2021년 국가직 9급 기계일반 기출문제 풀이

2021년 국가직 9급 기계일반 기출문제 썸네일

2021년 국가직 9급 기계일반

2021. 4. 17. 시행·나 책형 · 기출문제

Q01
문항 목록작업안전ㆍ선반작업

용접기나 공작기계를 이용한 작업 시, 안전 주의사항에 대한 설명으로 옳은 것은?

  • 선반 작업: 절삭 작업 중에 장갑을 착용해서는 안 된다.
  • 연삭 작업: 회전하는 숫돌을 쇠망치로 강하게 타격하여 숫돌의 파손 여부를 확인한다.
  • 밀링 작업: 주축 회전수 변환은 주축의 이송 중에 수행한다.
  • 아크 용접 작업: 밀폐된 작업 공간에서는 KF94 마스크를 착용한다.
정답과 해설 보기
정답 ① 선반 작업: 절삭 작업 중에 장갑을 착용해서는 안 된다.

선반은 척과 공작물이 고속으로 회전하므로 장갑을 끼면 회전부에 말려 들어가 큰 재해로 이어질 수 있습니다. 연삭숫돌은 쇠망치로 때리지 않고 링 테스트로 가볍게 두드려 소리로 균열을 확인하며, 주축 회전수 변경은 기계를 완전히 정지시킨 뒤에 하고, 밀폐공간 용접은 마스크가 아니라 국소배기와 강제환기가 우선입니다. 따라서 절삭 중 장갑을 착용하지 않는다는 ①이 옳습니다.

키워드#기계공작법#작업안전#선반작업#회전체#보호구

Q02
문항 목록기하공차ㆍ공차기호

기하공차와 기호의 연결이 옳지 않은 것은?

  • 온 흔들림 –
  • 원통도 –
  • 동심도 –
  • 대칭도 –
정답과 해설 보기
정답 ④ 대칭도 –

기하공차 기호는 모양·자세·위치·흔들림 공차별로 규정된 도형을 사용합니다. ①의 두 화살표는 온 흔들림, ②의 원에 두 사선이 겹친 기호는 원통도, ③의 이중 원은 동심도로 각각 바르게 짝지어져 있습니다. 그러나 ④에 제시된 나란한 두 사선은 평행도 기호이며, 대칭도는 가로선 세 개를 겹쳐 놓은 모양으로 나타냅니다. 따라서 연결이 옳지 않은 것은 ④입니다.

키워드#기계제도#기하공차#공차기호#대칭도#평행도

Q03
문항 목록산업용로봇ㆍ머니퓰레이터

산업용 로봇에서 링크, 기어, 조인트 등을 사용하여 인간의 팔과 손목 움직임을 구현하는 것은?

  • 엔드 이펙터(end effector)
  • 머니퓰레이터(manipulator)
  • 동력원(power source)
  • 제어시스템(control system)
정답과 해설 보기
정답 ② 머니퓰레이터(manipulator)

산업용 로봇은 머니퓰레이터, 엔드 이펙터, 동력원, 제어시스템으로 구성됩니다. 이 가운데 링크와 기어, 조인트를 이어 붙여 사람의 팔과 손목에 해당하는 자세와 위치를 만들어 내는 기구부가 머니퓰레이터입니다. 엔드 이펙터는 손목 끝에서 파지나 용접 같은 작업을 직접 수행하고, 동력원은 구동 에너지를, 제어시스템은 각 축의 지령 처리를 담당합니다. 따라서 ②입니다.

키워드#기계공작법#산업용로봇#머니퓰레이터#엔드이펙터#링크#조인트

Q04
문항 목록신소재ㆍ압전세라믹

일반적으로 압전 세라믹 소재가 적용된 부품이 아닌 것은?

