문 01. 금속의 소성변형을 이용하는 가공법은?
① 연삭
② 단조
③ 용접
④ 래핑
②
<소성가공의 종류>
압연, 인발, 압출, 단조, 전조, 프레스, 판금, 압연, 제관, 널링
문 02. 가스용접의 가연성 가스로 적합하지 않은 것은?
① 수소
② 프로판
③ 이산화탄소
④ 아세틸렌
③
<가스 용접, gas welding>
아세틸렌, 수소, 석탄, 프로판 등의 가연성 가스와 지연성 가스인 산소를 혼합 연소시켜 발생하는 불꽃의 열을 이용하여 모재를 용융시켜 접합하는 용접법
<가연성 가스의 종류>
수소, 메탄, 프로판, 에탄, 아세틸렌, 일산화탄소 등
- (가연)(아)~ (메)(에)(일) (수)(프) 먹자!
- 가연이는 매일 수프먹음
문 03. 기어의 잇수가 24개, 피치원의 지름이 48mm일 때 모듈(module)은?
① 0.5
② 2
③ 36
④ 1,152
②
<기어의 피치원지름> <기어의 이끝원지름>
$D=mZ$ (비무장지대) $D=m(Z+2)$
<이의 크기> <이 끝 높이> <이 두께>
$h=2.25m$ $h=m$ $t= \frac{m \pi }{2} $
<원주피치> <법선피치>
$p=m \pi $ $p=m \pi cos \alpha $
문 04. 다음 설명에 해당하는 펌프는?
○ 케이싱 안에 반경방향의 홈이 있는 편심 회전자가 있고, 그 홈 속에 판 모양의 깃이 들어 있다.
○ 깃이 원심력이나 스프링의 장력에 의하여 벽에 밀착되면서 회전하여 유체를 운반한다.
① 기어펌프
② 베인펌프
③ 원심펌프
④ 왕복펌프
②
<베인 펌프, vane pump>
케이싱(캠 링)에 접하고 있는 베인을 로터 내에 가지고, 베인 안에 흡입된 액체를 흡입 쪽에서 토출 쪽으로 밀어내는 형식의 펌프
<기어 펌프, gear pump>
케이싱 내에 물리는 2개 이상의 기어에 의해서, 액체를 흡입 쪽에서 토출 쪽으로 밀어내는 형식의 펌프
문 05. 기계적 금속재료시험에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 인장시험으로 연신율을 구할 수 있다.
② 인장시험에서 최대하중을 시편의 처음 단면적으로 나눈 값을 압축강도라 한다.
③ 브리넬 경도는 Hv로 표시한다.
④ 추를 낙하하여 반발 높이에 따라 경도를 측정하는 것을 비커스 경도시험이라 한다.
①
② 인장시험에서 최대하중을 시편의 처음 단면적으로 나눈 값을 인장강도라 한다.
③ 브리넬 경도는 HB로 표시한다.
④ 추를 낙하하여 반발 높이에 따라 경도를 측정하는 것을 쇼어 경도시험이라 한다.
문 06. 다음 중 동력을 전달하며 속도를 변환하는 기계요소의 종류만을 모두 고른 것은?
ㄱ. 볼트와 너트 ㄴ. 기어 ㄷ. 스프링 ㄹ. 체인과 스프로킷 휠
ㅁ. 벨트와 풀리 ㅂ. 리벳 ㅅ. 마찰차 ㅇ. 브레이크
① ㄱ, ㄷ, ㅂ
② ㄴ, ㅁ, ㅇ
③ ㄴ, ㄹ, ㅁ, ㅅ
④ ㄱ, ㅁ, ㅂ, ㅅ
③
ㄱ. 볼트와 너트-결합용 기계요소
ㄷ. 스프링-동력 제어용 기계요소
ㅂ. 리벳-결합용 기계요소
ㅇ. 브레이크-동력 제어용 기계요소
문 07. 소성가공 방법과 그 적용 예가 바르게 연결되지 않은 것은?
① 인발-기어
② 압출-환봉
③ 전조-나사
④ 압연-레일
①
인발은 봉재, 관재, 선재 등을 제작하며, 기어 제작에 이용되는 소성가공법은 전조와 단조 등이 있다.
문 08. 센터리스 연삭의 장점으로 옳지 않은 것은?
