17년 2회차

다이얼 게이지의 기어 백래시로 인해 발생하는 오차는 되돌림 오차이다.

측정 방향을 바꿀 때 기어 이 사이의 유격(백래시)만큼 지침이 즉시 반응하지 못해 생기는 오차로, 인접 오차나 지시 오차, 진동 오차와는 발생 원인이 다르다.

트위스트 드릴에서 중심부의 절삭작용을 개선하기 위해 웨브 부분을 연삭하는 작업은 시닝(thinning)이다.

드릴 중심에 가까울수록 날끝각이 작아져 절삭성이 나빠지므로, 웨브를 얇게 갈아내 절삭날의 실질적인 절삭 성능을 높이는 것이 시닝의 목적이다.

트루잉·드레싱은 연삭숫돌의 형상 수정과 날 세우기 작업이고, 글레이징은 숫돌 표면이 무디어지는 현상으로 드릴 연삭과는 무관하다.

공기 마이크로미터는 측정 범위가 매우 좁은 비교 측정기이므로 하나의 마스터만으로는 다양한 치수를 측정할 수 없고, 치수 구간마다 여러 개의 마스터를 바꿔가며 사용해야 한다.

따라서 "1개의 마스터로 측정이 가능하다"는 설명은 공기 마이크로미터의 실제 특성과 맞지 않는다.

• 노즐에서 공기를 분출시켜 측정하는 방식이므로 압축 공기원이 반드시 필요하다는 설명은 옳다.
• 비접촉 방식으로 공기 흐름의 변화를 감지하므로 타원, 테이퍼, 편심 등 형상 오차도 간단히 측정할 수 있다는 설명은 옳다.
• 지렛대나 기어 같은 기계적 확대 기구 없이 공기압(유량) 변화로 확대하므로 마모가 없어 장시간 고정도를 유지한다는 설명도 옳다.

구면계의 관계식 $R=\dfrac{a^{2}}{2h}+\dfrac{h}{2}$로 계산하면 구면의 반지름은 400.25mm이다.

그림처럼 다이얼 게이지를 가운데 두고 다리를 구면에 얹으면, 측정자로부터 다리까지의 거리가 다리 원의 반지름 a = 20mm이고, 게이지 눈금이 움직인 양이 구면 중앙이 솟은 높이 h = 0.5mm가 된다.

$R=\dfrac{20^{2}}{2\times 0.5}+\dfrac{0.5}{2}$
$R=\dfrac{400}{1}+0.25=400.25\,\mathrm{mm}$

이 식은 현과 반지름의 관계 $a^{2}=h(2R-h)$를 R에 대해 푼 것이다. h가 매우 작을 때는 $R\fallingdotseq \dfrac{a^{2}}{2h}$로 근사되어 약 400mm가 되고, 여기에 h/2 = 0.25mm를 더한 값이 정확한 답이다.

센터드릴에서 일반적으로 사용되는 각도에 해당하지 않는 것은 45°이다.

센터 구멍의 각도는 $60^\circ$가 표준이며, 무겁거나 큰 공작물을 지지할 때는 $75^\circ$, $90^\circ$의 센터드릴도 사용된다. 반면 $45^\circ$는 센터드릴의 일반적인 각도 규격에 포함되지 않는다.

산화알루미늄 분말을 주성분으로 마그네슘, 규소 등의 산화물을 첨가해 소결한 절삭공구 재료는 세라믹이다.

세라믹 공구는 고온 경도와 내마모성이 우수해 고속절삭에 활용되며, CBN이나 다이아몬드, 서멧과는 주성분과 제조 방식이 다르다.

새들(saddle)은 밀링 머신의 베드 위에 고정되어 테이블을 좌우로 이동시키는 구조부로서, 공구 고정과는 무관한 머신의 이송 장치 구성요소이다.

밀링 머신에서 절삭공구를 고정하는 부속장치를 판별하는 문항이다.

