2023년 서울시 9급 기계일반 제2회 기술계고 B책형 기출문제 풀이

2023 9급 서울시 기계일반 제2회 기술계고 B책형

기계일반 기출문제 풀이 · AI 보조 해설

2023 9급 서울시 기계일반 제2회 기술계고 B책형 썸네일
Q01
문항 목록

절삭유가 갖춰야 할 조건으로 가장 옳지 않은 것은?

  • 냉각성과 윤활성이 좋아야 한다.
  • 인화점과 발화점이 낮아야 한다.
  • 악취가 없고 인체에 무해해야 한다.
  • 사용 중 칩으로부터 분리가 용이해야 한다.
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정답 ② 인화점과 발화점이 낮아야 한다.

절삭유는 냉각성·윤활성이 좋고, 악취나 독성이 없으며, 칩과의 분리가 쉬워야 합니다. 또한 절삭점은 수백 ℃까지 올라가므로 인화점과 발화점은 높아야 화재 위험이 없습니다. 인화점·발화점이 낮아야 한다는 설명은 조건을 거꾸로 적은 것입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계공작법 # 절삭유 # 냉각성 # 윤활성 # 인화점


Q02
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〈보기〉에서 설명하고 있는 열처리 방법은?

A1 변태점(723℃) 또는 A3 변태점(910℃) 이상으로 가열한 후 물이나 기름에 급속하게 냉각하는 열처리로 재료의 경도를 증가시키고 내마멸성을 향상시키는 것에 목적이 있다.

  • 뜨임
  • 풀림
  • 불림
  • 담금질
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정답 ④ 담금질

변태점 이상으로 가열한 뒤 물이나 기름에 급랭하면 오스테나이트가 마텐자이트로 변태하여 경도와 내마멸성이 크게 높아집니다. 이것이 담금질(quenching)입니다. 뜨임은 재가열, 풀림은 노랭, 불림은 공랭이라는 냉각 속도의 차이로 구분합니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계재료 # 열처리 # 담금질 # 마텐자이트 # 변태점


Q03
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〈보기〉에서 용접 결함의 종류 중 언더컷의 방지 대책으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 전류를 높인다.
ㄴ. 용접 속도를 늦춘다.
ㄷ. 아크 길이를 길게 유지한다.
ㄹ. 용접봉의 각도를 조정한다.

  • ㄱ, ㄴ
  • ㄱ, ㄷ
  • ㄴ, ㄹ
  • ㄷ, ㄹ
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정답 ③ ㄴ, ㄹ

언더컷은 용접 전류가 너무 크거나, 용접 속도가 너무 빠르거나, 아크 길이가 길거나, 용접봉 각도가 부적절할 때 모재 표면이 파인 채 용착금속으로 채워지지 않아 생깁니다. 따라서 방지책은 전류를 낮추고, 용접 속도를 늦추며(ㄴ), 아크를 짧게 하고, 용접봉 각도를 조정하는 것(ㄹ)입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 용접결함 # 언더컷 # 용접전류 # 아크길이


Q04
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〈보기〉에서 설명하는 연삭 숫돌의 결합제 종류로 가장 옳은 것은?

숫돌 결합제 중 가장 널리 사용되고 있으며, 주성분인 점토에 용제를 첨가하여 연삭 입자들과 충분히 혼합하고 성형 건조하여 제조한다. 충격에 약해 사용에 주의를 요한다.

  • 셸락(E)
  • 고무(R)
  • 실리케이트(S)
  • 비트리파이드(V)
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정답 ④ 비트리파이드(V)

비트리파이드(V) 결합제는 점토·장석 등에 용제를 섞어 성형·건조·소성해 만들며, 연삭 숫돌 결합제의 대부분을 차지할 만큼 널리 쓰입니다. 기공률이 높아 연삭성이 좋은 대신 조직이 취약해 충격에는 약합니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계공작법 # 연삭숫돌 # 결합제 # 비트리파이드 # 점토


Q05
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모듈이 2인 한 쌍의 스퍼 기어가 있다. 원동축 기어가 300[rpm], 종동축 기어가 600[rpm]으로 회전하고 있을 때 두 기어의 중심거리[mm]는? (단, 원동축 기어의 잇수는 40이다.)

