있는 에너지의 크기이며, 응력-변형률 선도에서 파단점까지의 아래 면적으로 나타납니다. 면적은 세로축인 강도와 가로축인 연성이 함께 커야 넓어지므로 인성은 강도와 연성이 조합된 성질이고, 충격이나 균열에 의한 파손을 피하려면 이 값이 커야 합니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 기계재료 # 인성 # 강도 # 연성 # 취성 # 충격에너지
공구 경사면에 대한 칩(chip)의 미끄럼운동에 의해 주로 생기며, 마모된 형상의 깊이나 면적으로 그 크기가 측정되는 절삭공구의 마모형태로 가장 옳은 것은?
① 크레이터 마모
정답입니다 칩이 경사면 위를 미끄러지며 파낸 자국이므로 깊이·면적으로 크기를 잽니다.
② 연마 마모
오답입니다 연마 마모는 소재 속 경질입자가 공구면을 긁어 깎아내는 마모입니다.
③ 응착 마모
오답입니다 응착 마모는 접촉면이 미세하게 용착되었다가 떨어져 나가는 마모입니다.
④ 플랭크 마모
오답입니다 플랭크 마모는 여유면과 가공면의 마찰로 생기며 마모대 폭 VB로 잽니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 크레이터 마모
크레이터 마모(crater wear)는 공구 경사면(rake face) 위를 고온·고압의 칩이 미끄러지면서 확산과 응착이 함께 일어나 접시 모양으로 움푹 파이는 마모입니다. 경사면에 생긴 오목한 자국이므로 그 깊이(KT)나 면적으로 크기를 측정합니다. 반면 여유면 쪽에 띠 모양으로 생기는 플랭크 마모는 마모대의 폭 VB로 나타냅니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 절삭가공 # 공구마모 # 크레이터마모 # 플랭크마모 # 경사면 # 공구수명
금속의 사형주조(sand casting) 공정에 사용되는 주물사에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 주물사의 주요 재료는 실리카(SiO2)이다.
오답입니다 주물사의 주성분은 값싸고 내화성이 좋은 규사(SiO₂)입니다.
② 주물사의 재료는 높은 온도에서 용해되지 않는 특성이 있어야 한다.
오답입니다 용탕과 닿아도 녹지 않아야 하므로 높은 내화도가 필요합니다.
③ 주물사 입자의 크기는 중요한 특성이다.
오답입니다 입도는 주물 표면거칠기와 통기성을 함께 좌우하는 중요한 특성입니다.
④ 주물사는 통기성이 낮아야 한다.
정답입니다 가스가 빠져나가야 하므로 통기성은 오히려 높아야 합니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 주물사는 통기성이 낮아야 한다.
사형주조의 주물사에는 내화성, 적당한 강도와 성형성, 붕괴성, 그리고 충분한 통기성이 요구됩니다. 주입된 용탕에서 나오는 수증기와 가스가 주형 밖으로 빠져나가지 못하면 기공(blow hole)이나 핀홀 같은 결함이 생기기 때문입니다. 따라서 통기성이 낮아야 한다는 설명은 옳지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 주조 # 사형주조 # 주물사 # 통기성 # 규사 # 기공결함
성형가공법과 가공 중에 발생할 수 있는 현상이 가장 옳지 않게 짝지어진 것은?
① 헤딩(heading) - 좌굴(buckling)
오답입니다 헤딩은 봉재 끝을 눌러 머리를 만드는 작업이라 길이가 길면 좌굴이 생깁니다.
② V-굽힘(V-bending) - 스프링백(springback)
오답입니다 V-굽힘에서는 하중을 없앤 뒤 탄성회복으로 굽힘각이 되돌아갑니다.
③ 신장성형(stretch forming) - 뤼더스띠(Lüders band)
오답입니다 신장성형에서는 저탄소강 판재 표면에 뤼더스대(스트레처 스트레인)가 나타납니다.
