2025년 서울시 9급 기계일반 B책형 기출문제 풀이

2025 9급 서울시 기계일반 B책형

기계일반 기출문제 풀이 · AI 보조 해설

Q01Q02Q03Q04Q05Q06Q07Q08Q09Q10Q11Q12Q13Q14Q15Q16Q17Q18Q19Q20

Q01

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비철금속재료에 해당하지 않는 것은?

• ① 알루미늄

  오답입니다 알루미늄은 비중 2.7의 대표적인 경금속 비철금속입니다.

• ② 구리

  오답입니다 구리는 전기전도도가 큰 대표적인 비철금속입니다.

• ③ 니켈

  오답입니다 니켈은 내식성이 좋은 비철금속으로 스테인리스강의 원소입니다.

• ④ 강

  정답입니다 강은 철에 탄소를 넣은 철강재료이므로 비철금속이 아닙니다.

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정답 ④ 강

비철금속재료는 철(Fe)을 주성분으로 하지 않는 금속으로 알루미늄, 구리, 니켈, 마그네슘, 아연, 티타늄 등이 있습니다. 반면 강(steel)은 철에 탄소를 0.02~2.11% 정도 넣은 철강재료이므로 비철금속에 해당하지 않습니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계재료 # 비철금속 # 철강재료 # 알루미늄 # 구리

Q02

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세 줄 나사에서 리드(lead)가 12[mm]라면 피치(pitch)[mm]는?

• ① 4

  정답입니다 리드 = 줄수 × 피치이므로 피치는 12/3 = 4 mm입니다.

• ② 8

  오답입니다 줄수를 1.5로 잡았을 때 나오는 값입니다.

• ③ 12

  오답입니다 한 줄 나사로 보아 리드를 그대로 피치로 쓴 값입니다.

• ④ 36

  오답입니다 리드를 줄수로 나누지 않고 오히려 곱했을 때 나오는 값입니다.

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정답 ① 4

다줄 나사에서 리드 L은 나사를 한 바퀴 돌렸을 때 축방향으로 나아가는 거리로, 줄수 n과 피치 p 사이에 L = n·p 관계가 있습니다. 세 줄 나사이므로 n = 3이고 L = 12 mm이므로 p = L/n = 12/3 = 4 mm입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 나사 # 리드 # 피치 # 다줄나사

Q03

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드릴링 이후 구멍 내부 치수의 정밀도 및 내부 표면 정도의 향상을 위한 가공공정에 해당하지 않는 것은?

• ① 보링(boring)

  오답입니다 보링은 뚫린 구멍을 넓히며 진원도와 치수정밀도를 높이는 가공입니다.

• ② 호닝(honing)

  오답입니다 호닝은 숫돌로 구멍 내면을 다듬어 표면거칠기를 좋게 합니다.

• ③ 태핑(tapping)

  정답입니다 태핑은 구멍 안에 암나사를 내는 가공으로 정밀도 향상이 목적이 아닙니다.

• ④ 리밍(reaming)

  오답입니다 리밍은 리머로 구멍을 다듬어 치수정밀도와 표면정도를 높입니다.

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정답 ③ 태핑(tapping)

드릴로 뚫은 구멍은 치수정밀도와 표면거칠기가 좋지 않아 보링, 리밍, 호닝 같은 후가공으로 다듬습니다. 보링은 구멍을 넓히며 진원도를, 리밍은 치수정밀도를, 호닝은 내면 표면정도를 개선합니다. 반면 태핑은 탭으로 구멍 안쪽에 암나사를 만드는 나사가공이므로 구멍 정밀도 향상 공정이 아닙니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 드릴링 # 보링 # 리밍 # 호닝 # 태핑

Q04

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판재의 끝단을 접어서 포개는 것으로 제품의 강성을 높이고 외관을 돋보이게 하며 날카로운 모서리를 없애는 공정은?

• ① 헤밍(hemming)

  정답입니다 판재 끝단을 180° 접어 포개는 공정이 바로 헤밍입니다.