① 센터 구멍을 뚫을 필요가 없다.
② 속이 빈 원통의 내면연삭도 가능하다.
③ 연속 가공이 가능하여 생산속도가 높다.
④ 지름이 크거나 무거운 공작물의 연삭에 적합하다.
④
<센터리스 연삭기의 특징: 장점>
- 센터를 필요로 하지 않으므로 센터구멍을 뚫을 필요가 없다.
- 공작물을 고정하기 위한 콜릿, 척 등이 필요하지 않다.
- 중공의 원통을 연삭하는데 편리하다.
- 신속하고 연속작업을 할 수 있어 대량생산에 적합하다.
- 긴 축 재료의 연삭이 가능하다.
- 연삭여유가 작아도 된다.
- 연삭숫돌 바퀴의 나비가 크므로 지름의 마멸이 적고 수명이 길다.
- 기계의 조정이 끝나면 가공이 쉽고 작업자의 숙련이 필요없다.
- 외경연삭뿐만 아니라 내경연삭도 할 수 있다.
- 공작물 처짐이나 진동이 적고 정밀 연삭이 가능하다.
<센터리스 연삭기의 특징: 단점>
- 긴 홈이 있는 공작물은 연삭할 수 없다.
- 대형 중량물은 연삭할 수 없다.
- 연삭숫돌 바퀴 너비보다 긴 공작물은 전·후 이송법으로 연삭할 수 없다.
→ 연삭숫돌 폭보다 넓은 가공물을 플랜지 컷 방식으로 연삭할 수 없다.
문 09. 다음 겹치기 이음에서 리벳의 양쪽에 작용하는 하중 P가 1,500N 일 때, 각 리벳에 작용하는 응력의 종류와 크기[$N/mm^2$]는? (단, 리벳의 지름은 5mm, $\pi $=3으로 계산한다.)
① 전단응력, 40
② 인장응력, 80
③ 전단응력, 80
④ 인장응력, 40
①
<1줄 겹치기 리벳의 전단응력>
$ \tau = \frac{4W}{n \pi d^2} $
문 10. 원자로의 종류 중 가압수형 경수로에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 원자로 내의 고온․고압의 물을 순환시켜 그 열을 이용하여 증기 발생기에서 증기를 발생시킨다.
② 원자로 내에서 물을 직접 끓게 하여 증기를 발생시킨다.
③ 천연 우라늄을 사용하며 감속재는 흑연, 냉각재는 이산화탄소를 사용한다.
④ 사고발생 시 비등수형 경수로에 비하여 방사능 오염이 심하다.
①
② 원자로를 압력용기 내에서 고압을 주어, 물의 포화온도를 높여 직접 끓이지 않고 고온으로 가열한 후, 그 열을 이용하여 증기 발생기에서 증기를 발생시킨다.
③ 저농축 우라늄을 사용하며 감속재와 냉각재로는 경수를 사용한다.
④ 사고발생 시 비등수형 경수로에 비하여 방사능 오염이 덜하다.
<원자로>
우라늄이 핵분열할 때 나오는 고열로 증기를 만든 후 냉각재(물)로 고열을 흡수하여 차가운 물을 데워 증기를 만들어 터빈을 회전시킨다. 냉각재는 핵분열에서 발생한 열을 터빈에 전해주는 열 전달자가 된다. 우라늄이 분열을 일으키는 곳이 바로 원자로이다. 원자력 발전에서는 원자로가 화력 발전소의 보일러와 같은 역할을 한다. 원자로는 우라늄이 분열하여 에너지를 낼 수 있도록 만들어진 보일러이다. 원자로 안에서 핵분열이 일어날 때 생기는 열은 2,000℃를 초과한다. 둥근 원통형의 원자로 안에는 우라늄(핵연료), 제어봉, 감속재, 냉각재 등이 들어 있다. 핵연료는 석탄을 태워 열을 내듯 핵분열 연쇄 반응을 일으켜 열을 낸다. 연쇄 반응이 너무 빨리 일어나면 한꺼번에 너무 많은 열을 내게 되므로 연쇄 반응을 적당한 수준으로 낮추기 위해서 핵과 충돌하는 중성자의 수와 속도를 조절해야 한다. 중성자 수의 조절은 제어봉이 하며 중성자의 속도 조절은 감속재가 한다. 핵분열로 생긴 열로 증기를 만든 뒤에는 온도를 다시 낮춰야 하는데 이 역할은 냉각재가 한다. 원자력 발전은 물을 끓여서 증기를 만들고, 이 증기로 커다란 모터인 터빈을 돌려 전기를 만든다는 점에서 화력 발전소와 비슷하지만 화력 발전은 석유나 석탄을 태운 열로 증기를 만들지만 원자력 발전은 우라늄이 분열할 때 나오는 열로 증기를 만든다.