  • 광섬유
  • 음향 마이크
  • 스트레인 게이지
  • 수중 음파 탐지기
정답과 해설 보기
정답 ① 광섬유

압전 세라믹은 힘을 받으면 전하가 생기고 전압을 걸면 변형하는 소재로, 음압을 전기신호로 바꾸는 마이크, 변형에 따른 전하를 읽는 압전형 스트레인 게이지, 음파를 송수신하는 수중 음파 탐지기에 쓰입니다. 반면 광섬유는 코어와 클래딩의 굴절률 차에 의한 전반사로 빛을 전송하는 부품이라 압전 효과와 무관합니다. 따라서 압전 세라믹 적용 부품이 아닌 것은 ①입니다.

키워드#기계재료#신소재#압전세라믹#센서#광섬유

Q05
문항 목록비철금속ㆍ알루미늄합금

내열성이 좋으며 고온강도가 커서, 내연기관의 실린더나 피스톤 등에 많이 사용되는 것은?

  • 인바
  • Y 합금
  • 6:4 황동
  • 두랄루민
정답과 해설 보기
정답 ② Y 합금

Y 합금은 알루미늄에 구리·니켈·마그네슘을 첨가한 내열 알루미늄합금으로, 고온에서 강도가 잘 떨어지지 않아 내연기관의 실린더 헤드와 피스톤에 쓰입니다. 인바는 열팽창계수가 거의 없는 철-니켈계 불변강이고, 6:4 황동은 구리-아연계 합금이며, 두랄루민은 시효경화를 이용한 고강도 경량 구조용 합금입니다. 따라서 ②입니다.

키워드#기계재료#비철금속#알루미늄합금#Y합금#내열성#고온강도

Q06
문항 목록철강재료ㆍ스테인리스강

스테인리스강에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 크롬계와 크롬−니켈계 등이 있다.
  • 석출경화형계는 성형성이 향상되나 고온강도는 저하된다.
  • 크롬을 첨가하면 내부식성이 우수해진다.
  • 나이프, 숟가락 등의 일상용품과 화학공업용 기계설비 재료로 사용된다.
정답과 해설 보기
정답 ② 석출경화형계는 성형성이 향상되나 고온강도는 저하된다.

스테인리스강은 크롬계와 크롬-니켈계로 나뉘고, 크롬이 표면에 치밀한 부동태 피막을 만들어 내식성을 확보하므로 주방용품부터 화학설비까지 널리 쓰입니다. 석출경화계는 용체화 후 시효처리로 미세 석출물을 형성해 높은 강도와 고온특성을 함께 얻는 계열이며, 오히려 성형은 용체화 상태에서 하고 이후 시효로 강화합니다. 고온강도가 저하된다고 한 ②가 옳지 않습니다.

키워드#기계재료#철강재료#스테인리스강#석출경화#내식성#크롬

Q07
문항 목록공석변태ㆍ펄라이트

강의 공석변태와 조직에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 시멘타이트의 탄소 함유량은 6.67%이다.
  • 페라이트와 시멘타이트의 혼합 조직은 마르텐사이트다.
  • 공석 반응점에서 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 변한다.
  • 0.77% 탄소강을 변태온도 이하로 냉각하면 발생한다.
정답과 해설 보기
정답 ② 페라이트와 시멘타이트의 혼합 조직은 마르텐사이트다.

공석변태는 0.77 % 탄소강을 A₁ 변태온도 아래로 냉각할 때 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 동시에 분해되는 반응이며, 이때 생기는 층상 조직이 펄라이트입니다. 시멘타이트는 Fe₃C로 탄소를 약 6.67 % 함유합니다. 마르텐사이트는 오스테나이트를 급랭해 탄소가 과포화 상태로 갇힌 무확산 변태 조직이므로 페라이트와 시멘타이트의 혼합조직이 아닙니다. 따라서 옳지 않은 것은 ②입니다.

