문 01. 용접 안전에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 아크용접에서 방출되는 자외선에 주의해야 한다.
② 유독가스를 배출하기 위한 환기시설이 필요하다.
③ 아크용접에서 작업자는 감전의 위험이 있다.
④ 가스용접에서 아세틸렌 가스는 화재의 위험이 없다.
④
문 02. 재료의 비파괴시험에 해당하는 것은?
① 인장시험
② 피로시험
③ 방사선 탐상법
④ 샤르피 충격시험
③
방사선탐상법 혹은 방사선투과시험(RT)은 비파괴시험의 한 종류이며, 나머지는 모두 파괴시험에 해당된다.
<비파괴시험의 종류>
- 타진법: 두드려서 소리의 청탁으로 결함검사
- 방사선투과시험(RT): $\chi $선 검사법, $\gamma $선 검사법
- 초음파탐상법(UT): $\chi $선, $\nu $을 투과하여 결함검출
- 자분탐상시험(MT): 재료를 자화시켜 결함검출, 상자성(자석에 붙는 성질)체만 시험가능
- 침투탐상법(PT): 형광침투제 등으로 결함조사(암실에서 형광물질 이용)
- 와전류탐상시험(ET): 전자유도 원형전류인 와전류를 이용한 비접촉 표면 탐상
<충격시험, impact test>
- 아이조드(외팔보, 내다지보)
- 샤르피(단순지지보)
문 03. 축방향 하중을 지지하는 데 가장 부적합한 베어링은?
① 단열 깊은 홈 볼베어링(single-row deep-groove ball bearing)
② 앵귤라 콘택트 볼베어링(angular contact ball bearing)
③ 니들 롤러베어링(needle roller bearing)
④ 테이퍼 롤러베어링(taper roller bearing)
③
<니들 롤러 베어링, needle roller bearing>
길이에 비하여 지름이 매우 작은 롤러(지름 2∼5mm)를 사용한 베어링으로 레이디얼 롤러 베어링이므로 축방향 하중지지에는 부적당하고 반경방향 하중을 지지하는데 적합하다.
<단열 깊은 홈 볼베어링, single-row deep-groove ball bearing>
레이디얼 볼베어링에 해당되므로 주로 반경방향 하중을 지지하나 내륜 및 외륜에 깊은 홈을 만들어 약간의 축방향 하중도 지지할 수 있게 한 베어링이다. 구조가 간단하고 정밀도가 높아서 롤러 베어링 중에서 가장 많이 사용되며 특히 고속 회전축에 주로 사용된다.
<앵귤라 콘택트 볼베어링, angular contact ball bearing>
레이디얼 볼베어링에 해당되지만, 볼과 외륜과의 접촉각을 상당히 크게 하여 반경방향 하중과 함께 비교적 큰 축방향 하중도 지지할 수 있게 한 베어링이다. 하나의 축에 2개의 베어링을 조합하여 사용하며 장치나 하중의 조건에 의해서 정면 조합(DF), 배면 조합(DB), 병렬 조합(DT) 등이 있다.
<테이퍼 롤러 베어링, taper roller bearing>
테이퍼 각이 6~7°인 원뿔형의 롤러를 회전체로 하고 모든 롤러의 꼭지점이 회전축 선 위의 한 점에 모여 구름 접촉을 하도록 한 베어링으로, 반경방향 하중과 동시에 원뿔의 꼭지점으로 항하는 축방향 하중을 받을 수 있어서 자동차, 공작기계 등의 축에 널리 사용된다. 그러나 순수한 반경방향 하중만이 작용하는 경우는 축방향의 분력이 발생되므로 보통 2개를 서로 짝을 이루어 사용한다.
문 04. 밀링가공에서 하향 절삭(down milling)의 특징으로 옳지 않은 것은?
① 절삭날의 마모가 작고 수명이 길다.
② 백래시(backlash)가 자연히 제거된다.
③ 절삭날이 공작물을 누르는 형태여서 고정이 안정적이다.
④ 마찰력은 작으나 하향으로 큰 충격력이 작용한다.
②
<상향절삭>
- 커터 날이 움직이는 방향과 공작물의 이송방향이 반대방향이다.
- 밀링커터의 날이 공작물을 들어올리는 방향으로 작용한다.
→ 기계에 무리를 주지 않는다.
- 절삭 시작할 때 날에 가해지는 절삭저항이 점차적 증가한다.
→ 날이 부러질 염려가 없다.
- 백래시가 자연히 제거된다.
