문 01. 빌트업 에지(built-up edge) 발생 시 억제하는 방법으로 옳지 않은 것은?
① 절삭 깊이를 깊게 한다.
② 절삭 속도를 높인다.
③ 절삭 날을 예리하게 한다.
④ 바이트의 경사각을 크게 한다.
①
<구성인선, built up edge>
날 끝에 칩이 달라붙어 마치 절삭날의 역할을 하는 현상. 울퉁불퉁하고 표면을 거칠게 하거나 동력손실을 유발한다.
<구성인선의 특징>
- 고속으로 절삭하면 칩이 날 끝에 용착되기 전에 칩이 떨어져나간다.
- 절삭깊이가 작으면 그만큼 날끝과 칩의 접촉면적이 작아진다.
→ 칩이 날 끝에 용착될 확률이 적어진다.
- 윗면경사각이 커야 칩이 윗면에 충돌하여 붙기 전에 떨어져 나간다.
- 구성인선의 끝단 반경은 실제공구의 끝단 반경보다 크다.
→ 칩이 용착되어 날 끝의 둥근 부분, 노즈가 커지기 때문이다.
- 일감의 변형경화지수가 클수록 구성인선의 발생 가능성이 커진다.
- 구성인선의 경도값은 공작물이나 정상적인 칩보다 훨씬 크다.
- 구성인선은 발생 → 성장 → 분열 → 탈락의 과정을 거친다.
- 구성인선은 공구면을 덮어서 공구면을 보호하는 역할도 할 수 있다.
- 구성인선을 이용한 절삭방법은 SWC이다.
→ 은백색의 칩을 띄며, 절삭저항을 줄일 수 있는 방법이다.
<구성인선의 방지법>
- 120m/min 이상으로 절삭속도를 크게 할 것(절삭저항 감소)
- 30° 이상으로 경사각(상면각)을 크게 할 것
- 칩과 바이트 사이에 윤활성이 좋은 절삭유를 사용할 것
- 공구의 인선을 예리하게 할 것
- 절입량과 회전당 이송을 줄일 것
- 절삭깊이를 작게 하고, 인선반경(공구반경)을 줄일 것
- 마찰계수가 작은 공구를 사용할 것
문 02. 재료의 전연성을 이용한 가공법만을 모두 고르면?
ㄱ. 단조 ㄴ. 호닝 ㄷ. 인발 ㄹ. 전조 ㅁ. 트루잉
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ, ㄹ
③ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㅁ
④ ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ
②
소성가공을 고르면 됨
<호닝, honing>
혼(hone)이라고 하는 숫돌을 방사상으로 부착한 공구를, 가공된 구멍에 넣고 회전과 왕복운동을 시켜 원통 내면을 정밀다듬질하는 가공법
<트루잉, truing>
연삭 작업에서 변형된 숫돌 바퀴의 모양을 올바르게 수정하는 작업
문 03. 연삭 숫돌에 다음과 같이 표기되었을 때 K의 의미는?
WA 60 K m V
① 입도
② 숫돌 입자
③ 결합제
④ 결합도
④
WA(숫돌입자), 60(입도), K(결합도), m(조직), V(결합제)
문 04. 다음에서 설명하는 주조법은?
○ 쇳물을 고온, 고압으로 주입하여 얇고 복잡한 형상의 제품을 생산함
○ 대량생산에 적합한 방식
① 원심 주조법
② 셸 몰드 주조법
③ 인베스트먼트 주조법
④ 다이캐스팅 주조법
④
<다이캐스팅, die casting>
용융금속을 금형(영구주형)내에 대기압 이상의 높은 압력으로 빠르게 주입하여 용융금속이 응고될 때까지 압력을 가하여 압입하는 주조법이다.
<사용재료>
아연, 알루미늄, 주석, 구리, 마그네슘 등의 합금
<용도>
사진기, 자동차 부품, 전기기구, 광학기구, 라디오, TV 부품, 통신기기, 방직기 등
<다이캐스팅의 장점>
- 정밀도가 높고 주물 표면이 매끈하다.
- 기계적 성질이 우수하다.