  • 40
  • 60
  • 80
  • 120
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정답 ② 60

스퍼 기어의 속도비는 잇수에 반비례하므로 N₁z₁ = N₂z₂ 입니다. 300 × 40 = 600 × z₂ 에서 종동축 잇수는 z₂ = 20입니다. 중심거리는 두 피치원 반지름의 합이므로 C = m(z₁+z₂)/2 = 2 × (40+20)/2 = 60 mm입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 스퍼기어 # 중심거리 # 모듈 # 속도비


Q06
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순철은 온도의 변화에 따라 고체 상태의 결정구조가 각기 다른 3가지의 상태로 존재한다. 910~1,400[℃]에서 순철의 상태와 원자 배열을 옳게 짝지은 것은?

  • α철 - BCC(체심입방격자)
  • γ철 - FCC(면심입방격자)
  • γ철 - BCC(체심입방격자)
  • δ철 - FCC(면심입방격자)
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정답 ② γ철 - FCC(면심입방격자)

순철은 온도에 따라 α철(910 ℃ 이하, BCC), γ철(910~1,400 ℃, FCC), δ철(1,400~1,538 ℃, BCC)의 세 가지 동소체로 존재합니다. 문제의 910~1,400 ℃ 구간은 γ철이고 원자 배열은 면심입방격자(FCC)입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계재료 # 순철 # 동소변태 # 면심입방격자 # 체심입방격자


Q07
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솔리드 모델링에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  • 데이터양이 적다.
  • 물리적 성질의 계산이 가능하다.
  • 단면도 작성이 용이하다.
  • 복잡한 형상의 표현이 가능하다.
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정답 ① 데이터양이 적다.

3차원 모델링은 와이어프레임 → 서피스 → 솔리드 순으로 정보량이 늘어납니다. 솔리드 모델은 체적 정보를 갖고 있어 물성 계산, 단면도 작성, 복잡한 형상 표현, 간섭 검사가 가능하지만 그만큼 데이터양이 많고 컴퓨터 처리 시간도 오래 걸립니다. 데이터양이 적은 것은 와이어프레임 모델의 특징입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계공작법 # CAD # 솔리드모델링 # 와이어프레임 # 물성계산


Q08
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〈보기〉의 ㈎~㈐는 신소재의 종류별 특징을 설명한 것이다. 각 특징에 해당하는 신소재를 옳게 짝지은 것은?

㈎ 고체 음이나 진동이 문제가 되는 경우 음원이나 진동원에 사용되어 진동에너지를 열에너지로 변화시킴으로써 공진, 진폭, 진동 속도를 감소시키는 역할을 한다.
㈏ 원자들의 배열이 불규칙한 상태를 이용한 합금으로 자기 헤드, 변압기용 철심 재료, 자기 버블 재료 등의 자성 재료 분야에 활용된다.
㈐ 매우 낮은 온도에서 전기 저항이 0에 가까워지는 현상이 나타나는 도체이다. 완전한 전도체로서의 성질을 이용하여 전선을 만든다면 전력 손실을 줄일 수 있다.