• ② 비딩(beading)

  오답입니다 비딩은 판재에 좁고 긴 홈(비드)을 눌러 넣는 공정입니다.

• ③ 벌징(bulging)

  오답입니다 벌징은 관이나 용기의 중간부를 안에서 밖으로 부풀리는 공정입니다.

• ④ 플랜징(flanging)

  오답입니다 플랜징은 판재나 관 끝을 꺾어 턱(플랜지)을 세우는 공정입니다.

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정답 ① 헤밍(hemming)

헤밍은 판재의 가장자리를 180°로 접어 포개는 굽힘가공으로, 자동차 도어 패널처럼 끝단을 마감하는 데 쓰입니다. 접힌 부분이 두 겹이 되어 강성이 올라가고, 날카로운 절단 모서리가 안쪽으로 감춰져 안전하며 외관도 깔끔해집니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 소성가공 # 판재성형 # 헤밍 # 플랜징 # 비딩

Q05

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다이와 펀치 사이에 재료를 넣고 전단, 굽힘, 압축 등의 하중을 가하여 원하는 형상을 만드는 가공으로, 품질이 균일한 제품을 대량 생산할 수 있으며 가공 속도가 빠르고 생산 자동화에 적합한 소성가공은?

• ① 압연

  오답입니다 압연은 회전하는 두 롤 사이로 재료를 통과시켜 두께를 줄이는 가공입니다.

• ② 인발

  오답입니다 인발은 재료를 다이 구멍으로 잡아당겨 가늘게 뽑는 가공입니다.

• ③ 전조

  오답입니다 전조는 다이나 롤로 굴리며 나사·기어 등을 성형하는 가공입니다.

• ④ 프레스 가공

  정답입니다 다이와 펀치 한 쌍으로 전단·굽힘·압축을 주는 것이 프레스 가공입니다.

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정답 ④ 프레스 가공

프레스 가공은 다이와 펀치 사이에 판재를 놓고 프레스로 하중을 가해 전단(블랭킹·피어싱), 굽힘, 드로잉 등을 수행하는 소성가공입니다. 금형이 형상을 결정하므로 제품 품질이 균일하고, 한 번의 행정으로 성형이 끝나 가공속도가 빠르며 대량생산과 자동화에 매우 적합합니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 소성가공 # 프레스가공 # 전단가공 # 금형 # 대량생산

Q06

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구조용 강의 인장시험을 통한 이상적인 응력-변형률 선도에서 변형률의 증가에 따라 나타나는 응력을 순서대로 바르게 나열한 것은?

• ① 극한강도 → 비례한도 → 탄성한도 → 항복응력

  오답입니다 가장 나중에 나타나는 극한강도를 맨 앞에 두어 순서가 맞지 않습니다.

• ② 비례한도 → 탄성한도 → 항복응력 → 극한강도

  정답입니다 응력-변형률 선도를 원점에서부터 따라가면 이 순서로 나타납니다.

• ③ 탄성한도 → 항복응력 → 극한강도 → 비례한도

  오답입니다 비례한도가 맨 뒤에 있어 순서가 맞지 않습니다.

• ④ 항복응력 → 극한강도 → 비례한도 → 탄성한도

  오답입니다 항복응력이 비례한도·탄성한도보다 앞설 수는 없습니다.

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정답 ② 비례한도 → 탄성한도 → 항복응력 → 극한강도

구조용 강의 인장 응력-변형률 선도를 원점에서부터 따라가면, 먼저 응력과 변형률이 직선관계를 유지하는 한계인 비례한도가 나오고 이어서 하중을 제거해도 영구변형이 남지 않는 한계인 탄성한도가 나옵니다. 그다음 뚜렷한 소성변형이 시작되는 항복응력을 지나 선도의 최대 응력인 극한강도(인장강도)에 이르고, 그 뒤 네킹을 거쳐 파단합니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 재료역학 # 응력변형률선도 # 비례한도 # 탄성한도 # 항복응력 # 극한강도

Q07

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유성기어장치에서 태양기어의 잇수가 30개이며 링기어의 잇수가 60개일 때, 유성기어의 잇수[개]는?