- 절삭열에 의한 치수정밀도의 변화가 작다.
- 절삭 날이 공작물을 들어올리는 방향으로 작용한다.
- 공작물의 고정이 불안정, 떨림이 발생하여 동력손실이 크다.
- 날의 마멸이 심하며 수명이 짧고 가공면이 거칠다.
- 칩이 잘 빠져나오므로 절삭을 방해하지 않는다.
- 구성인선의 영향이 적고 칩의 가장 두꺼운 위치에서 절삭이 끝난다.
→ 커터의 날이 절삭을 시작할 때 칩의 두께가 가장 얇다.
<하향절삭>
- 커터 날이 움직이는 방향과 공작물의 이송방향이 동일하다.
→ 날 각각의 자리 간격이 짧고 동력손실이 적으며 가공면이 깨끗하다.
→ 백래시 제거장치가 없으면 가공이 곤란하다.
- 커터의 날이 마찰작용으로 하지 않아 날 마멸이 적고 수명이 길다.
- 절삭열에 의해 치수정밀도가 불량해질 염려가 있다.
- 칩의 가장 두꺼운 위치에서 절삭이 시작한다.
→ 절삭날이 절삭을 시작할 때 절삭저항이 커서 날이 부러지기 쉽다.
→ 절삭칩의 앞부분이 두껍고, 끝부분은 얇다.
문 05. 골프공에 역회전을 주었을 때 높이 뜨거나, 투수가 던진 공이 상하좌우로 휘는 것과 같이, 유동장 내에 있는 물체가 회전하는 경우 유체흐름에 수직한 방향으로 힘을 받는 현상은?
① 딤플 효과(dimple effect)
② 웨지 효과(wedge effect)
③ 스트레치 효과(stretch effect)
④ 매그너스 효과(magnus effect)
④
회전하며 날아가는 물체에는 매그너스 효과(마그누스) 효과가 적용된다. 골퍼가 공 아래 부분을 때리면 공은 역회전을 하며 날아간다. 이 때 역회전하는 골프공의 아래쪽 공기는 마찰 때문에 압력이 증가하고 공 위쪽 공기는 압력이 낮아지면서 공은 위로 밀어 올려진다.
<매그너스 효과, magnus effect>
골프공에 역회전을 주었을 때 높이 뜨거나, 투수가 던진 공이 상하좌우로 휘는 것과 같이, 유동장 내에 있는 물체가 회전하는 경우 유체흐름에 수직한 방향으로 힘을 받는 현상으로 통상 마그누스 효과라고 많이 부른다.
<딤플 효과, dimple effect>
골프공의 딤플이 주변에 흐르는 공기를 난류로 바꾸어서 공기저항을 줄여주는 효과이다. 골프공에 움푹 패인 딤플은 공기저항을 줄이기 위한 것이다. 딤플은 야구공의 실밥처럼 마찰과 압력을 증가시켜 공의 비거리 및 체공시간을 늘어나게 한다. 이 때문에 골프공에 딤플이 없다면 비거리는 20% 가량 감소하게 된다.
<웨지 효과, wedge effect>
경사진 면에 의해 충격을 때 충격의 수직한 방향으로 힘을 받는 현상을 말한다.
문 06. 2개의 스프링을 연결한 장치에 같은 크기의 하중이 작용할 때, 변위가 가장 큰 것은?
① 스프링 상수가 k인 스프링 2개를 직렬로 연결
② 스프링 상수가 k/2인 스프링 2개를 병렬로 연결
③ 스프링 상수가 2 k인 스프링 2개를 직렬로 연결
④ 스프링 상수가 k인 스프링 2개를 병렬로 연결
①
상수가 가장 작아야 변위가 크다.
문 07. 재료의 절삭성이 좋다는 의미로 사용할 수 있는 것만을 모두 고른 것은?
ㄱ. 작은 절삭력과 절삭동력
ㄴ. 긴 공구수명
ㄷ. 가공품의 우수한 표면정밀도 및 표면완전성
ㄹ. 수거가 용이한 칩(chip)의 형태
① ㄱ
② ㄱ, ㄴ
③ ㄱ, ㄴ, ㄷ
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
④
<피삭성이 좋은 재료>
잘 깎이는 성질을 지니므로 절삭력과 절삭동력이 적게 걸리며 절삭공구의 수명이 길다. 이때 발생되는 칩의 형태도 수거가 용이하며 가공품의 표면정밀도와 표면 완전성이 우수하다. 피절삭성을 개선하는 원소를 첨가시켜 피절삭성을 향상시킨 강(steel)을 쾌삭강이라고 한다.