문 11. 다음 설명에 해당하는 기계요소는?
○ 원동절의 회전운동이나 직선운동을 종동절의 왕복 직선 운동이나 왕복 각운동으로 변환한다.
○ 내연기관의 밸브개폐 기구에 이용된다.
① 마찰차
② 캠
③ 체인과 스프로킷 휠
④ 벨트와 풀리
②
<캠, cam>
원동절의 회전운동이나 직선운동을 종동절의 왕복 직선운동이나 왕복 각운동으로 변환하는 기계요소. 종동절의 요구되는 운동을 직접 접촉에 의해 전달하는 기계요소이며, 회전운동을 직선운동으로 바꿔주는 기구이다.
<캠 선도>
변위선도, 속도선도, 가속도선도의 3가지로 구성되므로 운동량선도는 이에 해당되지 아니한다. 특히 변위선도에서의 변위곡선은 기초곡선이라고 한다.(가변속)
<캠의 윤곽을 설계할 때 고려해야 할 사항>
- 각 순간의 종동절의 위치
- 종동절의 속도와 가속도
- 윤곽곡선의 법선과 종동절의 운동방향이 이루는 각도
<캠의 압력각을 줄이기 위한 방법>
- 기초원의 직경을 증가시킨다.
- 종동절의 전체상승량을 줄이고, 변위량을 변화시킨다.
- 종동절의 변위에 대해 캠의 회전량을 증가시켜 준다.
- 종동절의 운동형태를 변화시킨다.
문 12. 탄소강을 $A_{3} $ 변태점 또는 $A_{1} $ 변태점 이상의 온도로 가열한 후 일정 시간 유지시킨 다음, 물이나 기름 등에 급랭시키는 열처리법은?
① 담금질
② 뜨임
③ 풀림
④ 불림
①
<담금질, quenching, 소입>
강을 오스테나이트 영역에서 30 ~ 50℃ 정도 높은 온도로 일정시간 가열한 후, 물이나 기름 중에서 급랭시키는 열처리로 강도 및 경대 증대를 목적으로 한다.
아공석강: $A_{3} $ 변태점보다 30 ~ 50℃ 높게 가열
과공석강: $A_{1} $ 변태점보다 30 ~ 50℃ 높게 가열
<뜨임, tempering, 소려>
담금질한 강의 내부응력을 제거하고, 인성을 증가시키기 위해 $A_{1} $ 변태점 이하에서 재가열한 후, 냉각시키는 열처리
<풀림, annealing, 소둔>
가공에 의해 발생한 강의 내부응력을 제거하고 재질을 연화하기 위해 적당한 온도로 가열한 후, 노 내에서 서랭하는 열처리
<불림, normalizing, 소준>
가공에 의해 발생한 강의 내부응력을 제거하고 표준 조직을 얻기 위해 $A_{3} $ 변태점보다 30 ~ 50℃ 높게 가열한 후, 대기 중에서 공랭하는 열처리
문 13. 일반적으로 공작물의 회전운동에 의하여 절삭이 이루어지는 공작기계는?
① 드릴링 머신
② 플레이너
③ 프레스
④ 선반
④
선반: 공구-직선운동 / 공작물-회전운동
드릴링 머신: 공구-회전 및 직선운동 / 공작물-고정
플레이너: 공구-직선운동 / 공작물-직선운동
문 14. 유압 잭(jack)으로 작은 힘을 이용하여 자동차를 들어 올릴 때 적용되는 기본 원리나 법칙은?
① 보일의 법칙
② 샤를의 법칙
③ 파스칼의 원리
④ 보일․샤를의 법칙
③
<파스칼의 원리, Pascal’s principle>
밀폐용기의 유체에 가한 압력은 모든 방향에서 같은 세기로 전달된다. 유압기기의 기본원리이다.