• ① 15

  정답입니다 $Z_{\text{링}}$ = $Z_{\text{태양}}$ + 2$Z_{\text{유성}}$이므로 (60-30)/2 = 15개입니다.

• ② 20

  오답입니다 20개로 두면 $Z_{\text{태양}}$ + 2$Z_{\text{유성}}$ = 30 + 40 = 70이 되어 링기어 잇수 60과 맞지 않습니다.

• ③ 25

  오답입니다 25개로 두면 $Z_{\text{태양}}$ + 2$Z_{\text{유성}}$ = 30 + 50 = 80이 되어 링기어 잇수 60과 맞지 않습니다.

• ④ 30

  오답입니다 잇수 차 30을 그대로 유성기어 잇수로 본 값입니다.

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정답 ① 15

유성기어장치에서 유성기어는 태양기어와 링기어 사이에 물려 있으므로, 지름 관계로부터 $D_{\text{링}}$ = $D_{\text{태양}}$ + 2$D_{\text{유성}}$ 이 성립하고 모듈이 같으므로 잇수도 $Z_{\text{링}}$ = $Z_{\text{태양}}$ + 2$Z_{\text{유성}}$ 이 됩니다. 60 = 30 + 2$Z_{\text{유성}}$이므로 $Z_{\text{유성}}$ = (60 - 30)/2 = 15개입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 유성기어장치 # 태양기어 # 링기어 # 잇수관계

Q08

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<보기>와 같은 감쇠요소(damper element)의 특징으로 가장 적절하지 않은 것은?

• ① 기계가 움직이며 감쇠기에 마찰에너지를 저장한다.

  정답입니다 감쇠기는 에너지를 저장하지 않고 열로 소산시키는 요소입니다.

• ② 운동이 발생할 때 감쇠력은 운동 속도에 비례한다.

  오답입니다 점성감쇠기의 감쇠력은 F = cẋ 로 속도에 비례합니다.

• ③ 운동이 발생할 때 감쇠 방향은 운동 방향과 반대이다.

  오답입니다 감쇠력은 항상 운동을 방해하는 쪽, 즉 속도의 반대방향으로 작용합니다.

• ④ 감쇠기는 기계 시스템의 운동 안정화에 도움이 된다.

  오답입니다 감쇠는 진폭과 과도응답을 줄여 계를 안정화시킵니다.

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정답 ① 기계가 움직이며 감쇠기에 마찰에너지를 저장한다.

<보기>는 스프링과 대시포트(점성 감쇠요소)로 바퀴를 지지한 1자유도 현가계 모형입니다. 에너지를 저장하는 요소는 스프링(위치에너지)과 질량(운동에너지)이고, 감쇠요소는 운동에너지를 마찰·점성으로 열로 바꾸어 계 밖으로 내보내는 소산요소입니다. 점성감쇠력은 F = cẋ 로 속도에 비례하고 운동 방향과 반대로 작용하여 진동을 가라앉힙니다. 그러므로 감쇠기에 마찰에너지를 저장한다는 ①이 옳지 않습니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 진동학 # 감쇠요소 # 점성감쇠 # 에너지소산 # 대시포트

Q09

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기준치수 ϕ40에 해당하는 구멍기준 끼워맞춤에서 헐거운 끼워맞춤에 해당하지 않는 것은?

• ① ϕ40H6/g6

  오답입니다 g는 축의 치수가 구멍보다 작아 항상 틈새가 생깁니다.

• ② ϕ40H6/g5

  오답입니다 g5 역시 g 기호이므로 헐거운 끼워맞춤입니다.

• ③ ϕ40H6/f6

  오답입니다 f는 g보다 더 작은 축이라 틈새가 더 큰 헐거운 끼워맞춤입니다.

• ④ ϕ40H6/k5

  정답입니다 k는 중간 끼워맞춤 영역으로 틈새와 죔새가 모두 생길 수 있습니다.