• 아버(arbor)는 밀링 머신의 주축에 삽입되어 엔드밀이나 커터를 고정하는 축 형태의 공구 홀더이다.
• 콜릿(collet)은 테이퍼 구멍에 삽입되어 공구를 탄성으로 물어서 고정하는 장치이다.
• 어댑터(adapter)는 서로 다른 규격의 공구와 홀더를 연결하여 고정하는 중간 부속이다.

밀링에서 테이블 이송속도는 1개의 날 당 이송 × 커터의 날 수 × 커터의 회전수이므로 $f=f_z\times z\times n$이다.

커터가 한 바퀴 도는 동안 z개의 날이 각각 f_z만큼씩 공작물을 밀어내므로 1회전당 이송량은 f_z·z가 되고, 여기에 분당 회전수 n을 곱하면 분당 이송량(mm/min)이 된다.

회전수 n으로 나누는 형태의 식은 커터를 빨리 돌릴수록 테이블이 느려진다는 뜻이 되어 성립하지 않고, π가 들어간 식은 원주 속도(절삭속도) 계산에 쓰이는 항이므로 이송속도 식에는 나타나지 않는다.

풀리 보스에 키 홈을 가공할 때 사용하는 공작기계는 브로칭 머신이다.

브로치라는 다인 절삭공구를 구멍에 통과시켜 원하는 단면(키 홈) 형상을 한 번에 가공하는 방식으로, 보스 내부의 좁은 키 홈 가공에 적합하다.

범용 밀링 머신으로 할 수 없는 가공은 수나사 가공이다.

수나사(외경) 가공은 일반적으로 선반에서 바이트나 다이스로 수행하는 작업이며, 범용 밀링 머신은 평면, T홈, 더브테일 홈과 같은 절삭 가공에 적합하다.

박스 지그는 드릴 작업으로 대량 생산을 할 때 주로 사용된다.

공작물을 상자 형태의 지그 안에 고정하고 여러 면의 구멍을 순서대로 뚫을 수 있어, 동일 형상의 부품을 반복적으로 대량 가공할 때 효율적이다.

선반에서 할 수 없는 작업은 스플라인 홈 가공이다.

스플라인 홈은 축 둘레에 여러 개의 키 형태 홈을 가공하는 작업으로 밀링이나 브로칭 등 별도 공정이 필요하며, 선반은 나사·널링·테이퍼와 같이 공작물을 회전시키며 하는 가공에 적합하다.

수기가공 안전수칙으로 옳은 것은 탭 작업 시 후퇴와 전진을 번갈아 가며 점진적으로 진행하는 방법이다.

탭을 일정 각도 전진시킨 뒤 되돌리기를 반복하면 칩이 끊어져 원활히 배출되고 탭날의 파손을 막을 수 있다.

• 바이스 조에 기름을 묻히면 공작물이 미끄러져 오히려 위험하므로 조에는 기름을 묻히지 않는다.
• 드릴가공에서 장갑을 착용하면 회전체에 말려 들어갈 위험이 있어 금지된다.
• 금긋기는 가공 위치를 표시하기 위한 것이지 절삭성을 좋게 하기 위한 작업이 아니다.

비교 측정 방식으로 치수를 측정하는 측정기는 다이얼 게이지이다.

다이얼 게이지는 기준 치수(마스터)에 대한 편차를 지침의 움직임으로 읽어내는 비교 측정기이며, 측장기·마이크로미터·버니어 캘리퍼스는 눈금을 직접 읽어 절대 치수를 구하는 직접(절대) 측정기이다.

원통 바깥면에 다이아몬드 모양의 교차 무늬가 새겨져 있고, 그 아래에 무늬가 새겨진 롤러를 반지름 방향으로 밀어붙이는 공구가 함께 그려져 있으므로 널링(knurling) 가공이다.

널링은 바이트로 깎아내는 절삭이 아니라 무늬 롤러를 눌러 재료를 소성 변형시켜 무늬를 찍는 작업이다. 그래서 가공 후 바깥지름이 원래 치수보다 약간 커지며, 손잡이·노브처럼 손이 미끄러지면 안 되는 부위나 외관을 살릴 부위에 쓴다.