키워드#기계재료#공석변태#펄라이트#시멘타이트#오스테나이트#탄소함유량

Q08
문항 목록잔류응력ㆍ불균일변형

잔류응력(residual stress)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 소재의 불균일 변형으로 발생한다.
  • 추가적인 소성변형을 통하여 제거하거나 감소시킬 수 있다.
  • 외력이 제거된 상태에서 내력의 정적 평형조건이 만족하도록 분포된다.
  • 표면의 압축 잔류응력은 소재의 피로수명과 파괴강도를 저하시킨다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 표면의 압축 잔류응력은 소재의 피로수명과 파괴강도를 저하시킨다.

잔류응력은 불균일한 소성변형이나 온도구배 때문에 생기고, 외력이 없는 상태에서도 내부에서 서로 평형을 이루도록 분포하며, 추가 소성변형이나 응력제거 풀림으로 완화할 수 있습니다. 표면에 압축 잔류응력이 남으면 균열의 발생과 성장을 억제하므로 피로수명과 파괴강도가 오히려 향상되며, 쇼트피닝처럼 일부러 부여하는 공정도 있습니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.

키워드#재료역학#잔류응력#불균일변형#압축잔류응력#피로수명

Q09
문항 목록펌프ㆍ용적식펌프

용적식 펌프로 분류되지 않는 것은?

  • 터빈 펌프
  • 기어 펌프
  • 베인 펌프
  • 피스톤 펌프
정답과 해설 보기
정답 ① 터빈 펌프

용적식 펌프는 밀폐된 공간의 체적 변화로 유체를 밀어내는 방식이어서 토출량이 회전수에 거의 비례하고 높은 압력을 내기 쉬우며, 기어펌프·베인펌프·피스톤펌프가 여기에 속합니다. 터빈펌프는 임펠러의 회전으로 유체에 운동에너지를 준 뒤 안내깃에서 압력으로 회복시키는 원심식 비용적형 펌프입니다. 따라서 용적식으로 분류되지 않는 것은 ①입니다.

키워드#유압기기#펌프#용적식펌프#비용적식#기어펌프#터빈펌프

Q10
문항 목록생산방식ㆍ적시생산

적시 생산방식(just-in-time production)의 특징이 아닌 것은?

  • 주문이 있을 때 부품과 제품을 생산하는 수요시스템(pull system)이다.
  • 무재고 생산 또는 반복되는 대량생산 공정에 효과적이다.
  • 재고 운반 비용은 늘어나지만 부품검사와 재작업 필요성은 감소한다.
  • 생산을 허가하는 생산카드와 다른 작업장으로 운반을 허가하는 이송카드를 사용한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 재고 운반 비용은 늘어나지만 부품검사와 재작업 필요성은 감소한다.

적시 생산방식은 필요한 것을 필요한 때에 필요한 만큼만 만드는 방식으로, 후공정이 전공정에서 가져가는 풀 시스템이며 생산카드와 이송카드로 이루어진 간판으로 흐름을 통제합니다. 재고를 최소화하는 것이 핵심 목적이므로 재고의 보관과 운반에 드는 비용은 오히려 줄어듭니다. 따라서 재고 운반 비용이 늘어난다고 한 ③은 특징이 아닙니다.

키워드#기계공작법#생산방식#적시생산#풀시스템#간판#재고감축

Q11
문항 목록치수공차ㆍ끼워맞춤

축의 치수가 ϕ100+0.15+0.10 mm이고 구멍의 치수가 ϕ100+0.070 mm인, 축과 구멍의 끼워맞춤 종류는?

  • 헐거운끼워맞춤
  • 중간끼워맞춤
  • 억지끼워맞춤
  • IT끼워맞춤
정답과 해설 보기
정답 ③ 억지끼워맞춤

축의 치수는 φ100 +0.10~+0.15 mm이므로 최소 지름이 100.10 mm이고, 구멍의 치수는 φ100 0~+0.07 mm이므로 최대 지름이 100.07 mm입니다. 가장 작은 축이 가장 큰 구멍보다 0.03 mm 크기 때문에 어떤 조합에서도 틈새 없이 죔새만 생깁니다. 따라서 억지끼워맞춤인 ③입니다.