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정답 ④ ϕ40H6/k5

구멍기준식(H) 끼워맞춤에서는 축의 공차역 기호로 종류가 정해집니다. a~h는 축이 구멍보다 작아 헐거운 끼워맞춤, js~n은 중간 끼워맞춤, p~zc는 억지 끼워맞춤입니다. g와 f는 모두 h보다 앞쪽이라 헐거운 끼워맞춤이지만, k는 중간 끼워맞춤에 속하므로 헐거운 끼워맞춤이 아닙니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 끼워맞춤 # 구멍기준식 # 헐거운끼워맞춤 # 중간끼워맞춤

Q10

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가공제품의 표면 특성에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

• ① 가공면의 상태에 따라 가공품의 마찰 및 마멸특성이 결정된다.

  오답입니다 표면거칠기와 가공흔적이 실접촉면적을 바꾸어 마찰·마멸을 좌우합니다.

• ② 가공면의 상태는 주로 기계적 물성을 변화시키며, 열 및 전기전도도에는 영향을 미치지 않는다.

  정답입니다 접촉 표면의 상태는 접촉열저항과 접촉전기저항도 함께 바꿉니다.

• ③ 가공면의 특성에 따라 도장, 피복, 용접 등의 후속공정에 영향을 준다.

  오답입니다 표면거칠기와 청정도는 도장·피복·용접의 밀착성에 직접 영향을 줍니다.

• ④ 마찰, 마멸 및 윤활과 같은 표면현상을 다루는 학문을 트라이볼로지(tribology)라고 한다.

  오답입니다 트라이볼로지는 마찰·마멸·윤활을 다루는 학문이 맞습니다.

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정답 ② 가공면의 상태는 주로 기계적 물성을 변화시키며, 열 및 전기전도도에는 영향을 미치지 않는다.

가공면의 거칠기와 표면층 상태는 두 물체가 실제로 맞닿는 면적을 결정하므로 마찰·마멸 같은 기계적 거동뿐 아니라 접촉부를 지나는 열과 전류의 흐름에도 영향을 줍니다. 거칠수록 실접촉면적이 줄어 접촉 열저항과 전기저항이 커지므로, 열 및 전기전도도에 영향이 없다는 ②는 옳지 않습니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계공작법 # 표면거칠기 # 트라이볼로지 # 접촉저항 # 마찰마멸

Q11

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지름 20[mm], 길이 200[mm]의 환봉이 인장 하중을 받아 길이가 0.2[mm] 늘어났고 동시에 지름이 0.004[mm] 수축하였다. 이 재료의 푸아송 비는?

• ① $\frac{1}{2}$

  오답입니다 지름 수축량을 0.01 mm로 잘못 읽으면 나오는 값입니다.

• ② $\frac{1}{3}$

  오답입니다 금속에서 흔히 인용되는 푸아송 비 근삿값이지만 주어진 수치로 계산하면 나오지 않습니다.

• ③ $\frac{1}{4}$

  오답입니다 지름 수축량을 0.005 mm로 잘못 읽으면 나오는 값입니다.

• ④ $\frac{1}{5}$

  정답입니다 ν = (0.004/20)/(0.2/200) = 0.0002/0.001 = 0.2 = 1/5입니다.

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정답 ④ 1/5

푸아송 비는 세로변형률에 대한 가로변형률 크기의 비 ν = |${\epsilon }_{\text{가로}}$|/${\epsilon }_{\text{세로}}$입니다. 세로변형률은 ε = 0.2/200 = 0.001, 가로변형률의 크기는 0.004/20 = 0.0002입니다. 따라서 ν = 0.0002/0.001 = 0.2 = 1/5입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 재료역학 # 푸아송비 # 세로변형률 # 가로변형률 # 인장하중

Q12

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보통형 평행키(묻힘키)에 하중 $P$=8,000[kg_f]가 가해지고, 키의 길이가 100[mm], 단면은 정사각형일 때, 키의 허용 전단응력은 ${\tau }_a$=2[kg_f/mm²]이다. 키의 높이[mm]는?