문 08. 원기둥형상의 소재를 열간 업세팅(upsetting)할 때 발생하는 배부름(barrelling)현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 금형과 소재가 접촉하는 면에서 발생하는 마찰이 주원인이다.
② 소재의 변형이 금형과 접촉되는 부위에 집중되기 때문에 나타난다.
③ 금형에 초음파 진동을 주면서 작업을 진행하면, 이 현상을 줄일 수 있다.
④ 금형의 온도가 낮을 경우에도 발생될 수 있다.
②
<배럴링, barreling, 배부름 현상>
열간 업세팅할 때 일어나며, 제품의 옆면이 나오게 되는 현상으로 이는 금형과 소재간의 접촉면에서 재료가 바깥방향으로 유동하는 반대방향으로 마찰력이 작용하기 때문이다.
<해결책>
- 초음파로 압축판을 진동시킴
- 열간가공시 평금형을 가열
- 평금형과 소재의 접촉면에 윤활제 사용
- 평금형과 소재의 접촉면에 열차폐물 사용
문 09. 다음 그림의 NC 공작기계 이송계에 가장 가까운 제어방식은?
① 개회로(open loop) 제어방식
② 적응(adaptive) 제어방식
③ 폐회로(closed loop) 제어방식
④ 적분(integral) 제어방식
①
스텝모터 = 개회로
문 10. 기어 이(gear tooth)의 크기가 가장 큰 것은? (단, m은 모듈(module), $p_d$는 지름피치(diametral pitch), $p$는 원주피치(circular pitch)이다)
① p＝15
② $p_d$＝8
③ m＝5
④ m＝3
③
<지름피치> <원주피치>
$p_d= \frac{25.4}{m} $ $p=m \pi $
문 11. 기계구성요소 상호 간의 운동관계를 결정하는 기구의 접촉형태에 따른 운동양식의 분류에서 면접촉에 해당하지 않는 것은?
① 볼과 베어링 내륜
② 수나사와 암나사
③ 피스톤과 실린더
④ 미끄럼베어링과 축
①
<면접촉>
- 미끄럼짝(피스톤과 실린더)
- 회전짝(미끄럼베어링과 축, 핀과 조인트)
- 나사짝(볼트와 너트)
- 구면짝(유니버설 조인트, 자동차의 백미러, 볼트와 소켓)
<선접촉>
- 기어류(선 접촉), 캠류(선 접촉)
- 롤러 베어링(선 접촉)
- 선기어(태양기어)라서 선접촉임ㅋ
<점접촉>
- 볼과 베어링 내외륜(점 접촉)
문 12. 연강(mild steel)의 상온 인장시험으로 공칭응력－변형률 선도를 작성하였을 때, 가장 큰 값은?
① 비례한도
② 항복강도
③ 인장강도
④ 파단강도
③
문 13. 증기기관에서 수증기를 물로 변환하는 열 교환 장치는?
① 터빈
② 보일러
③ 복수기
④ 급수 펌프
③
<복수기, condenser>
증기기관에서 수증기를 물로 변환하는 열교환장치이다. 터빈이나 실린더 내에서 일이 끝난 수증기를 등압 냉각 응축시켜 저압 포화액으로 복원하는 장치이다.
<터빈, turbine>
유체를 임펠러의 날개에 부딪치게 함으로써 축을 회전시키는 장치이다. 유체가 가지는 에너지를 회전운동의 에너지로 바꾸는데, 이용하는 유체의 종류에 따라 증기 터빈, 가스 터빈, 수력 터빈 등이 있다.
<보일러, boiler>
물 등의 유체가 가열되는 폐쇄된 용기이다.
<급수 펌프, feedwater pump>
보일러에서 필요한 급수를 적정한 압력으로 공급해주는 펌프이다.
문 14. 저항용접에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 작업속도가 느려 대량생산에 적용하기 어렵다.
② 전극과 모재 사이의 접촉저항을 작게 한다.
③ 통전시간은 모재의 재질, 두께 등에 따라 다르다.
④ 금속의 전기저항 특성을 이용한다.
①
<압접법의 종류: 전기저항용접>
- 겹치기: 점용접, 프로젝션용접, 심용접(점프심)
- 맞대기: 플래시용접, 방전충격용접, 업셋용접(풀방업)
<압접법의 종류: 기타>
- 냉간압접(cold welding), 마찰용접, 가스압접
<압접법의 종류: 단접>
- 열간압접(forge welding), 해머압접, 다이압접, 로울압접
문 15. 강의 담금질 열처리에서 냉각속도가 가장 느린 경우에 나타나는 조직은?