• 나사 가공은 바이트를 이송시켜 나선 홈을 깎는 작업이라 교차 무늬가 생기지 않는다.
• 총형 가공은 제품 윤곽과 같은 모양으로 갈아 둔 총형 바이트로 곡면 윤곽을 한 번에 깎아내는 작업이다.
• 다듬질 가공은 절삭 깊이와 이송을 작게 하여 표면거칠기를 좋게 하는 마무리 절삭이다.

거친 연삭(황삭)은 가공 능률을 높이는 것이 목적이므로 연삭 깊이를 오히려 크게 주고 이송 속도도 빠르게 하는 것이 일반적이다.

연삭 깊이를 얕게 주는 것은 정밀도를 요구하는 다듬질 연삭의 조건이며, 이를 거친 연삭에 적용한다고 하면 능률이 떨어져 적절하지 않은 설명이 된다.

연질 가공물에는 결합도가 높은 숫돌을, 다듬질 연삭에는 고운 입도의 숫돌을 사용하고 강의 거친 연삭에서 숫돌바퀴 폭의 1/2~3/4로 이송하는 것은 모두 맞는 설명이다.

그림의 축은 전체 길이 L 가운데 길이 l 구간만 큰지름 D에서 작은지름 d로 테이퍼져 있으므로, 심압대 편위량은 $X=\dfrac{L(D-d)}{2l}$ 이다.

테이퍼 구간만 보면 축 중심선에 대한 한쪽 면의 기울기는 $\dfrac{D-d}{2l}$ 이다.
심압대를 편위시키면 이 기울기가 공작물 전체 길이 L에 걸쳐 생기므로 편위량은 기울기에 L을 곱한 값이 된다.
$X=\dfrac{D-d}{2l}\times L=\dfrac{L(D-d)}{2l}$

분모의 2는 지름 차이를 반지름 차이로 바꾸기 위한 것이고, $L/l$ 이 붙는 이유는 테이퍼가 축의 일부 구간에만 있을 때 그만큼 더 크게 편위시켜야 하기 때문이다. 축 전체가 테이퍼인 경우(L = l)에는 $X=\dfrac{D-d}{2}$ 로 줄어든다.

'긴 홈이 있는 가공물'은 센터리스 연삭기의 고정된 지지롤과 연삭휠 사이에서 홈이 간섭을 일으키므로 연삭이 불가능하며, 이는 센터리스 연삭의 명백한 제한 사항이다.

센터리스 연삭은 중심(센터) 없이 가공물을 지지롤과 연삭휠 사이에 놓고 연삭하는 방식으로, 가늘고 긴 원통형 가공물의 대량 연삭에 최적화되어 있다.

• 가늘고 긴 가공물의 연삭에 적합하다는 설명은 정확하다.
• 센터 구멍이 필요 없고 칩 포켓 같은 홈이 없는 순수 원통면을 연삭하므로 연삭여유를 최소화할 수 있어 맞다.
• 센터 구멍을 뚫지 않아도 되는 것이 센터리스 연삭의 장점이므로 정확하다.

흑연은 윤활 목적으로 쓰이는 경우는 있어도 표준적인 래핑용 연마제로 분류되지 않는다.

래핑에는 산화크롬, 탄화규소, 산화알루미나 등 경도가 높은 미세 입자가 랩제로 사용되어 공작물 표면을 정밀하게 다듬는다.

브로칭은 브로치라는 절삭 공구의 날로 재료를 깎아내는 절삭가공법으로, 고정된 입자를 이용하는 가공법이 아니다.

래핑, 배럴가공, 액체 호닝은 모두 미세한 입자(랩제·연마재)를 매개로 표면을 다듬거나 광택을 내는 입자 가공법에 속한다.

KS 기계제도 기준에서 아주 굵은 실선은 얇은 부분의 단면도를 명시할 때 사용된다. 이는 도면에서 매우 얇은 판금이나 부재의 단면을 강조하여 표현할 필요가 있을 때, 일반 실선보다 두께를 크게 하여 그 부분을 돋보이게 하기 위한 것이다. 나사·리벳 위치는 중심선으로, 외형선 연장은 가는 실선으로, 평면 표시는 교차선으로 각각 다른 선종을 사용하므로 아주 굵은 실선과는 무관하다.