• ① 10

  오답입니다 허용전단응력을 8 kgf/mm²로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.

• ② 20

  오답입니다 키의 길이를 200 mm로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.

• ③ 40

  정답입니다 b = P/(${\tau }_a$·l) = 8,000/(2×100) = 40 mm이고 정사각형이라 h = b입니다.

• ④ 80

  오답입니다 전단면적을 b·l의 절반으로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.

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정답 ③ 40

묻힘키의 전단파괴는 키의 폭 b와 길이 l이 이루는 단면에서 일어나므로 ${\tau }_a$ = P/(b·l)입니다. b = P/(${\tau }_a$·l) = 8,000/(2 × 100) = 40 mm입니다. 단면이 정사각형이므로 높이 h는 폭 b와 같아 h = 40 mm입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 묻힘키 # 전단응력 # 평행키 # 키설계

Q13

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동압베어링(hydrodynamic bearing)에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

• ① 비접촉 베어링이다.

  정답입니다 회전으로 생긴 유막이 축을 띄우므로 정상운전 중 금속 접촉이 없습니다.

• ② 자석에서 발생하는 자기의 반발력과 흡인력을 이용한다.

  오답입니다 자기 반발력·흡인력을 쓰는 것은 자기베어링입니다.

• ③ 외부에서 높은 압력의 유체가 베어링에 공급된다.

  오답입니다 외부에서 고압 유체를 공급하는 것은 정압(hydrostatic) 베어링입니다.

• ④ 외륜, 내륜, 리테이너, 전동체로 구성되어 있다.

  오답입니다 외륜·내륜·리테이너·전동체로 이루어진 것은 구름 베어링입니다.

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정답 ① 비접촉 베어링이다.

동압베어링은 축이 회전하면서 윤활유를 좁아지는 틈새로 끌고 들어가 스스로 압력(동압)을 만들어 축을 띄우는 미끄럼 베어링입니다. 정상운전 상태에서는 유막이 축과 베어링면을 완전히 갈라놓으므로 금속끼리 닿지 않는 비접촉 베어링입니다. 외부 펌프로 고압유를 넣어 주는 정압베어링이나 전동체를 쓰는 구름베어링과는 구분됩니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 동압베어링 # 유막 # 미끄럼베어링 # 정압베어링

Q14

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유속 4[m/s]인 물의 흐름 속에 피토관을 흐름의 방향으로 세웠을 때, 수주의 높이로 가장 가까운 값[m]은? (단, 중력가속도 $g$=10[m/s²]으로 한다.)

• ① 0.2

  오답입니다 속도를 2 m/s로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.

• ② 0.4

  오답입니다 v²/(2g) 대신 v²/(4g)처럼 계수를 잘못 쓰면 나오는 값입니다.

• ③ 0.8

  정답입니다 h = v²/(2g) = 4²/(2×10) = 16/20 = 0.8 m입니다.

• ④ 4

  오답입니다 속도수두 대신 유속 값을 그대로 옮긴 값입니다.

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정답 ③ 0.8

피토관을 흐름 방향으로 세우면 입구에서 유속이 0이 되는 정체점이 생기고, 그 동압이 그대로 수주 높이로 나타납니다. 베르누이 식에서 속도수두는 h = v²/(2g)입니다. v = 4 m/s, g = 10 m/s²이므로 h = 16/20 = 0.8 m입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 유체역학 # 피토관 # 속도수두 # 베르누이방정식 # 정체압

Q15

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직경이 100[mm]인 원통형 가공물을 선반을 이용하여 절삭하고자 한다. 선반 주축의 회전수 500[rpm]으로 외경 절삭하는 경우의 절삭속도[m/min]는? (단, $\pi$=3.14로 한다.)

• ① 50

  오답입니다 π를 곱하지 않고 D×N/1,000 만 계산한 값입니다.

• ② 100

  오답입니다 주어진 지름 100 mm의 수치를 그대로 옮긴 값입니다.