키워드#기계설계#치수공차#끼워맞춤#억지끼워맞춤#죔새

Q12
문항 목록축ㆍ크랭크축

자동차 엔진에서 피스톤의 왕복 운동을 회전 운동으로 바꾸는 기계부품은?

  • 차축
  • 스핀들
  • 크랭크축
  • 플렉시블축
정답과 해설 보기
정답 ③ 크랭크축

크랭크축은 커넥팅로드로 전달된 피스톤의 왕복운동을 크랭크 핀의 편심 회전으로 바꾸어 회전운동을 만들어 냅니다. 차축은 하중을 지지하며 바퀴를 연결하는 축이고, 스핀들은 공작기계에서 공구나 공작물을 회전시키는 짧은 회전축이며, 플렉시블축은 휘어진 경로로 회전동력을 전달하는 축입니다. 따라서 ③입니다.

키워드#기계설계#축#크랭크축#왕복운동#회전운동

Q13
문항 목록절삭가공ㆍ연속칩

선반 가공에서 발생하는 연속칩에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 취성이 높은 재료를 낮은 절삭속도로 가공할 때 발생한다.
  • 연속칩이 생기는 경우 일반적으로 표면 거칠기 값이 작아진다.
  • 연속칩이 발생하면 칩이 공구에 감기는 문제가 발생할 수 있다.
  • 공구와 칩 사이의 마찰이 작으면 연속칩이 발생하기 쉽다.
정답과 해설 보기
정답 ① 취성이 높은 재료를 낮은 절삭속도로 가공할 때 발생한다.

연속칩은 연성이 큰 재료를 경사각이 큰 예리한 공구로 빠르게 절삭하고 공구와 칩 사이 마찰이 작을 때 잘 생기며, 절삭이 안정되어 표면거칠기 값이 작은 매끄러운 가공면을 얻습니다. 다만 칩이 길게 이어져 공구나 공작물에 감기므로 칩 브레이커가 필요합니다. 취성이 큰 재료를 낮은 절삭속도로 가공하면 균열형 칩이 생기므로, 설명이 반대인 ①이 옳지 않습니다.

키워드#기계공작법#절삭가공#연속칩#칩형태#재료연성#절삭속도

Q14
문항 목록절삭공구ㆍ여유각

선삭용 단인 공구의 여유각에 대한 설명으로 옳은 것은?

  • 칩 유동 방향과 공구 끝단의 강도를 조절한다.
  • 양의 여유각은 절삭력과 절삭온도를 감소시킨다.
  • 공구강도와 절삭력에 영향을 미친다.
  • 공구와 공작물의 접촉 부위에서 간섭과 마찰에 영향을 준다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 공구와 공작물의 접촉 부위에서 간섭과 마찰에 영향을 준다.

여유각은 공구의 여유면과 이미 가공된 면 사이에 틈을 만들어 두 면이 스치는 간섭과 마찰, 그로 인한 여유면 마모를 막는 각입니다. 칩의 유동 방향과 절삭력·절삭온도, 공구 끝단의 강도를 지배하는 것은 경사각과 쐐기각이므로 ①·②·③은 여유각의 역할로 볼 수 없습니다. 따라서 옳은 것은 ④입니다.

키워드#기계공작법#절삭공구#여유각#경사각#공구각#간섭방지

Q15
문항 목록소성가공ㆍ형단조

형단조에서 예비성형을 하는 목적으로 옳지 않은 것은?

  • 후속 단조공정에서 금형 마모를 줄이기 위해서
  • 후속 단조공정에서 제품의 품질을 향상시키는 단류선을 얻기 위해서
  • 후속 단조공정에서 플래시로 빠져나가는 재료의 손실을 최소화하기 위해서
  • 후속 단조공정에서 변형률 속도(strain rate)를 높여 유동응력을 줄이기 위해서
정답과 해설 보기
정답 ④ 후속 단조공정에서 변형률 속도(strain rate)를 높여 유동응력을 줄이기 위해서

형단조의 예비성형은 소재를 최종 형상에 가깝게 미리 분배해 두는 공정입니다. 최종 금형에 걸리는 국부하중과 마모를 줄이고, 재료 흐름을 정돈해 결함이 적은 단류선을 얻으며, 플래시로 빠져나가는 재료 손실도 줄입니다. 변형률 속도를 높이면 대부분의 금속은 유동응력이 오히려 커지고 예비성형이 변형률 속도를 높이려는 공정도 아닙니다. 따라서 목적으로 옳지 않은 것은 ④입니다.