기준선이 꺾이는 점에 깃발(旗) 모양 기호가 붙어 있는 것이 현장 용접 지시이며, 이 문항에서는 깃발과 필릿 용접 기호가 함께 그려진 그림이 여기에 해당한다.

KS 보조 기호는 붙는 위치가 같아 헷갈리기 쉽다. 기준선 꺾인 점에 작은 원이면 온둘레(전주) 용접, 깃발이면 현장 용접, 원과 깃발을 함께 붙이면 온둘레 현장 용접이다.

• 꺾인 점에 원이 붙은 그림은 공장에서 이음 둘레를 한 바퀴 돌려 용접하라는 온둘레 용접 표시다.
• 원이 기준선 아래쪽에 붙은 그림도 위치만 다를 뿐 원이므로 현장 용접이 아니다.
• 여러 방향의 선이 한 점에 모인 별 모양 기호에도 깃발이 없어 현장 용접으로 읽을 수 없다.

정면도 가운데가 위에서 아래로 파인 홈이고 그 두 벽이 앞뒤로 관통하므로, 평면도에는 좌우 폭을 셋으로 나누는 세로선 두 개가 앞뒤 전체 길이로 그려져야 한다.

정면도 왼쪽 구역의 실선 가로선은 앞쪽으로 내려오는 경사면의 아래 모서리이고, 오른쪽 구역의 파선(세로선과 가로선)은 뒤쪽으로 내려가는 경사면의 숨은 모서리다. 우측면도에 실선 빗금과 파선 빗금이 서로 반대 방향으로 하나씩 그려진 것도 두 경사의 방향이 반대임을 말해 준다.

따라서 평면도는 왼쪽 구역에 경사면 능선이 가로선 하나로 나타나고, 오른쪽 구역에는 능선과 경계선이 뒤쪽(그림 위쪽)에 치우친 ㄱ자로 나타난 그림이라야 맞다. 경사면은 위에서 내려다보면 눌려서 곧은 선으로만 남으므로 빗선이 들어간 그림, ㄱ자가 앞쪽(아래쪽)에 붙은 그림, 왼쪽 가로선이 빠진 그림은 모두 성립하지 않는다.

스프링용 스테인리스 강선의 KS 재료 기호는 STS이다.

STC는 탄소공구강, STD는 합금공구강(냉간금형용), STF는 열간금형(단조)용 합금공구강을 나타내는 기호로 스프링용 스테인리스 강선과는 다른 재료를 가리킨다.

그림은 위 지름 φ30, 아래 지름 φ50인 끝이 잘린 원추(원추대)이므로, 방사선법을 쓰지 않는다면 삼각형법으로 전개하는 것이 적합하다.

삼각형법은 전개할 면을 여러 개의 삼각형으로 잘게 나눈 뒤 각 삼각형 변의 실제 길이를 구해 차례로 이어 붙이는 방법이다. 원추·원추대는 물론 사각뿔대나 위아래 단면 모양이 다른 이음관처럼 모선이 한 점에 모이지 않는 면에도 쓸 수 있어 적용 범위가 가장 넓다.

평행선법은 원기둥·각기둥처럼 모선이 서로 평행한 면에 쓰는 방법이라 지름이 변하는 원추대에는 맞지 않고, 방사선법은 꼭짓점을 중심으로 부채꼴을 그리는 방법이라 문제에서 제외되었다. '종합선법'과 '절단법'은 전개도법의 이름이 아니다.

지시선에 8×φ15H7, 기하공차 기입틀에 ⊕(위치도)·φ0.1·데이텀 A·B가 적혀 있으므로, 8개의 구멍이 φ15 H7이고 위치도가 데이텀 A·B에 대하여 0.1을 만족해야 한다는 뜻이다.

• 끼워맞춤 공차등급이 대문자 H7이면 구멍 기준이다. 축이라면 h7처럼 소문자로 적는다.
• 원통도는 원에 나란한 빗금 두 줄을 그은 기호로 쓰며, 데이텀을 지정하지 않는 모양 공차다. A·B가 함께 적혀 있는 이 기입틀은 원통도가 될 수 없다.