④ 딥드로잉(deep drawing) - 배럴링(barreling)
정답입니다 배럴링은 압축단조에서 생기는 현상이고 딥드로잉의 결함은 주름·파열·이어링입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 딥드로잉(deep drawing) - 배럴링(barreling)
배럴링(barreling)은 원기둥 소재를 축방향으로 압축할 때 공구면 마찰로 끝단이 잘 퍼지지 못해 옆면이 북처럼 볼록해지는 업세팅·자유단조의 현상입니다. 딥드로잉에서 나타나는 대표 결함은 플랜지 주름, 벽면 파열, 이어링, 스크래치이므로 짝이 맞지 않습니다. 나머지는 헤딩의 좌굴, V-굽힘의 스프링백, 신장성형의 뤼더스대로 모두 옳게 짝지어져 있습니다. 따라서 ④입니다.
※ ③의 “뤼더스띠”는 “뤼더스 띠”, 곧 뤼더스대(Lüders band)를 붙여 쓴 것으로, 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것입니다.
키워드 # 소성가공 # 딥드로잉 # 배럴링 # 스프링백 # 헤딩 # 뤼더스대
<보기>의 설명에 해당하는 연삭가공 공정으로 가장 옳은 것은?
소재를 대규모로 제거하는 연삭작업이다. 연삭깊이를 깊게 하고 이송 속도를 작게 함으로써 재료제거율을 대폭 높인다. |
① 센터리스 연삭(centerless grinding)
오답입니다 센터리스 연삭은 센터 없이 조정숫돌과 받침날로 공작물을 지지하는 방식입니다.
② 크리프피드 연삭(creep-feed grinding)
정답입니다 연삭깊이를 크게, 이송을 아주 느리게 하여 한 번에 대량으로 깎아내는 방식입니다.
③ 호닝(honing)
오답입니다 호닝은 숫돌을 왕복·회전시켜 구멍 내면을 정밀 다듬질하는 공정입니다.
④ 슈퍼피니싱(super finishing)
오답입니다 슈퍼피니싱은 미세입자 숫돌을 가볍게 눌러 진동시키는 초정밀 다듬질입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 크리프피드 연삭(creep-feed grinding)
크리프피드 연삭은 연삭깊이를 보통 연삭의 수백~수천 배인 수 mm까지 크게 잡고 이송속도는 아주 느리게(기어가듯) 주어 한 번의 패스로 형상을 완성하는 연삭법입니다. 접촉호 길이가 길어 재료제거율이 크게 높아지므로 밀링을 대신해 홈이나 터빈 블레이드 뿌리를 가공합니다. 반면 호닝과 슈퍼피니싱은 제거량이 아주 적은 다듬질 공정입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 연삭가공 # 크리프피드연삭 # 재료제거율 # 호닝 # 슈퍼피니싱 # 센터리스연삭
철-철탄화물의 평형상태도(iron-iron carbide phase diagram)상에 존재하는 미세조직으로 가장 옳지 않은 것은?
① 페라이트(ferrite)
오답입니다 페라이트는 α철에 탄소가 극히 적게 고용된 BCC 평형조직입니다.
② 세멘타이트(cementite)
오답입니다 세멘타이트(Fe₃C)는 상태도의 오른쪽 끝을 이루는 금속간화합물입니다.
③ 오스테나이트(austenite)
오답입니다 오스테나이트는 γ철 기지의 FCC 고온 평형조직입니다.
④ 마르텐사이트(martensite)
정답입니다 마르텐사이트는 급랭으로만 얻어지는 비평형 조직이라 평형상태도에 없습니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 마르텐사이트(martensite)
철-철탄화물 평형상태도는 냉각속도가 충분히 느려 평형이 유지될 때 나타나는 상을 그린 것으로, 페라이트·오스테나이트·세멘타이트와 이들의 조합인 펄라이트·레데뷰라이트가 표시됩니다. 마르텐사이트는 오스테나이트를 확산이 일어나지 못할 만큼 빠르게 냉각할 때 탄소가 과포화된 채 무확산 변태로 생기는 비평형 조직이므로 평형상태도에는 나타나지 않습니다. 따라서 ④입니다.
※ ②의 “세멘타이트”는 “시멘타이트”를 뜻하며, 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것입니다.