① 소르바이트
② 잔류 오스테나이트
③ 투르스타이트
④ 마르텐사이트
①
<담금질 조직 경도 순서>
(크다)마 트 소 오(작다)
<냉각 방법에 따라 얻어지는 조직>
급랭 마텐자이트
노랭 펄라이트
유랭 트루스타이트
공랭 소르바이트
<담금질 냉각 속도에 따른 조직>
(잔류 오스테에서 시작)
(빠르다)마 > 트 > 소(느리다)
문 16. 신속금형(rapid tooling)기술에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 신속조형기술로 주형이나 주형 인서트 등을 제작하는 기술을 의미한다.
② 설계과정이 단순해지고, 소프트웨어로 수축을 보상하여 제작할 수 있다.
③ 이 기술로 제작된 금형은 기계가공 등으로 가공된 기존의 금형보다 수명이 길다.
④ 금속분사금형기술(sprayed-metal tooling), 켈툴(keltool) 공정 등이 활용되고 있다.
③
<신속금형, RT, rapid tooling>
기술의 장점은 제품생산용 주형이나 주형 인서트를 시간의 지체없이 바로 제작할 수 있다는 점이다. 전통적인 방법으로 제작한다면 공구준비에만 몇 개월이 소요되기도 한다. 신속금형(rapid tooling)기술로 제작된 금형은 기계가공 등으로 가공된 기존의 금형보다 수명이 길지 않다.
문 17. 절삭공정에 따른 절삭운동과 이송운동의 조합으로 옳지 않은 것은?
②
평삭은 공구가 직선이송운동, 공작물이 직선절삭운동을 함
문 18. 다음은 NC밀링 프로그램의 일부이다. 이 프로그램에 따른 가공 순서로 옳은 것은?
① 급속이송 → 직선보간 → 주축시계방향회전
② 직선보간 → 주축정지 → 절삭유정지
③ 주축시계방향회전 → 직선보간 → 원호보간
④ 원호보간 → 직선보간 → 주축정지
③
G00 급속이동
M03 주축시계
G01 직선보간
G02 원호보간
M09 절삭유중단
M05 주축정지
문 19. 다음 그림의 단조공정에 사용되는 프레스 기계의 기구부에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 너클조인트 프레스 기계이다.
② 링크 A가 회전하면서 램이 직선운동을 하는 구조이다.
③ 가압행정의 마지막 단계에서 큰 힘을 얻을 수 있다.
④ 링크 A와 B가 직각을 이룰 때, 램은 상사점 또는 하사점에 있게 된다.
④
링크 A와 B가 수평을 이룰 때, 램은 상사점 또는 하사점에 있게 된다.
<너클조인트 프레스 기계>
기계 프레스의 한 종류이며 행정이 제한되며 행정의 중간에서 최대 속도를 나타내고 하사점 부근에서의 하중은 매우 커지며 하사점에서는 속도가 0이된다.
문 20. 금속합금과 그 상태도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 2개의 금속 성분이 용융되어 있는 상태에서는 균일한 액체를 형성하나, 응고된 후 각각의 결정으로 분리하여 2개의 성분이 일정한 비율로 혼재된 조직이 되는 것을 공정이라고 한다.
② 용융상태에서 냉각하면 일정한 온도에서 고용체가 정출되고, 이와 동시에 공존된 용액이 반응을 하여 새로운 별도의 고용체를 형성하는 것을 편정이라고 한다.
③ 두 개 이상의 금속이 혼합되어 용융상태에서 합금이 되거나, 혹은 고체상태에서도 균일한 융합상태가 되어, 각 성분을 기계적인 방법으로 구분할 수 없는 것을 고용체라고 한다.
④ 2종 이상의 화학적 친화력이 큰 금속이 간단한 원자비로 결합되어 본래의 물질과는 전혀 별개의 물질이 형성되는 것을 금속간 화합물이라고 한다.
②
<평형상태도에서 나타나는 반응>
공석: γ → α + Fe₃C, 0.77C , 723℃ , 펄라이트(오→페시=펄) A₁
공정: 액 → γ + Fe₃C, 4.3C , 1,130℃, 레데뷰라이트
포정: δ + 액 → γ , 0.17C , 1,495℃
자기변태점(큐리점, A₂): 768℃
왼 → 오(냉각)
공석 고 고고(냉각x)
공정 액 고고
포정 액고 고
편정 액 고액
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