앞에 붙은 8×는 같은 지시를 여덟 곳에 똑같이 적용한다는 뜻이고, 공차값 앞의 φ는 공차역이 지름 0.1의 원통임을 나타낸다.

화살표 방향에서 본 모양을 하나씩 맞추면 A-ⓒ, B-ⓓ, C-ⓐ, D-ⓑ가 된다.

• A는 위아래 두 장의 판이 한쪽에서만 이어진 브래킷이라, 화살표 쪽에서 보면 사각형의 한 변이 안쪽으로 파인 ㄷ자 윤곽이 된다.
• B는 큰 사각 블록 앞 아래쪽에 작은 각기둥이 붙어 있어, 화살표 쪽에서 보면 낮은 사각형과 높은 사각형이 나란히 붙은 L자 윤곽이 된다.
• C는 화살표가 위에서 아래로 향하므로 위에서 내려다본 모양이 되고, 사각형 한 변 가운데가 네모나게 파인 凹자 윤곽이 된다.
• D는 육면체 모서리를 비스듬히 잘라낸 형상이라, 화살표 쪽에서 보면 사각형 안에 대각선 한 줄이 그어진 모양이 된다.

투상도는 보는 방향에 수직인 평면에 물체를 눌러 붙인 그림이므로, 경사면은 빗선 한 줄로 줄어들고 계단·홈은 직선 윤곽의 요철로 나타난다는 점만 확인하면 짝을 가릴 수 있다.

베어링 호칭번호가 62/28처럼 슬래시(/) 뒤에 숫자가 붙는 경우, 그 슬래시 뒤의 숫자가 그대로 안지름(mm)을 나타낸다.

따라서 이 베어링의 안지름은 $28\ \mathrm{mm}$이며, 이는 안지름을 표준 계열(안지름 번호×5)로 나타내기 어려운 특수 치수일 때 쓰는 표기 방식이다.

V벨트는 단면 크기에 따라 A, B, C, D, E, M형 등으로 분류되며, 이 중 M형이 가장 작은 단면 크기를 가진다. 일반적으로 소형 기계에 사용되는 M형은 A형보다 더 작은 폭과 높이를 가지므로, 주어진 보기 중 단면이 가장 소형인 것은 M형이다.

(15)는 KS 제도에서 참고 치수를 나타내는 기호이며, 비례척이 아닌(척도와 다르게 그려진) 치수를 나타낼 때는 숫자 아래에 밑줄을 긋는다.

R15는 반지름, t15는 판 두께, SR15는 구의 반지름을 나타내는 표기로 모두 옳은 설명이다.

화살표 쪽을 정면으로 놓고 위에서 내려다보면 평면도는 직사각형 윤곽 안에 왼쪽 모서리와 나란한 세로선 하나가 있고, 오른쪽 변이 사각으로 파인 그림이 된다.

왼쪽에 길게 붙은 경사 리브는 위에서 보면 경사면이 눌려 보이므로 빗선이 아니라 능선 하나가 곧은 세로선으로만 남는다. 오른쪽 끝을 네모나게 잘라낸 부분은 바깥 모서리 쪽이 트여 있으므로 평면도에서도 오른쪽 변에 열린 직사각형으로 그려진다.

따라서 평면도 안에 빗선이 들어간 그림, 바깥 윤곽 자체가 ㄱ자로 꺾인 그림, 삼각형이 보이는 그림은 모두 맞지 않는다. 삼각형이 나타나는 것은 이 물체를 옆에서 본 측면도다.

제3각법에서 저면도는 정면도의 아래쪽에 배치하는 것이 원칙이며, 우측면도의 아래에 그린다는 설명은 틀렸다.

눈-투상면-물체 순으로 투상하는 것, 좌측면도를 정면도의 좌측에 그리는 것, 배면도를 우측면도의 우측에 그리는 것은 제3각법의 올바른 배치 규칙이다.