키워드 # 기계재료 # 철탄소평형상태도 # 마르텐사이트 # 페라이트 # 오스테나이트 # 시멘타이트
전극이 용가재 공급 역할도 하는 용접공정으로 가장 옳은 것은?
① 피복금속 아크용접(SMAW)
정답입니다 피복 아크용접봉은 아크를 내는 전극이면서 스스로 녹아 용가재가 됩니다.
② 저항 아크용접(RAW)
오답입니다 저항용접은 아크가 아니라 접촉저항의 발열을 쓰며 전극도 녹지 않습니다.
③ 가스텅스텐 아크용접(GTAW)
오답입니다 GTAW는 텅스텐 전극이 녹지 않으므로 용가재를 따로 넣어 줍니다.
④ 플라즈마 아크용접(PAW)
오답입니다 PAW도 텅스텐 전극을 쓰는 비소모식이라 용가재를 별도로 공급합니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 피복금속 아크용접(SMAW)
전극이 용가재를 겸하는 방식을 소모식(consumable electrode) 용접이라 하며, 피복금속 아크용접(SMAW)은 심선이 아크를 발생시키는 전극인 동시에 녹아내려 용착금속이 되고 피복제는 가스와 슬래그를 만들어 용융지를 보호합니다. 반면 GTAW와 PAW는 녹지 않는 텅스텐을 전극으로 쓰는 비소모식이라 용가재를 따로 공급해야 합니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 용접 # 피복아크용접 # 소모성전극 # 용가재 # GTAW # 플라즈마아크용접
영구주형 주조공정에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 금속주형에 의한 빠른 응고로 강한 주물을 얻을 수 있다.
오답입니다 금속주형은 열전도가 좋아 빨리 식으므로 조직이 미세해지고 강도가 올라갑니다.
② 표면품질 및 치수정확도가 우수하다.
오답입니다 주형면이 매끈하고 변형이 없어 표면품질과 치수정확도가 좋습니다.
③ 주형을 열고 주물을 분리해야 하므로 복잡한 형상의 제작에는 적합하지 않다.
오답입니다 주형을 갈라 주물을 빼내야 하므로 언더컷이 있는 복잡한 형상에는 불리합니다.
④ 높은 용융점을 갖는 금속의 주조에 적합하다.
정답입니다 용융점이 높으면 금속주형이 먼저 손상되므로 오히려 부적합합니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 높은 용융점을 갖는 금속의 주조에 적합하다.
영구주형 주조는 주철이나 공구강으로 만든 금속주형을 반복해 쓰는 방식이라 빠른 냉각으로 조직이 미세해지고 표면품질·치수정확도가 좋습니다. 그러나 용탕의 온도가 높으면 주형이 열충격과 침식으로 급격히 마모되므로 알루미늄·마그네슘·구리 합금처럼 용융점이 낮은 비철금속에 주로 쓰이며, 고융점 금속의 주조에는 적합하지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 주조 # 영구주형주조 # 금속주형 # 치수정확도 # 비철금속 # 주형수명
플라스틱 재료를 이용하는 제품의 설계에서 고려해야 할 사항으로 가장 옳지 않은 것은?
① 플라스틱의 강도는 재료마다 다르나 일반적으로 금속보다 낮다.
오답입니다 고분자는 결합력이 약해 인장강도가 금속보다 훨씬 낮습니다.
② 플라스틱은 일반적으로 금속에 비해서 높은 충격 흡수가 가능하다.
오답입니다 탄성변형 범위가 넓고 내부 마찰이 커서 충격에너지를 잘 흡수합니다.
③ 플라스틱은 일반적으로 금속에 비해 온도에 따른 치수변화가 작다.
정답입니다 플라스틱의 열팽창계수는 금속의 수 배~10배라 치수변화가 오히려 큽니다.
④ 플라스틱은 일반적으로 세라믹에 비해 낮은 온도에서 사용되어야 한다.
오답입니다 내열성이 낮아 세라믹보다 훨씬 낮은 온도에서만 쓸 수 있습니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 플라스틱은 일반적으로 금속에 비해 온도에 따른 치수변화가 작다.