- 대량 생산이 가능하며 얇고 복잡한 주물의 주조가 가능하다.
- 기공이 적고 결정립이 미세화되고 치밀한 조직을 얻을 수 있다.
- 기계 가공이나 다듬질할 필요가 없으므로 생산비가 저렴하다.
→ 그렇지만 최초 설치는 비싸다.
- 주물재료는 얇기 때문에 주물 표면과 중심부 강도는 동일하다.
<다이캐스팅의 단점>
- 가압 시 공기 유입이 용이하며 열처리하면 부풀어 오르기 쉽다.
- 주형재료보다 용융점이 높은 금속재료에는 적합하지 않다.
- 시설비와 금형 제작비가 비싸고 생산성이 많아야 경제성이 있다.
→ 소량생산은 적합하지 않다.
<고온 챔버 다이캐스팅>
사출부가 용해 금속이 가득 찬 탱크(도가니) 안에서 가열되는 방법. 매 주조마다 챔버를 다시 채울 필요가 없어 사이클 시간이 상대적으로 짧음
<저온 챔버 다이캐스팅>
매 주조마다 챔버를 다시 채워야 하므로 사이클 시간이 상대적으로 더딤. 고온 챔버보다는 주조 횟수가 적으나 알루미늄 합금, 특히 구리 합금 등의 주조에 이용
<고온 챔버 다이캐스팅의 장점>
- 탕 흐름의 우수성
- 금형 수명의 향상
- 마그네슘의 산화 방지에 효율적
- 자동화 및 에너지 절감의 우수성
- 넓은 사출 영역에서 제품을 만들 때
<저온 챔버 다이캐스팅의 장점>
- 큰 제품의 생산에 용이
- 알루미늄을 비롯한 다양한 합금에 적용
- 소모품들의 가격이 저렴
- 칩의 전환 비용이 발생하지 않음
- 높은 사출력과 생산성으로 광범위한 두께의 제품 생산에 적합
문 05. 비철 금속 재료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 청동은 황동보다 내식성과 내마멸성이 좋다.
② 마그네슘 합금은 비강도가 알루미늄 금속보다 우수하므로 항공기, 자동차 등에 사용된다.
③ 니켈-구리 합금은 내식성이 우수하나 기계 가공이 어렵다.
④ 금형 주조가 발달하여 피스톤, 실린더 헤드 커버 등도 주물용 알루미늄 합금으로 생산되고 있다.
③
니켈-구리 합금은 내식성이 우수하고 기계 가공이 쉽다.
문 06. 주철에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 인장 강도가 강에 비하여 작고 메짐성이 크다.
② 고온에서 소성변형이 잘 된다.
③ 산에는 약하지만 알칼리에는 강하다.
④ 복잡한 형상도 쉽게 주조가 된다.
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.
<가단주철, malleable iron>
보통 주철의 여리고 약한 인성을 개선하기 위해 백주철을 장시간 풀림 처리하여 시멘타이트를 분해 소실시켜 연성과 인성을 확보한 주철이다. 가단주철은 만드는 데 시간과 비용이 많이 든다. 용도로는 관이음쇠, 밸브 등에 사용하고 보통 주철(회주철)은 취성이 있어 단조가 어렵지만, 가단주철은 연성과 인성을 확보하여 단조가 가능하다.
<산과 알칼리(염기성)에 대한 반응>
| 산 | 알칼리 | 염기성 | |
| 청동 | X | X | O |
| 마그네슘 | X | O | X |
| 알루미늄 | X | X | X |
| 주철 | X | O | |
| 니켈 | X | O | |
| 강 | X | O |
문 07. 다음에서 설명하는 압력제어 밸브는?
○ 두 개 이상의 분기 회로가 있을 때 액추에이터를 순차적으로 작동시키기 위하여 사용한다.
○ 압축 공기는 밸브의 설정 압력이 될 때 유로가 접속구와 연결되어 흐르게 된다.