키워드#기계공작법#소성가공#형단조#예비성형#단류선#플래시

Q16
문항 목록핀ㆍ분할핀

결합용 기계요소인 핀(pin)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 키 대신 사용되기도 하고, 코터가 빠져나오지 못하도록 고정하거나 부품의 위치를 결정하는 데 사용된다.
  • 분할핀은 너트의 풀림 방지용으로 사용된다.
  • 주로 인장하중을 받아 파괴되며, 인장강도 설계가 중요하다.
  • 평행핀, 테이퍼핀, 분할핀 등이 있다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 주로 인장하중을 받아 파괴되며, 인장강도 설계가 중요하다.

핀은 키 대신 가벼운 토크를 전달하거나 부품의 위치를 결정하고 코터의 이탈을 막는 결합용 기계요소로, 평행핀·테이퍼핀·분할핀 등이 있으며 분할핀은 너트의 풀림 방지에 씁니다. 핀은 결합면을 가로질러 끼워지므로 주로 전단하중과 굽힘을 받아 파괴되며 설계도 전단강도를 기준으로 합니다. 따라서 옳지 않은 것은 ③입니다.

키워드#기계설계#핀#분할핀#테이퍼핀#전단하중#위치결정

Q17
문항 목록벨트전동ㆍ평벨트

수평으로 설치된 평벨트 전동장치에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 벨트와 작은 풀리의 접촉각이 증가하면 최대 전달동력이 증가한다.
  • 바로걸기의 경우, 장력 차로 인한 접촉각 감소를 방지하기 위해 긴장측이 위쪽에 위치하도록 회전 방향을 결정한다.
  • 가죽 평벨트를 사용하는 경우, 속도비를 일정하게 유지하기 어렵다.
  • 축 중심 간 거리가 먼 경우, 고속으로 벨트전동을 하면 플래핑(flapping) 현상이 발생할 수 있다.
정답과 해설 보기
정답 ② 바로걸기의 경우, 장력 차로 인한 접촉각 감소를 방지하기 위해 긴장측이 위쪽에 위치하도록 회전 방향을 결정한다.

평벨트의 전달동력은 접촉각이 클수록 커지므로 접촉각을 확보하는 방향으로 설계합니다. 바로걸기에서는 긴장측을 아래쪽에 두어야 위쪽의 이완측이 자중으로 처지면서 풀리를 더 감싸 접촉각이 커집니다. 반대로 긴장측을 위쪽에 두면 이완측이 아래로 처져 벨트가 풀리에서 떨어지므로 접촉각이 줄어듭니다. 따라서 설명이 반대인 ②가 옳지 않습니다.

키워드#기계설계#벨트전동#평벨트#접촉각#긴장측#플래핑

Q18
문항 목록성형법ㆍ사출성형

사출성형에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 게이트는 용융 수지가 금형 공동으로 주입되는 입구이며, 하나의 금형 공동은 복수의 게이트를 둘 수 있다.
  • 성형품의 수축결함을 방지하기 위해 사출 압력을 증가시키고, 성형 온도는 감소시킨다.
  • 열가소성 수지뿐 아니라 열경화성 수지를 이용한 제품 생산에도 사용될 수 있다.
  • 금형 내부에는 고온의 수지를 식히기 위한 냉각라인이 있다.
정답과 해설 보기
정답 ② 성형품의 수축결함을 방지하기 위해 사출 압력을 증가시키고, 성형 온도는 감소시킨다.