플라스틱의 선팽창계수는 대체로 50~200 ×10⁻⁶/℃로, 10~25 ×10⁻⁶/℃ 수준인 금속보다 수 배에서 열 배까지 큽니다. 게다가 유리전이온도 부근에서 물성이 크게 변하고 흡습에 의한 팽윤도 있어 온도에 따른 치수변화가 금속보다 훨씬 크므로 설계 시 끼워맞춤 여유를 넉넉히 주어야 합니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 기계재료 # 플라스틱 # 열팽창계수 # 치수안정성 # 충격흡수 # 내열성
압출공정에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 직접압출과 간접압출은 램의 진행 방향과 빌렛이 압출되어 배출되는 방향에 의하여 구분된다.
오답입니다 램과 압출재의 진행 방향이 같으면 직접, 반대이면 간접압출입니다.
② 직접압출은 금형과 빌렛 사이의 마찰저항으로 인하여 간접압출보다 압출에 소요되는 동력이 더 크다.
오답입니다 직접압출은 빌렛이 컨테이너 벽을 미끄러져야 하므로 마찰손실이 큽니다.
③ 다이각이 작으면 다이의 표면적이 커지기 때문에, 금형과 빌렛 접촉부에서의 마찰이 증가한다.
오답입니다 다이각이 작으면 소재가 닿는 다이 면적이 넓어져 마찰이 커집니다.
④ 다이각이 클수록 마찰이 감소하므로 압출에 필요한 램 압출력이 감소한다.
정답입니다 다이각이 커지면 잉여변형이 늘어 압출력이 다시 커지므로 최적각이 존재합니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 다이각이 클수록 마찰이 감소하므로 압출에 필요한 램 압출력이 감소한다.
압출력은 순수변형에 드는 일, 마찰에 드는 일, 그리고 유동이 급격히 꺾이면서 생기는 잉여변형(redundant deformation)에 드는 일의 합입니다. 다이각을 키우면 접촉면적이 줄어 마찰 성분은 작아지지만 소재의 유동 방향이 급하게 꺾여 잉여변형 성분이 커지므로, 압출력은 어느 각도에서 최소가 되었다가 다시 증가합니다. 따라서 다이각이 클수록 압출력이 계속 감소한다는 설명은 옳지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 소성가공 # 압출 # 직접압출 # 간접압출 # 다이각 # 잉여변형
절삭공구에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 공구 수명에 관한 테일러 방정식을 사용하면, 절삭속도를 80% 감소시킬 때, 공구 수명은 약 24배 증가한다. (단, 공구수명지수 =0.5, 절삭상수 =400이다.)
오답입니다 T = (C/V)²이므로 V가 0.2배가 되면 수명은 25배, 즉 24배 늘어 옳습니다.
② 서멧 공구는 알루미늄 산화물과 티타늄 카바이드로 구성된 것이 대표적이며, 구성인선 생성에 대한 저항성과 인성이 매우 높다.
정답입니다 서멧은 세라믹이 주성분이라 구성인선 저항성은 높지만 인성은 오히려 낮습니다.
③ cBN(입방정질화붕소)공구는 고온에서 철이나 니켈에 대해 높은 화학적 안정성을 가지고 있어 확산에 의한 마멸이 거의 발생하지 않는다.
오답입니다 cBN은 철·니켈과 반응하지 않아 다이아몬드와 달리 확산마멸이 거의 없습니다.
④ 티타늄 카바이드 공구는 TiC 입자를 니켈-몰리브덴 모재와 함께 소결시킨 것으로, 텅스텐 카바이드 공구보다 높은 내마멸성을 가졌지만 인성은 작다.
오답입니다 TiC계 공구는 WC계보다 내마멸성이 크고 인성은 작다는 설명 그대로입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 서멧 공구는 알루미늄 산화물과 티타늄 카바이드로 구성된 것이 대표적이며, 구성인선 생성에 대한 저항성과 인성이 매우 높다.