                 

  • 제진 합금   초전도 합금  비정질 합금
  • 제진 합금   비정질 합금  초전도 합금
  • 비정질 합금  제진 합금   초전도 합금
  • 비정질 합금  초전도 합금  제진 합금
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정답 ② ㈎ 제진 합금 - ㈏ 비정질 합금 - ㈐ 초전도 합금

제진 합금은 진동에너지를 내부 마찰로 열에너지로 바꿔 소음과 진동을 줄이는 재료입니다. 비정질 합금은 급랭으로 원자 배열이 불규칙해진 합금으로 자기 헤드·변압기 철심 같은 자성 재료에 쓰입니다. 초전도 합금은 임계온도 이하에서 전기저항이 0이 되어 손실 없는 송전에 활용됩니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계재료 # 신소재 # 제진합금 # 비정질합금 # 초전도합금


Q09
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날 수가 3개이고 날 한 개당 이송이 0.1[mm], 지름이 100[mm]인 밀링 커터가 절삭 속도 628[m/min]으로 가공할 때 테이블의 이송 속도[mm/min]로 가장 옳은 것은? (단, 원주율은 π=3.14로 계산한다.)

  • 100
  • 150
  • 300
  • 600
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정답 ④ 600

절삭 속도 V = πDN/1,000 에서 628 = 3.14 × 100 × N / 1,000이므로 회전수는 N = 2,000 rpm입니다. 테이블 이송 속도는 f = fz × z × N이므로 f = 0.1 × 3 × 2,000 = 600 mm/min입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계공작법 # 밀링 # 절삭속도 # 이송속도 # 회전수


Q10
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〈보기〉에서 동력을 전달하는 전동용 기계요소에 해당하는 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 캠
ㄴ. 링크
ㄷ. 코터
ㄹ. 스프링

  • ㄱ, ㄴ
  • ㄱ, ㄹ
  • ㄴ, ㄷ
  • ㄷ, ㄹ
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정답 ① ㄱ, ㄴ

기계요소는 용도에 따라 결합용(나사·키·핀·코터·리벳), 축용(축·축이음·베어링), 전동용(마찰차·기어·캠·링크·벨트·체인·로프), 제어용(스프링·브레이크), 관용(관·밸브)으로 나눕니다. 보기에서 동력을 전달하는 전동용에 해당하는 것은 캠(ㄱ)과 링크(ㄴ)뿐입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 전동용요소 # 캠 # 링크 # 기계요소분류


Q11
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줄 작업 방향에 따른 종류에 해당하지 않는 것은?

  • 직진법
  • 후진법
  • 사진법
  • 병진법
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정답 ② 후진법

줄 작업은 줄을 미는 행정에서만 절삭이 일어나며, 작업 방향에 따라 직진법, 사진(斜進)법, 병진(횡단)법으로 구분합니다. 당기는 방향으로 깎는 후진법은 줄 작업 방법에 포함되지 않습니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계공작법 # 줄작업 # 직진법 # 사진법 # 병진법


Q12
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〈보기〉에서 설명하고 있는 관용 기계요소로 가장 옳은 것은?

밸브 시트가 유체 흐름에 직각으로 미끄러져 유로를 개폐한다. 고압, 고속으로 유량이 많고 개폐를 자주 하지 않는 곳에 사용한다.

  • 스톱 밸브
  • 체크 밸브
  • 슬루스 밸브
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정답 ③ 슬루스 밸브

슬루스 밸브(게이트 밸브)는 문짝 모양의 밸브 시트가 유체 흐름에 직각 방향으로 미끄러지며 유로를 개폐합니다. 전개 시 유로 저항이 거의 없어 고압·고속의 대유량 배관에 적합하지만, 중간 개도에서는 진동과 침식이 생기므로 개폐를 자주 하지 않는 곳에 씁니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 밸브 # 슬루스밸브 # 게이트밸브 # 유로개폐


Q13
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기어는 두 축의 상대 위치에 따라 종류를 구분할 수 있다. 〈보기〉에서 두 축이 평행하지도 교차하지도 않는 경우의 기어 종류를 모두 고른 것은?