수축결함은 용융수지가 냉각·고화하면서 부피가 줄어드는 데서 생기므로, 충전이 끝난 뒤 보압을 충분히 유지해 수지를 더 밀어 넣고 금형과 수지의 온도를 적정 범위로 관리해야 줄어듭니다. 성형온도를 낮추면 유동성이 떨어져 미충전과 웰드라인이 생기고 보압 전달도 나빠져 수축이 오히려 커질 수 있습니다. 따라서 옳지 않은 것은 ②입니다.

키워드#기계공작법#성형법#사출성형#게이트#수축결함#냉각라인

Q19
문항 목록베어링ㆍ미끄럼베어링

미끄럼 베어링 재료의 요구사항으로 옳은 것은?

  • 축과 베어링 사이로 흡입된 작은 외부 입자들은 베어링 표면에 흡착되거나 박힐 수 있어야 한다.
  • 유막 형성을 억제하여 낮은 마찰력을 제공하여야 한다.
  • 열응력을 최소화하기 위해 낮은 열전도율을 가져야 한다.
  • 일반적으로 축 재료보다 높은 탄성계수를 가져야 한다.
정답과 해설 보기
정답 ① 축과 베어링 사이로 흡입된 작은 외부 입자들은 베어링 표면에 흡착되거나 박힐 수 있어야 한다.

미끄럼 베어링 재료는 축보다 연질이어서 흡입된 이물질이 표면에 박히는 매입성과 축의 변형에 순응하는 순응성을 가져야 축의 손상을 막을 수 있습니다. 또한 유막이 잘 형성되어야 마찰과 마모가 줄고, 마찰열을 빨리 내보내도록 열전도율이 높아야 하며, 탄성계수는 축보다 낮은 편이 유리합니다. 따라서 요구사항으로 옳은 것은 ①입니다.

키워드#기계설계#베어링#미끄럼베어링#매입성#유막#열전도율

Q20
문항 목록표면처리ㆍ무전해도금

표면 공정 작업에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 무전해도금법(electroless plating)은 외부 전류 없이 화학적 반응만으로 도금하는 것으로, 복잡한 형상의 부품에서도 균일한 도금 두께를 얻을 수 있다.
  • 아노다이징(anodizing)은 전해공정을 통해 산화피막을 가공물에 형성하는 것으로, 알루미늄 표면의 내식성이 향상된다.
  • 스퍼터링(sputtering)은 원하는 증착재료를 고온 가열하여 기화시켜 가공물의 표면에 증착하는 방법이다.
  • 유기코팅의 방법 중 딥코팅(dip coating)은 부품을 액상 코팅 물질이 담긴 탱크에 담그고 꺼내는 공정으로 수행된다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 스퍼터링(sputtering)은 원하는 증착재료를 고온 가열하여 기화시켜 가공물의 표면에 증착하는 방법이다.

스퍼터링은 진공 중에서 이온화한 불활성 가스를 타깃에 충돌시켜 튀어나온 원자를 가공물 표면에 증착시키는 물리증착법이며, 재료를 고온으로 가열해 기화시키는 방식은 진공증착에 해당합니다. 무전해도금은 외부 전류 없이 화학환원으로 균일한 두께의 피막을 얻고, 아노다이징은 전해로 알루미늄 표면에 산화피막을 만들며, 딥코팅은 부품을 코팅액에 담갔다 꺼내는 유기코팅법입니다. 따라서 옳지 않은 것은 ③입니다.

키워드#기계공작법#표면처리#무전해도금#아노다이징#스퍼터링#딥코팅

문제 출처 · 2021년도 국가직 9급 기계일반 (나 책형, 2021. 4. 17. 시행)·해설 · 자체 작성
공무원 기출9급 공무원국가직9급 공무원 국가직2021년기계일반

댓글

이 블로그의 인기 게시물

2007년 국가직 9급 기계일반 기출문제 풀이

2008년 국가직 9급 기계일반 기출문제 풀이

2009년 국가직 9급 기계일반 기출문제 풀이