서멧(cermet)은 세라믹 입자를 금속으로 결합한 공구재료로, Al₂O₃와 TiC를 조합한 것이 대표적이며 화학적으로 안정해 구성인선이 잘 생기지 않고 고속·다듬질 절삭에서 좋은 면을 얻습니다. 그러나 주성분이 세라믹이므로 초경합금보다 인성과 내충격성이 낮아 단속절삭에는 불리합니다. “인성이 매우 높다”는 설명이 사실과 반대입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 절삭가공 # 공구재료 # 서멧 # cBN # 테일러공구수명식 # 구성인선
방전가공에 대한 일반적인 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 방전가공 시, 스파크는 공작물뿐만 아니라 공구도 용융시켜 공구마멸이 발생한다.
오답입니다 아크는 양극·음극 모두를 녹이므로 전극도 조금씩 소모됩니다.
② 절연액은 부스러기 제거, 절연작용, 냉각 기능을 한다.
오답입니다 절연액(가공액)은 부스러기 배출·절연·냉각을 함께 담당합니다.
③ 낮은 방전전류와 낮은 방전주파수는 표면 다듬질을 향상시킨다.
정답입니다 다듬질은 전류를 낮추고 주파수를 오히려 높여야 좋아집니다.
④ 방전 전극의 용융점이 높을수록 공구마멸이 줄어든다.
오답입니다 융점이 높은 흑연·텅스텐 전극일수록 잘 녹지 않아 마멸이 적습니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 낮은 방전전류와 낮은 방전주파수는 표면 다듬질을 향상시킨다.
방전가공에서 한 번의 방전이 파내는 크레이터의 크기는 그 펄스가 실어 나른 에너지에 비례합니다. 방전전류를 낮추면 크레이터가 작아지고, 같은 제거량이라면 주파수를 높여 작은 방전을 자주 일으킬수록 표면이 고와집니다. 즉 다듬질을 좋게 하려면 낮은 전류와 높은 주파수를 써야 하므로 ③의 “낮은 방전주파수”가 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 특수가공 # 방전가공 # 방전전류 # 방전주파수 # 절연액 # 전극마멸
분말야금 공정에 대한 일반적인 설명으로 가장 옳은 것은?
① 사용되는 분말재료의 전단속도가 높아지면 점성이 낮아지게 되므로 빠르게 가압해야 한다.
오답입니다 전단속도에 따른 점도 변화는 분말사출성형의 결합제 이야기이며 압축은 서서히 해야 합니다.
② 분말에 높은 압력을 가해 만들어지는 중간단계의 제품을 패킹(packing)이라고 하며 이것을 가열하여 최종 제품을 제작한다.
오답입니다 압축으로 얻는 중간 성형체는 패킹이 아니라 압분체(green compact)라고 합니다.
③ 높은 강도와 경도를 갖는 합금으로 된 제품을 제작할 경우 절삭가공에 비해서 제작이 용이하다.
정답입니다 초경합금처럼 굳은 재료도 분말 상태에서 성형·소결하면 쉽게 만들 수 있습니다.
④ 공정에 필요한 공구와 장비 및 분말재료가 고가이므로 대량생산에 적합하지 않다.
오답입니다 금형과 설비가 비싸므로 오히려 대량생산으로 원가를 회수해야 하는 공정입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 높은 강도와 경도를 갖는 합금으로 된 제품을 제작할 경우 절삭가공에 비해서 제작이 용이하다.
분말야금은 분말 제조 → 혼합 → 압축성형 → 소결 → 후처리 순으로 진행되며, 재료를 굳은 덩어리로 만들기 전에 분말 상태에서 형상을 잡아 놓고 소결하는 방식입니다. 따라서 초경합금·내열합금처럼 강도와 경도가 높아 절삭이 매우 어려운 재료도 비교적 쉽게 제품으로 만들 수 있고, 융점 차가 큰 재료의 조합이나 다공질 함유베어링처럼 다른 공정으로는 어려운 제품도 얻을 수 있습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 특수가공 # 분말야금 # 압분체 # 소결 # 초경합금 # 대량생산
<보기>의 설명에 해당하는 용접공정으로 가장 옳은 것은?