ㄱ. 베벨 기어
ㄴ. 헬리컬 기어
ㄷ. 웜과 웜 기어
ㄹ. 하이포이드 기어

  • ㄱ, ㄴ
  • ㄱ, ㄷ
  • ㄴ, ㄹ
  • ㄷ, ㄹ
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정답 ④ ㄷ, ㄹ

두 축의 상대 위치에 따라 평행축(스퍼·헬리컬·랙과 피니언·내접 기어), 교차축(베벨·마이터 기어), 엇갈림축(웜과 웜 기어·하이포이드·나사 기어·헬리컬 크라운)으로 나눕니다. 평행하지도 교차하지도 않는 엇갈림축 기어는 웜과 웜 기어(ㄷ)와 하이포이드 기어(ㄹ)입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 기어분류 # 엇갈림축 # 웜기어 # 하이포이드기어


Q14
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밀링 가공에서 칼럼의 안내면을 따라 상하 방향으로 이송을 하여 절삭 깊이를 조정하는 역할을 하는 것으로 가장 옳은 것은?

  • 니(knee)
  • 새들(saddle)
  • 주축(spindle)
  • 테이블(table)
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정답 ① 니(knee)

니형 밀링 머신의 이송계는 니(상하) → 새들(전후) → 테이블(좌우)의 3축으로 구성됩니다. 이 중 칼럼의 안내면을 타고 상하로 오르내리며 커터와 공작물의 간격, 즉 절삭 깊이를 정하는 부분이 니(knee)입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계공작법 # 밀링머신 # 니 # 새들 # 절삭깊이


Q15
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〈보기〉에서 비파괴 검사에 대한 설명으로 옳은 것을 모두 고른 것은?

ㄱ. 초음파 탐상 시험 방법에는 반사식, 감광식, 전자식이 있으며 주로 용접부나 주조, 단조품의 내부 결함 확인 및 각종 소재의 두께 측정에 사용된다.
ㄴ. 자기 탐상 시험은 강자성체만 검사할 수 있으며 시험편의 크기 및 형태에 큰 영향을 받지 않고 검사 방법도 간단하다.
ㄷ. 침투 탐상 시험은 용접부, 주강품, 단조품 등과 같은 금속 재료에 이용 가능하며 비금속 재료에는 이용할 수 없다.
ㄹ. 방사선 투과 시험은 소재 내부의 불연속의 모양, 크기 및 위치 등을 검출하는 데 널리 사용되며 방사선에 대한 안전에 주의해야 한다.

  • ㄱ, ㄴ
  • ㄱ, ㄷ
  • ㄴ, ㄹ
  • ㄷ, ㄹ
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정답 ③ ㄴ, ㄹ

자기 탐상 시험은 자분을 이용하므로 강자성체에만 쓸 수 있고 시험편 크기·형상의 제약이 적어 ㄴ은 옳습니다. 방사선 투과 시험은 내부 결함의 모양·크기·위치를 검출하며 피폭 관리가 필요해 ㄹ도 옳습니다. 반면 초음파 탐상법은 반사식·투과식·공진식으로 나누므로 ㄱ이 틀리고, 침투 탐상은 표면에 열린 결함이면 비금속에도 적용할 수 있으므로 ㄷ도 틀립니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 측정 # 비파괴검사 # 자분탐상 # 방사선투과 # 침투탐상 # 초음파탐상


Q16
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마이크로미터에서 측정 오차를 줄이기 위해 측정 시에 사용하고 일정한 측정력이 작용되도록 하며 일정 압력 이상에서는 공회전하는 부분은?

  • 앤빌
  • 심블
  • 스핀들
  • 래칫 스톱
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정답 ④ 래칫 스톱

마이크로미터에서 측정압이 사람마다 달라지면 측정값에 오차가 생깁니다. 래칫 스톱(ratchet stop)은 정해진 측정력에 도달하면 딸깍 소리를 내며 공회전하여 누가 재도 같은 압력으로 측정하도록 해 줍니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 측정 # 마이크로미터 # 래칫스톱 # 측정력 # 측정오차


Q17
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〈보기〉에서 설명하는 드릴링 머신의 종류로 가장 옳은 것은?