• ③ 157

  정답입니다 V = πDN/1,000 = 3.14×100×500/1,000 = 157 m/min입니다.

• ④ 314

  오답입니다 회전수를 1,000 rpm으로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ 157

선반 외경 절삭의 절삭속도는 공작물 원주가 지나가는 속도이므로 V = πDN입니다. 지름 D가 mm 단위이고 답을 m/min으로 구하므로 V = πDN/1,000 을 씁니다. V = 3.14 × 100 × 500 / 1,000 = 157 m/min입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 선반 # 절삭속도 # 주축회전수 # 외경절삭

Q16

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금속의 기계적 성질에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

• ① 크리프 변형은 시간 의존성을 가지는 소성변형이다.

  오답입니다 크리프는 일정 하중에서 시간에 따라 진행되는 소성변형이 맞습니다.

• ② 상온에서 크리프 변형의 주요 메커니즘은 전위 활주이다.

  오답입니다 저온 크리프는 전위의 활주(slip)가 주된 변형 기구입니다.

• ③ 온도가 증가하여도 탄성계수는 변하지 않는다.

  정답입니다 온도가 오르면 원자 결합력이 약해져 탄성계수는 낮아집니다.

• ④ 코블 크리프(Coble creep)는 결정립계를 따라 발생하는 원자의 이동에 의해 생긴다.

  오답입니다 코블 크리프는 결정립계 확산에 의한 저온·미세립 크리프가 맞습니다.

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정답 ③ 온도가 증가하여도 탄성계수는 변하지 않는다.

탄성계수는 원자 사이 결합력의 척도이므로 온도가 올라가 원자 진동이 커지고 결합이 느슨해지면 값이 낮아집니다. 실제로 강의 탄성계수는 고온에서 상온 대비 뚜렷하게 감소하므로 온도와 무관하다는 ③은 옳지 않습니다. 나머지는 크리프의 시간의존성, 저온에서의 전위 활주 기구, 결정립계 확산에 의한 코블 크리프를 바르게 서술한 것입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계재료 # 크리프 # 탄성계수 # 코블크리프 # 전위활주

Q17

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디젤기관의 노크(knock)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

• ① 착화지연이 길어지면 생기는 현상이다.

  오답입니다 착화지연 동안 쌓인 연료가 한꺼번에 타면서 노크가 생깁니다.

• ② 실린더 온도를 낮추면 방지할 수 있다.

  정답입니다 실린더 온도를 낮추면 착화지연이 더 길어져 노크가 심해집니다.

• ③ 급격한 연소가 진행되어 압력상승률이 커져 일어나는 현상이다.

  오답입니다 급격한 연소로 압력상승률(dp/dθ)이 커지는 것이 디젤 노크입니다.

• ④ 발화점이 낮은 연료를 사용하여 방지할 수 있다.

  오답입니다 발화점이 낮은 연료는 세탄가가 높아 착화지연이 짧아집니다.

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정답 ② 실린더 온도를 낮추면 방지할 수 있다.

디젤 노크는 착화지연 기간이 길어져 그동안 분사된 연료가 한꺼번에 자기착화하면서 압력상승률이 급격히 커지는 현상입니다. 따라서 방지책은 착화지연을 짧게 하는 방향, 즉 세탄가가 높고 발화점이 낮은 연료를 쓰고 압축비를 높이며 흡기·실린더·냉각수 온도를 높이는 것입니다. 실린더 온도를 낮추면 오히려 착화지연이 길어져 노크가 심해지므로 ②가 옳지 않습니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 열역학 # 디젤기관 # 노크 # 착화지연 # 세탄가

Q18

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피복공구(coated tool)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

• ① 피복재료로 티타늄질화물(TiN), 티타늄카바이드(TiC), 산화알루미늄(Al₂O₃) 등이 보편적으로 사용되고 있다.

  오답입니다 TiN, TiC, Al₂O₃는 대표적인 공구 피복재료가 맞습니다.