∙ 비소모성 전극을 사용한다. |
① 서브머지드 아크용접(submerged arc welding)
오답입니다 서브머지드 아크용접은 소모성 와이어와 플럭스를 함께 쓰는 아크용접입니다.
② 일렉트로 가스용접(electrogas welding)
오답입니다 일렉트로 가스용접도 소모성 와이어를 녹여 두꺼운 판을 수직으로 잇습니다.
③ 저항 점용접(resistance spot welding)
오답입니다 저항 점용접은 조건이 대부분 맞지만 점 단위 접합이라 밀폐가 되지 않습니다.
④ 저항 심용접(resistance seam welding)
정답입니다 롤러 전극이 연속으로 너깃을 겹쳐 만들어 기밀·수밀 이음이 됩니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 저항 심용접(resistance seam welding)
저항용접은 구리합금 전극으로 판재를 겹쳐 누른 뒤 큰 전류를 흘려 접촉저항의 줄열로 접합하는 방식이라 전극이 소모되지 않고 용가재도 쓰지 않으며 겹치기 이음에만 쓸 수 있습니다. 그중 심용접은 원판형 롤러 전극을 굴리면서 통전해 너깃이 서로 겹쳐진 연속 용접선을 만들므로 연료탱크나 라디에이터처럼 완전히 밀폐된 기밀·수밀 이음을 얻을 수 있습니다. 점용접은 같은 원리이지만 점이 떨어져 있어 밀폐가 되지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 용접 # 저항용접 # 심용접 # 점용접 # 겹치기이음 # 기밀
판재의 전단작업에 대한 일반적인 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 펀치와 다이 사이의 간극이 커지면 전단면은 거칠어진다.
오답입니다 간극이 크면 균열이 어긋나게 만나 파단면이 거칠고 롤오버도 커집니다.
② 판재의 두께가 두꺼울수록 간극을 작게 해야 한다.
정답입니다 간극은 판 두께의 몇 %로 정하므로 두꺼울수록 오히려 크게 잡습니다.
③ 펀치속도가 빠르면 전단면이 매끈해진다.
오답입니다 펀치속도가 빠르면 열이 발생해 전단이 깨끗하게 일어나 면이 매끈해집니다.
④ 간극이 크고 판재의 연성이 클수록 버(burr)의 높이는 증가한다.
오답입니다 간극이 크고 연성이 크면 소재가 늘어나며 끌려 나가 버가 높아집니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 판재의 두께가 두꺼울수록 간극을 작게 해야 한다.
전단 간극(clearance)은 보통 판 두께의 2~10%로 정하며, 두께가 두꺼울수록, 연질보다 경질 재료일수록 절대값을 크게 잡습니다. 간극이 적정하면 펀치와 다이에서 시작된 균열이 한 선에서 만나 깨끗한 파단면이 되지만, 너무 크면 소재가 늘어나며 끊어져 파단면이 거칠어지고 버가 높아집니다. 따라서 두꺼울수록 간극을 작게 하라는 ②가 옳지 않습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 소성가공 # 전단가공 # 간극 # 버 # 파단면 # 펀치속도
<보기>의 내용에서 P1, P2, P3의 값 각각에 해당하는 연삭숫돌의 구성요소를 옳게 짝지은 것은?
연삭숫돌 구성요소의 부피 분율 관계 : |
P1 | P2 | P3 | |
① | 연마입자 | 결합제 | 기공 |
② | 결합제 | 연마입자 | 기공 |
③ | 연마입자 | 기공 | 결합제 |
④ | 결합제 | 기공 | 연마입자 |
① 선택지 해설
정답입니다 조직을 정하는 P1·P3가 연마입자와 기공이고, 남는 P2가 결합제입니다.
② 선택지 해설
오답입니다 조직 번호가 작을수록 결합제가 많아진다는 뜻이 되어 정의와 맞지 않습니다.
③ 선택지 해설
오답입니다 조직을 정하는 두 요소가 P1·P3인데 여기서는 기공이 P2로 가 있습니다.