이 머신의 주축 헤드는 암을 따라 수평으로 이동시킬 수 있어 공작물이 매우 크고 구멍 간 거리가 상당히 먼 것도 공작물을 이동시키지 않고 가공할 수 있다. 또한 수직 기둥을 중심으로 암을 회전시킬 수 있다.

  • 탁상 드릴링 머신
  • 직립 드릴링 머신
  • 레이디얼 드릴링 머신
  • 다축 드릴링 머신
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정답 ③ 레이디얼 드릴링 머신

레이디얼 드릴링 머신은 수직 기둥에 붙은 암(arm)을 따라 주축 헤드를 수평 이동시키고, 암 자체도 기둥을 중심으로 선회할 수 있습니다. 덕분에 무겁고 큰 공작물을 움직이지 않고도 서로 멀리 떨어진 구멍을 가공할 수 있습니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 드릴링머신 # 레이디얼 # 암 # 구멍가공


Q18
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〈보기〉에서 설명하는 정밀입자 가공은?

2023 9급 서울시 기계일반 제2회 기술계고 B책형 18번 그림 1

• 입도가 미세한 숫돌입자를 낮은 압력으로 공작물 표면에 접촉시킨 후 진동하면서 왕복운동하여 고정밀 표면 가공
• 원통면의 바깥면은 물론 내면, 평면까지도 다듬질 가능
• 정밀 롤러, 볼베어링, 게이지 등 정밀 다듬질에 이용

  • 래핑
  • 호닝
  • 숏피닝
  • 슈퍼 피니싱
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정답 ④ 슈퍼 피니싱

슈퍼 피니싱은 입도가 매우 미세한 숫돌을 낮은 압력으로 공작물 표면에 대고 가볍게 진동시키면서 왕복운동시켜 가공변질층을 제거하고 매끄러운 면을 얻는 정밀입자 가공입니다. 바깥 원통면뿐 아니라 내면과 평면까지 다듬을 수 있어 정밀 롤러, 볼베어링, 게이지 마무리에 쓰입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계공작법 # 정밀입자가공 # 슈퍼피니싱 # 호닝 # 래핑


Q19
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기계에 고정되어 있는 좌표계로 금지영역, 제2원점 등의 설정 기준이 되며 공구의 현재 위치를 찾을 때 비교할 수 있는 좌표계는?

  • 절대 좌표계
  • 공작물 좌표계
  • 기계 좌표계
  • 상대 좌표계
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정답 ③ 기계 좌표계

기계 좌표계는 공작기계 제작 시 정해진 기계 원점을 기준으로 하는 고정 좌표계로, 원점 복귀를 하면 그 값이 확정됩니다. 금지영역(스토어드 스트로크 리밋), 제2원점, 공구 교환 위치 등이 모두 이 좌표계를 기준으로 설정되며, 공구의 현재 위치를 확인하는 비교 기준이 됩니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # CNC # 기계좌표계 # 공작물좌표계 # 제2원점


Q20
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가솔린 기관과 디젤 기관의 특징으로 가장 옳은 것은?

  • 디젤 기관은 압축 공기 중에 경유를 분사한다.
  • 가솔린 기관은 공기의 압축열로 자연 착화하여 점화한다.
  • 가솔린 기관은 디젤 기관에 비하여 소음과 진동이 크다.
  • 가솔린 기관은 디젤 기관보다 열효율이 좋다.
정답과 해설 보기

정답 ① 디젤 기관은 압축 공기 중에 경유를 분사한다.

디젤 기관은 공기만을 높은 압축비로 압축해 고온을 만든 뒤 연료(경유)를 분사하여 자연 착화시키는 압축착화 기관이고, 가솔린 기관은 혼합기를 압축한 뒤 점화플러그로 불꽃점화하는 기관입니다. 압축비가 높은 디젤 기관은 열효율이 좋은 대신 최고압력이 커서 소음과 진동이 크고 기관이 무겁습니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 열역학 # 내연기관 # 디젤기관 # 가솔린기관 # 압축착화 # 열효율

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