① 압력 시퀀스 밸브
② 압력 조절 밸브
③ 압력 제한 밸브
④ 감압 밸브
①
<시퀀스 밸브, sequence valve>
입구 압력 또는 외부 파일럿 압력이 정해진 값에 도달하면 입구 쪽에서 출구 쪽으로의 흐름을 허락하는 압력제어 밸브
<감압 밸브, 리듀싱 밸브, pressure reducing valve>
입구 쪽의 압력에 관계없이, 출구 쪽 압력을 입구 쪽 압력보다도 낮은 설정 압력으로 조정하는 압력 제어 밸브. 유압회로에서 어떤 부분회로의 압력을 주회로의 압력보다 저압으로 해서 사용하고자 할 때 사용하는 밸브이며, 예를 들면 절삭과 급속귀환공정을 하는 공작기계에서 절삭시 사용할 고압펌프와 귀환시 사용할 저압대 용량펌프를 병행해서 동력을 최대로 절감하려고 할 때 사용하는 밸브이다.
문 08. 측정에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?
ㄱ. 버니어캘리퍼스 어미자의 한 눈금은 0.1 mm이다.
ㄴ. 형상측정에는 진직도, 평면도, 진원도 측정 등이 있다.
ㄷ. 하이트 게이지는 스크라이버를 이용하여 측정한다.
ㄹ. 사인 바는 길이 측정기이다.
① ㄱ, ㄷ
② ㄱ, ㄹ
③ ㄴ, ㄷ
④ ㄴ, ㄹ
③
<버니어 캘리퍼스, vernier calipers, 노기스>
버니어캘리퍼스 어미자의 한 눈금은 종류에 따라 다르다. 어미자의 (n-1)개의 눈금을 n등분한 아들자를 조합하여 만들게 되는데, 19mm의 눈금을 20등분하면 어미자와 아들자의 1눈금 차이가 0.05mm가 된다. 즉, 이것이 읽을 수 있는 최소 눈금이 된다.
문 09. 유압유가 갖추어야 할 성질이 아닌 것은?
① 압축성이고 유동성이 좋을 것
② 인화점이 높고 온도에 대한 점도 변화가 적을 것
③ 거품이 일지 않고 수분을 쉽게 분리시킬 수 있을 것
④ 장시간 사용해도 물리적, 화학적 성질의 변화가 없을 것
①
<유압기기에 사용되는 작동유의 구비조건>
- 동력을 전달시키기 위해 비압축성이어야 한다.
→ 비압축성이어야 밀어버린 만큼 그대로 밀린다.
- 인화점과 발화점이 높아야 한다.
- 유연하게 유동할 수 있는 점도가 유지되어야 한다.
- 온도에 의한 점도 변화가 작아야 한다. 즉, 점도지수가 커야 한다.
- 거품이 일지 않고 수분을 쉽게 분리시킬 수 있어야 한다.
- 장시간 사용해도 물리적, 화학적 성질의 변화가 없어야 한다.
- 열을 방출시키는 방열성이 높고, 체적탄성계수가 커야한다.
→ 체적탄성계수가 커야 압축하기 어려우므로 비압축성에 가까워진다.
- 비중과 열팽창계수가 작아야 한다.
- 증기압이 낮고, 비등점이 높아야 한다.
- 소포성과 윤활성, 방청성이 좋아야 한다.
문 10. 심 용접(seam welding)에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 모재보다 용융점이 낮은 금속을 모재 사이에 녹여 접합하는 방법
② 전극으로 사용하는 롤러 사이 모재를 겹쳐 놓고 전류를 통하면서 가열, 가압하여 접합하는 방법
③ 겹쳐 놓은 두 모재의 위 아래에 전극을 점 접촉시켜 강하게 가압하면서 전류를 흘려 접합하는 방법
④ 아르곤 또는 헬륨 등의 불활성 가스 환경하에서 텅스텐 봉이나 금속 전극봉과 모재 사이에 아크를 발생시켜 용접하는 방법
②
<심 용접, searm welding>
전극으로 사용하는 롤러 사이에 모재를 겹쳐 놓고 전류를 통하면서 가열, 가압하여 접합하는 방법
① 납땜
③ 점 용접
④ 불활성 가스 아크 용접
문 11. 블록게이지의 등급 중 정밀도가 가장 낮은 것은?