• ② 피복재료는 수십 나노미터 두께가 일반적이다.

  정답입니다 실제 피복 두께는 수 마이크로미터(대략 2~10 μm) 수준입니다.

• ③ 피복재료는 보통 화학적 증착법 및 물리적 증착법으로 피복된다.

  오답입니다 피복은 보통 CVD(화학증착)나 PVD(물리증착)로 입힙니다.

• ④ 피복재료는 높은 고온경도와 낮은 열전도도를 일반적으로 지닌다.

  오답입니다 고온경도가 높고 열전도도가 낮아 공구 본체로 가는 열을 막아 줍니다.

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정답 ② 피복재료는 수십 나노미터 두께가 일반적이다.

피복공구는 인성이 좋은 초경합금 모재 위에 내마모성이 뛰어난 세라믹 층을 입혀 두 성질을 함께 얻은 공구입니다. 피복층은 TiN, TiC, Al₂O₃ 등을 CVD 또는 PVD로 입히며 두께는 보통 수 마이크로미터 정도로, 너무 얇으면 내마모 효과가 없고 너무 두꺼우면 쉽게 벗겨집니다. 수십 나노미터라고 한 ②가 옳지 않습니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계공작법 # 피복공구 # 초경합금 # 화학증착 # 물리증착

Q19

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직교절삭에서 경사각이 감소할 때 발생하는 현상으로 가장 옳은 것은?

• ① 발열이 감소한다.

  오답입니다 절삭력과 마찰이 커지므로 절삭열은 오히려 늘어납니다.

• ② 칩두께가 작아진다.

  오답입니다 전단각이 작아져 칩은 더 두꺼워집니다.

• ③ 절삭력이 커진다.

  정답입니다 경사각이 작아지면 칩 배출이 어려워져 절삭저항이 커집니다.

• ④ 전단각이 커진다.

  오답입니다 경사각이 감소하면 전단각도 함께 작아집니다.

정답과 해설 보기

정답 ③ 절삭력이 커진다.

직교절삭에서 경사각(rake angle)은 칩이 공구면을 따라 흘러나가기 쉬운 정도를 나타냅니다. 경사각이 감소하면 전단각 φ가 작아지고, 전단면적이 넓어지면서 칩 두께비 r = t₀/$t_c$ 가 작아져 칩이 두꺼워집니다. 그 결과 절삭저항(절삭력)이 커지고 마찰일이 늘어 절삭열도 함께 증가합니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 직교절삭 # 경사각 # 전단각 # 절삭력

Q20

문항 목록

내확 브레이크를 사용하여 회전수 $N$[rpm]으로 회전하는 $H$[W]의 동력을 제동하고자 한다. 직경 $D$[mm]인 드럼을 정지시키는 데 필요한 최소 제동력(마찰력) $f$[N]은?

• ① $\frac{H}{\pi DN}$

  오답입니다 단위 환산계수 60,000을 빠뜨려 차원이 맞지 않습니다.

• ② $\frac{60000H}{\pi DN}$

  정답입니다 v = πDN/60,000 m/s이므로 f = H/v = 60,000H/(πDN)입니다.

• ③ $\frac{\pi DN}{H}$

  오답입니다 동력과 원주속도의 관계가 뒤집혀 있습니다.

• ④ $\frac{\pi DN}{60000H}$

  오답입니다 ②의 역수 형태로 힘이 아니라 그 역수의 차원이 됩니다.

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정답 ② 60000H/(πDN)

제동에 필요한 마찰력 f는 마찰동력 H = f·v 관계에서 구하며, v는 드럼 표면의 원주속도입니다. D가 mm 단위이므로 v = πDN/(1,000 × 60) = πDN/60,000 m/s입니다. 따라서 f = H/v = 60,000H/(πDN) [N] 이 됩니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 브레이크 # 내확브레이크 # 제동력 # 원주속도

Q01Q02Q03Q04Q05Q06Q07Q08Q09Q10Q11Q12Q13Q14Q15Q16Q17Q18Q19Q20

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