④ 선택지 해설
오답입니다 조직 번호가 작을수록 결합제가 많고 연마입자가 적다는 잘못된 해석입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① P1 연마입자 — P2 결합제 — P3 기공
연삭숫돌은 연마입자(abrasive), 결합제(bond), 기공(pore)의 세 요소로 이루어지고 세 부피 분율의 합이 1이 됩니다. 이 가운데 조직(structure)은 숫돌 속 연마입자가 얼마나 조밀한가를 나타내는 값이라 연마입자와 기공의 상대적 비율로 정해지므로 P1과 P3가 이 둘이고 남는 P2가 결합제입니다. 조직 번호가 1에 가까울수록 조밀(dense)하여 연마입자가 많고 기공이 적으므로 P1이 연마입자, P3가 기공입니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 연삭가공 # 연삭숫돌 # 조직 # 연마입자 # 결합제 # 기공
한 변의 길이가 10cm인 정육면체 형상 제품과 직경이 10cm, 높이가 20cm인 원통 형상 제품을 주조공정으로 제작하려고 한다. 크보리노프(Chvorinov) 법칙의 지수()가 2일 때, 정육면체 형상의 응고시간은 25분이다. 원통 형상 제품의 응고시간을 크보리노프 법칙을 사용하여 계산한 결과는? (단, 정육면체 형상과 원통 형상의 크보리노프 법칙의 주형상수()는 같다.)
① 27분
오답입니다 t = 9(V/A)²이므로 27분이 되려면 V/A가 √3 cm이어야 하는데 실제 원통의 V/A는 2 cm입니다.
② 36분
정답입니다 주형상수 C = 9이고 원통의 V/A = 2 cm이므로 9 × 2² = 36분입니다.
③ 49분
오답입니다 49분이 되려면 V/A가 7/3 cm이어야 하는데 원통의 V/A는 500π/250π = 2 cm입니다.
④ 54분
오답입니다 54분이 되려면 V/A가 √6 cm이어야 하며, 옆면적만 더하는 잘못을 범해도 56분이 되어 맞지 않습니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 36분
크보리노프 법칙은 t = C(V/A)ⁿ 이며 여기서는 n = 2입니다. 정육면체는 V = 10³ = 1,000 cm³, A = 6 × 10² = 600 cm²이므로 V/A = 5/3 cm이고, t = C(5/3)² = 25 에서 C = 9 분/cm²입니다. 원통은 V = π(5)²(20) = 500π cm³, A = 2π(5)² + π(10)(20) = 250π cm²이므로 V/A = 2 cm입니다. 따라서 t = 9 × 2² = 36분입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 주조 # 크보리노프법칙 # 응고시간 # 주형상수 # 체적표면적비
평밀링작업에서 밀링커터 회전속도는 200rpm이고 절삭날은 5개이다. 절삭폭 5mm, 절삭깊이 2mm, 절삭률 2,000mm3/min일 때, 절삭날당 이송량[mm/날]은?
① 0.1
오답입니다 절삭날 수를 10개로 잘못 잡으면 절반인 0.1이 나옵니다.
② 0.2
정답입니다 이송속도 200 mm/min을 회전수 200 rpm과 날 수 5로 나눈 값입니다.
③ 0.3
오답입니다 0.3 mm/날이면 이송속도가 300 mm/min이 되어 절삭률이 3,000 mm³/min으로 커집니다.
④ 0.4
오답입니다 절삭깊이를 1 mm로 잘못 잡으면 이송속도가 400 mm/min이 되어 0.4가 나옵니다.
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정답 ② 0.2
평밀링의 재료제거율은 MRR = w × d × v (절삭폭 × 절삭깊이 × 이송속도)입니다. v = MRR/(w·d) = 2,000/(5 × 2) = 200 mm/min입니다. 이송속도는 v = × n × N (날당 이송 × 날 수 × 회전수)이므로 = 200/(5 × 200) = 0.2 mm/날 입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 절삭가공 # 밀링 # 재료제거율 # 날당이송량 # 이송속도 # 주축회전수
재료의 경도를 측정하기 위한 경도시험에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 브리넬 경도시험에서는 강이나 텅스텐 카바이드로 만든 구형 압입자가 사용되며, 압입하중을 압흔의 구상표면적으로 나눈 값이 경도값으로 사용된다.