① 0급
② 1급
③ 2급
④ 3급
③
블록게이지의 등급 중 2급의 정밀도가 가장 낮다.
00급(AA급) > 0급(A급) 1급(B급) > 2급(C급)
문 12. 재료의 경도 시험법에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?
ㄱ. 브리넬 경도는 다이아몬드 추를 압입자로 사용하며 오목자국의 깊이를 경도의 척도로 삼는다.
ㄴ. 쇼어 경도는 완성품 검사에 사용된다.
ㄷ. 비커스 경도는 강철구를 압입자로 사용하며 오목자국의 표면적을 측정하여 경도를 계산한다.
ㄹ. 로크웰 경도는 다이아몬드 추를 일정 높이에서 낙하시켜 반발 높이로 경도를 측정한다.
① ㄴ
② ㄹ
③ ㄱ, ㄴ
④ ㄷ, ㄹ
①
<로크웰 경도, rockwell hardness>
다이아몬드 추를 압입자로 사용하며 오목자국의 깊이를 경도의 척도로 삼는다.
<브리넬 경도, brinell hardness>
강철구를 압입자로 사용하며 오목자국의 표면적을 측정하여 경도를 계산한다.
<쇼어 경도, shore hardness>
다이아몬드 추를 일정 높이에서 낙하시켜 반발 높이로 경도를 측정한다.
문 13. 다음에서 설명하는 기계요소는?
○ 유체를 한 방향으로만 흐르게 하기 위한 역류 방지용이다.
○ 대부분 외력을 사용하지 않고 유체 자체의 압력으로 조작한다.
① 플랜지 커플링
② 토션 바
③ 체크 밸브
④ 글러브 밸브
③
<체크 밸브, 역지 밸브, check valve>
유체의 흐름을 한 방향으로만 흘러가도록 하는 밸브로서, 유체가 역류하는 것을 방지할 때 주로 사용한다. 대부분 외력을 사용하지 않고 유체 자체의 압력으로 조작한다.
- 수평배관용 체크 밸브: 리프트식 체크 밸브
- 수직배관용 체크 밸브: 스윙스 체크 밸브
- 수격현상을 방지 체크 밸브: 스모렌스키 체크 밸브
문 14. 다음의 탄소강 중 탄소의 함량이 가장 높은 것은?
① 연강
② 경강
③ 탄소 공구강
④ 표면 경화강
③
<탄소강에서 탄소의 함량이 높은 순서>
탄소 공구강 > 표면 경화강 > 경강 > 연강
탄표경연
공구로 쓰이니 강도가 높아야하고, 탄소량이 많아질수록 강도는 증가한다.
문 15. 다음에서 설명하는 기관은?
○ 대기에서 흡입한 공기를 모두 압축기로 압축한 후 연소실로 보내 연료를 분사시켜 연소시킨다.
○ 고온·고압의 연소가스를 압축기 구동용 터빈에 분출시켜 터빈을 구동한다.
○ 고속에서 효율이 높으며, 주로 항공기용으로 사용된다.
① 터보팬 기관(turbofan engine)
② 터보제트 기관(turbojet engine)
③ 터보프롭 기관(turboprop engine)
④ 터보샤프트 기관(turboshaft engine)
②
<터보제트 기관, turbojet engine>
고온·고압의 연소가스를 압축기 구동용 터빈에 분출시켜 터빈을 구동하며, 주로 항공기용으로 사용된다.
문 16. 다음 중 공업규격을 제정하여 표준화를 하는 이유만을 모두 고르면?
ㄱ. 품질 향상
ㄴ. 생산원가 절감
ㄷ. 작업 능률 향상
ㄹ. 부품의 호환성 증가
ㅁ. 차별화된 제품 생산
ㅂ. 개성 있는 제품을 소량 생산
① ㄱ, ㄴ, ㄷ
② ㄴ, ㄷ, ㄹ
③ ㄹ, ㅁ, ㅂ
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
④
문 17. (가), (나)에서 설명하는 금속을 바르게 연결한 것은?