문 15. 측정에 대한 설명으로 옳은 것만을 고른 것은?
ㄱ. 비교 측정기에는 게이지 블록, 마이크로미터 등이 있다.
ㄴ. 직접 측정기에는 버니어 캘리퍼스, 사인 바(sine bar), 다이얼 게이지 등이 있다.
ㄷ. 형상측정의 종류에는 진원도, 원통도, 진직도, 평면도 등이 있다.
ㄹ. 3차원 측정기는 측정점의 좌표를 검출하여 3차원적인 크기나 위치, 방향 등을 알 수 있다.
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄹ
③ ㄴ, ㄷ
④ ㄷ, ㄹ
④
<비교측정기> <직접측정기>
전공실미옵다 측버각마하
기기린니티이 장니도이이
마마더미미얼 기어자크트
<간접 측정, indirect measurement>
사인 바, 3침법, 블록게이지
<모양공차의 종류>
진직도, 평면도, 진원도, 원통도, 선 윤곽도, 면 윤곽도
문 16. 연삭숫돌에서 발생하는 현상과 수정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 연삭숫돌의 결합도가 너무 높을 경우에는 눈무딤 현상이 발생할 수 있다.
② 결합도가 높은 숫돌로 연한 금속을 연삭할 때 숫돌 표면에 눈메움 현상이 발생할 수 있다.
③ 연삭숫돌의 결합도가 낮을 경우에는 숫돌 입자가 마모되기 전에 입자가 탈락하는 현상이 발생할 수 있다.
④ 눈메움, 눈무딤이 생긴 입자를 제거하여 숫돌 표면에 새로운 입자를 생성시키는 것을 버핑(buffing)이라 한다.
④
<글레이징, glazing, 무딤>
연삭숫돌의 결합도가 지나치게 높으면 자생작용이 잘 안되어 연삭숫돌의 입자가 탈락하지 않고 마모에 의하여 납작하게 무뎌지는 현상을 말한다.
<로딩, Loading>
결합도가 높은 숫돌에 구리와 같이 연한 금속을 연삭하였을 때에는 숫돌 표면의 기공에 김이 메워지게 되므로 연삭이 잘 안된다. 이러한 현상을 로딩(loading)이라 한다.
<입자탈락, 셰딩>
숫돌입자가 작은 절삭력에 의해 쉽게 탈락하는 현상을 말한다.
<드레싱, dressing>
눈메움, 눈무딤이 생긴 입자를 제거하여 숫돌 표면에 새로운 입자를 생성시키는 것
문 17. 특수볼트의 종류에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 아이볼트-볼트의 머리부에 핀을 끼우거나 훅을 걸 수 있도록 만든 볼트이다.
② 기초볼트-기계나 구조물 등을 바닥이나 콘크리트 기초 위에 고정시킬 때 사용하는 볼트이다.
③ T볼트-공작기계 테이블에 일감이나 기계 바이스 등을 고정시킬 때 사용하는 볼트이다.
④ 나비볼트-두 물체 사이의 간격을 일정하게 유지하면서 체결하는 볼트이다.
④
<스테이 볼트, stay bolt>
Stay 영어로 “유지하다” 라는 의미. 두 물체 사이의 거리를 일정하게 유지하려고 중간에 링이나 양쪽에 턱을 만들어 사용하는 볼트
<나비 볼트, wing bolt>
볼트의 머리부를 나비 모양으로 만들어서 손으로 쉽게 돌릴 수 있도록 한 볼트
문 18. 재료의 안전율(safety factor)에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 안전율은 일반적으로 마이너스(－) 값을 취한다.
② 기준강도가 100MPa이고, 허용응력이 1,000MPa이면 안전율은 10이다.
③ 안전율이 너무 크면 안전성은 좋지만 경제성이 떨어진다.
④ 안전율이 1보다 작아질 때 안전성이 좋아진다.
③
문 19. 비파괴 시험법에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 초음파 탐상시험은 재료의 표면결함만 검사한다.
② 자분(자기) 탐상시험은 자성체 재료의 내부결함만 검사한다.
③ 침투 탐상시험은 재료의 표면결함부에 침투액을 스며들게 한 다음, 현상액으로 결함을 검사한다.