오답입니다 브리넬 경도 HB는 하중을 압흔의 구상표면적으로 나눈 값이 맞습니다.
② 비커스 경도시험에서는 압흔이 사각형이므로 원형의 직경에 비하여 대각선의 길이를 구하는 것이 쉬워 압흔 면적을 계산하기가 용이하다.
오답입니다 사각뿔 압흔이라 대각선 두 개를 재어 면적을 계산하기 쉽습니다.
③ 로크웰 경도시험에서는 재료의 강도에 따라 주하중(시험하중)과 부하중(초기하중)의 압입횟수가 다르게 적용된다.
정답입니다 재료에 따라 달라지는 것은 압입횟수가 아니라 압입자 종류와 하중 크기(스케일)입니다.
④ 누프 경도시험에서는 한쪽 대각선이 긴 피라미드 형상의 다이아몬드 압입자가 사용되며, 압흔에서 긴 대각선의 길이가 측정된다.
오답입니다 누프는 긴 대각선과 짧은 대각선의 비가 약 7:1인 마름모 압흔을 남깁니다.
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정답 ③ 로크웰 경도시험에서는 재료의 강도에 따라 주하중(시험하중)과 부하중(초기하중)의 압입횟수가 다르게 적용된다.
로크웰 경도시험은 먼저 부하중(초기하중) 10 kgf를 걸어 기준면을 잡고, 이어서 주하중을 가했다가 제거한 뒤 남은 압입깊이의 차로 경도를 냅니다. 즉 하중을 거는 순서와 횟수는 어느 스케일에서나 같고, 재료의 강도에 따라 달라지는 것은 압입자(강구 또는 다이아몬드 원뿔)의 종류와 주하중의 크기, 즉 B·C 등 스케일의 선택입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 측정 # 경도시험 # 로크웰경도 # 브리넬경도 # 비커스경도 # 누프경도
컴퓨터 통합 제조(Computer Integrated Manufacturing) 시스템에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 유연생산시스템(FMS)은 설비의 가격이 높으며, 일반적으로 매우 낮거나 매우 높은 생산속도에 최적이다.
정답입니다 FMS가 유리한 영역은 중간 생산량·중간 품종이며 양극단에는 맞지 않습니다.
② 유연생산시스템(FMS)은 종래의 생산시스템과 비교하여 노동력 및 재고가 직접적으로 감소하는 장점이 있다.
오답입니다 자동 운반과 무인 운전으로 노동력과 재공재고가 줄어듭니다.
③ 유연생산시스템(FMS)의 기본요소는 작업장(workstation), 재료와 부품의 자동물류장치, 제어시스템이다.
오답입니다 작업장, 자동물류장치, 제어시스템이 FMS의 세 가지 기본요소입니다.
④ 유연생산시스템(FMS)에서 작업장(workstation)은 일반적으로 개별 작업을 수행하는 하나 이상의 기계로 구성된다.
오답입니다 작업장은 머시닝센터 등 하나 이상의 기계와 공구교환장치로 구성됩니다.
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정답 ① 유연생산시스템(FMS)은 설비의 가격이 높으며, 일반적으로 매우 낮거나 매우 높은 생산속도에 최적이다.
FMS는 CNC 공작기계 여러 대를 자동물류장치와 중앙 제어시스템으로 묶어 여러 품종을 셋업 변경 없이 흘려보내는 시스템입니다. 생산량이 아주 적으면 범용기계나 가공셀이 경제적이고, 아주 많으면 전용 트랜스퍼 라인이 유리하므로 FMS가 가장 적합한 영역은 중간 생산량·중간 품종(다품종 중량생산)입니다. 매우 낮거나 매우 높은 생산속도에 최적이라는 설명은 옳지 않습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 자동화 # CIM # 유연생산시스템 # 다품종중량생산 # 자동물류 # 작업장
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