(가) 비중이 4.5 정도로 은백색의 금속이며, 무게가 철의 $\frac{1}{2} $정도이나, 단단하고 내식 내열성이 우수하다. 그 합금은 가스 터빈용, 항공기 구조용으로 다양하게 쓰이고 있다.
(나) 비중이 8.9이며 인성이 풍부한 은백색 광택의 금속으로, 전연성이 좋아 동전 등의 화폐를 만드는 데 쓰이기도 한다.
(가) (나)
① 알루미늄 마그네슘
② 마그네슘 알루미늄
③ 니켈 티타늄
④ 티타늄 니켈
④
<티타늄, Ti>
- 흑연화를 촉진, 많으면 흑연화를 방지
- 인장강도에 비하여 피로강도가 크다.
- 바닷물에 강하다.
- 용융점이 대단히 높다. (1,670 ℃)
- 경금속이며 비중이 철과 알루미늄의 중간이다. (4.5)
- 합금은 가스 터빈용, 항공기 구조용으로 다양하게 쓰인다.
- 생체 친화도가 높아 치아 임플란트(implant)에 사용된다.
<니켈, Ni>
- 은백색의 금속으로 비중은 8.9, 용융점은 1,455℃이다.
- 동전 등의 화페를 만드는 데 쓰이기도 한다.
- 내식성, 내열성, 담금질성, 인성 등을 향상시킨다.
- 흑연화를 촉진하고 조직을 미세화시킨다.
- 흰색의 금속으로 상온에서 자성체이나 360℃에서는 자성을 잃는다.
- 내산성이 크고 공기중 500 ~ 1,000℃로 가열해도 산화되지 않는다.
- 황을 함유한 불꽃에 닿으면 고온에서도 약하다.
- 질산에 약하고 염산, 황산에 잘 부식, 알칼리에 대한 저항이 크다.
- 강인성과 저온 충격 저항을 증가시킨다.
- 페라이트, 오스테나이트 조직을 안정화시킨다.
→ 페라이트 조직을 강화하는 특징인데, 이걸 조직 안정화로 보기도 한다.
문 18. 다음에서 설명하는 연삭 방법은?
○ 고정하기 어려운 가늘고 긴 공작물을 연삭하는 방법이다.
○ 바깥지름 연삭과 안지름 연삭이 모두 가능하다.
○ 지름이 크거나 무거운 공작물의 연삭은 어렵다.
○ 연속 가공이 가능하여 대량 생산에 적합하다.
① 센터리스 연삭
② 수평 평면 연삭
③ 공작물 왕복형 원통 연삭
④ 숫돌 왕복형 원통 연삭
①
<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 19. 원동축 기어의 잇수가 30, 종동축 기어의 잇수가 10이며 모듈이 2인 스퍼기어에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?
ㄱ. 두 기어의 중심거리는 40이다.
ㄴ. 원동축의 피치원 지름은 50이다.
ㄷ. 종동축의 원주피치는 원동축의 원주피치와 같다.
ㄹ. 원동축이 20회전을 할 때 종동축은 30회전을 한다.
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄴ, ㄷ
④ ㄷ, ㄹ
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 20. 용접과 비교하여 설명한 리벳이음의 특징으로 옳지 않은 것은?
① 열과 잔류 응력으로 인한 변형이 없다.
② 열에 약한 금속이나 얇은 판의 접합이 불가능하다.
③ 작업에 숙련도를 요하지 않으며 검사도 간단하다.
④ 구멍 가공으로 인하여 판의 강도가 약화된다.
②
<리벳 이음의 특징, 용접 이음과 비교>
- 열과 잔류 응력으로 인한 변형이 없다.
- 열에 약한 금속이나 얇은 판의 접합이 가능하다.
- 강판의 두께에 한계가 있고, 이음 효율이 낮다.
- 작업에 숙련도를 요하지 않으며 검사도 간단하다.
- 구멍 가공으로 인하여 판의 강도가 약화된다.
- 영구이음이라 분해, 조립이 어렵다.
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