가공방법의 약호에서 래핑가공은 FL로 표기한다.

FR은 리밍, FS는 스크레이핑, FF는 줄다듬질 계열을 나타내는 약호로 래핑과는 구분된다.

요목표에 특별한 단서가 없는 코일 스프링과 벌류트 스프링은 KS 제도 규칙상 오른쪽으로 감긴 것으로 그리는 것이 원칙이므로, 왼쪽으로 감긴 것으로 나타낸다는 설명은 틀렸다.

코일·벌류트 스프링을 무하중 상태에서 그리는 것, 겹판 스프링을 스프링 판이 수평인 상태로 그리는 것, 간략도에서 재료 중심선만 굵은 실선으로 나타내는 것은 모두 옳은 도시 방법이다.

대상면의 표면이 0.1mm만큼 떨어진 두 개의 평행한 평면 사이에 있어야 한다는 규제는 평면도(flatness)이며, 기호는 평행사변형이고 데이텀 없이 공차값만 적는다.

• 짧은 수평선 기호는 진직도로, 규제 대상이 면이 아니라 선이며 두 평행한 직선 사이에 있어야 함을 뜻한다.
• 원에 빗금 두 줄을 그은 기호는 원통도로, 대상 원통면이 동축인 두 원통 사이에 있어야 함을 규제한다.
• ⊥ 기호에 데이텀 A가 붙은 것은 직각도로, 데이텀에 직각인 두 평면 사이를 규제하는 자세 공차라서 데이텀 없이 면의 평평함만 묻는 설명과 다르다.

모양 공차(진직도·평면도·진원도·원통도)는 형체 자체의 모양만 규제하므로 데이텀이 붙지 않고, 자세·위치·흔들림 공차는 데이텀이 필요하다는 점으로 갈라 보면 된다.

KS 표기와 어긋난 것은 용접식 결합으로 제시된 기호다. 용접식은 관을 나타내는 선 위에 작은 검은 원(●)을 하나 찍어 나타내는데, 그림에는 세로선에 빗금이 겹친 별 모양이 그려져 있다.

• 일반(나사식) 결합은 관 선을 가로지르는 짧은 세로선 하나로 나타내며 그림과 일치한다.
• 플랜지식 결합은 나란한 세로선 두 개로 나타내며 그림과 일치한다.
• 유니언식 결합은 가운데 긴 세로선 양쪽에 짧은 세로선을 하나씩 더한 모양으로 나타내며 그림과 일치한다.

이 기호들은 관을 굵은 실선 한 줄로만 그리는 단선 도시에서 이음의 종류를 구분하려고 쓰는 것이므로, 선의 개수와 원 유무로 모양을 통째로 외워 두는 편이 안전하다.

길이의 단위가 mm인 경우 도면에서는 단위 기호(mm)를 생략하는 것이 원칙이므로, 반드시 단위를 기입한다는 설명은 옳지 않다.

다듬질 치수를 기입하는 것, 각도 단위로 도(°)를 쓰고 필요시 분·초를 병용하는 것, 치수를 주투상도에 집중해서 기입하는 것은 모두 올바른 치수 기입 원칙이다.

치수공차는 최대허용치수에서 최소허용치수를 뺀 값이다.

$50.015\ \mathrm{mm} - 49.990\ \mathrm{mm} = 0.025\ \mathrm{mm}$

따라서 이 치수의 치수공차는 0.025mm이다.

수면, 유면 등 액체 표면의 위치는 가는 실선으로 표시하며, 가는 1점 쇄선의 용도에 해당하지 않는다.

도형의 중심 표시, 이동한 중심의 궤적 표시, 되풀이 도형의 피치를 잡는 기준선 표시는 모두 가는 1점 쇄선의 대표적인 용도이다.

"M50x2-6H"에는 방향을 나타내는 별도 기호(L 등)가 없으므로 이 나사는 오른나사이며, 왼나사라는 설명은 틀렸다.

M은 미터 나사, 뒤에 오는 2는 피치 2mm를 뜻해 미터 가는 나사임을 나타내고, 6H는 암나사의 등급을 나타내므로 나머지 설명은 모두 옳다.