④ 방사선 투과시험은 가시광선을 재료에 투과시켜 재료의 내부 결함을 검사한다.
③
<초음파 탐상시험>
재료의 내부결함을 검사한다.
<자분탐상법, magnetic particle test>
자화된 재료에 강자성체의 분말을 뿌리거나 또는 이것을 강자성체 분말의 액체 속에 담그면 결함이 있는 곳에 자성체분말이 몰려 결함의 소재위치를 쉽게 알 수 있는 방법을 말한다. 재료의 내부 결함을 찾을 수 있긴하다. 표면 결함검사가 적합한 것이지, 1~2mm 정도 깊이의 내부는 가능하다. 알아 두긴 하자.
<방사선 투과시험>
X선이나 γ선을 재료에 투과시켜 재료의 내부결함을 검사한다.
문 20. 주철에 대한 설명으로 옳은 것만을 고른 것은?
ㄱ. 주철은 탄소강보다 용융점이 높고 유동성이 커 복잡한 형상의 부품을 제작하기 쉽다.
ㄴ. 탄소강에 비하여 충격에 약하고 고온에서도 소성가공이 되지 않는다.
ㄷ. 회주철은 진동을 잘 흡수하므로 진동을 많이 받는 기계 몸체 등의 재료로 많이 쓰인다.
ㄹ. 가단주철은 보통주철의 쇳물을 금형에 넣고 표면만 급랭시켜 단단하게 만든 주철이다.
ㅁ. 많이 사용되는 주철의 탄소 함유량은 보통 2.5 %～4.5% 정도이다.
① ㄱ, ㄴ, ㄷ
② ㄴ, ㄷ, ㅁ
③ ㄱ, ㄴ, ㄹ
④ ㄷ, ㄹ, ㅁ
②
<주철, cast iron>
- C와 Si 등이 많을수록 비중이 작아지고 용융점도 낮아진다.
- 탄소(C)와 인(P)의 양이 많고 냉각속도가 느릴수록 흑연화가 쉽다.
- 유리탄소(흑연)이 많을 경우에는 그 파단면이 회색을 띤다.
→ 이 주철을 회주철이라고 한다.
- 화합탄소(탄화철)이 많을 경우에는 그 파단면이 백색을 띤다.
→ 이 주철을 백주철이라고 한다.
- 전탄소량은 유리탄소(흑연)과 화합탄소(탄화철)를 합한 것이다.
- 흑연이 편상으로 존재하기 때문에 감쇠능이 크다.
- 산에는 약하지만 알칼리에는 강하다.
<주철의 장점>
- 용융점이 낮고 유동성이 우수하여 주조성이 양호하다.
→ 복잡한 형상으로도 쉽게 주조된다.
- 녹이 잘 생기지 않고 마찰저항이 우수하여 매설관으로 사용한다.
- 압축강도가 크고 단위무게당 값이 싸다.
- 흑연이 윤활제 역할을 하여 절삭성이 우수하다.
<주철의 단점>
- 인장강도, 휨강도가 작다.
- 충격값, 연신율이 작고, 가공이 어렵다.
- 고온에서 쉽게 소성변형 되지 않는다.
<주철의 탄소함유량>
- 탄소함유량: 2.11~6.68%
- 아공정주철: 탄소함유량 2.11~4.3%
- 공정주철: 탄소함유량 4.3%
- 과공정주철: 탄소함유량 4.3~6.68%
<주철의 모양>
회주철: 얇은 조각
펄라이트 주철: 활모양
가단주철: 포도송이
구상흑연주철: 구상
<주철의 인장강도>
- 백심가단주철: 36kgf/mm²
- 흑심가단주철: 33kgf/mm²
- 구상흑연주철: 50~70kgf/mm²
- 보통주철, 회주철: 20kgf/mm²
- 인장강도는 구상흑연주철이 가장 높고, 보통주철(회주철)이 가장 낮다.
<칠드주철, 냉경주철, chilled cast iron>
주철을 금형이 붙어있는 사형에 주입하여 응고 시 필요 부분만을 급랭시켜 급랭된 부분의 강인성을 갖게 하는데, 이러한 조작은 칠(chill)이라고 하며, 두께는 10~25 mm 정도이다. 표면은 $Fe_{3} C$(탄화철)로 단단한 조직이고, 내부는 연한 조직으로 되어 있다.
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