상온에서 안정한 α철(페라이트)의 결정격자는 체심입방격자(BCC)이다.

순철은 온도에 따라 BCC(α철)→FCC(γ철, 오스테나이트)→BCC(δ철) 순으로 동소변태하며, 상온 영역은 α철 구간에 해당한다.

백주철은 시멘타이트(Fe₃C) 조직을 포함한 취성 주철이며, 이를 개선하기 위해 고온에서 장시간 열처리(어닐링)하면 시멘타이트가 분해되어 흑연과 페라이트로 변환된다. 이 과정을 통해 인성과 연성이 크게 향상된 주철이 가단 주철(malleable cast iron)이다.

나머지는 모두 열처리를 통한 시멘타이트 분해가 아닌 다른 제조 원리를 기반으로 한다.

• 칠드 주철은 냉각 속도를 조절하여 표면경화를 목적으로 하는 주철이다.
• 합금 주철은 특수 원소를 첨가한 주철이다.
• 구상흑연 주철은 흑연을 구상화하기 위해 마그네슘을 첨가한 주철이다.

강의 표면에 붕소(B)를 침투시키는 처리는 보로나이징이다. 세라다이징은 Zn, 칼로라이징은 Al, 크로마이징은 Cr을 침투시키는 처리이다.

문쯔메탈(Muntz metal)은 60%Cu + 40%Zn으로 구성된 합금이지 주석(Sn)이 포함되지 않는다. 따라서 문쯔메탈 조성에 대한 설명이 틀린 표현이다.

• 구리의 용융점이 약 1083℃로 정확하다.
• 구리가 유연하고 전연성이 우수하여 가공성이 좋다는 것이 맞다.
• 황동(Cu-Zn 합금)이 산성 또는 염화물 등 부식성 물질이 있는 수용액에서 아연이 선택적으로 용해되는 탈아연 현상이 발생하는 것이 올바른 설명이다.

고속도강을 담금질한 후 뜨임하면 잔류 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태하면서 경도가 오히려 높아지는 2차경화 현상이 나타난다.

이는 고속도강이 고온 절삭에서도 경도를 유지할 수 있게 하는 대표적인 열처리 특성이다.

아크릴 수지는 가열하면 연화되어 성형할 수 있는 대표적인 열가소성 수지이다.

페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지는 한 번 경화되면 다시 가열해도 연화되지 않는 열경화성 수지에 속한다.

탄소강에서 탄소량이 증가할수록 결정 내 격자 결함과 불순물 산란이 늘어나 전기저항이 증가한다.

반대로 비중, 열팽창계수, 열전도도는 탄소량이 증가할수록 오히려 감소하는 경향을 보인다.

화이트메탈은 주석이나 납을 주성분으로 하는 베어링용 합금으로, 알루미늄합금이 아니다.

라우탈, 실루민, 두랄루민은 모두 알루미늄을 주성분으로 하는 대표적인 알루미늄합금이다.

금속은 자유전자를 가지고 있어 열과 전기를 잘 전달하는 양도체이므로, 부도체라는 설명은 금속의 일반적 특성이 아니다.

연성·전성이 좋은 것, 금속적 광택을 갖는 것, 고체 상태에서 결정구조를 갖는 것은 모두 금속에 공통되는 성질이다.

오일리스 베어링은 다공질 구조로 미세한 구멍에 윤활유를 함침시켜 무급유 상태에서 동작하므로, 1번의 "단공질이므로 강인성이 높다"는 설명이 틀렸다. 오일리스 베어링은 2번처럼 윤활유 공급 없이 사용되며, 3번과 같이 분말 야금법(소결)으로 제조되고, 4번의 Cu-Sn-C 동계 합금이 대표적인 재질이다.

비틀림각과 축 지름으로 전달 토크를 구한 뒤 회전수로 동력을 계산하면 약 3.1kW가 나온다.

극단면 2차모멘트는 $I_p = \dfrac{\pi d^4}{32} = \dfrac{\pi \times 45^4}{32} \approx 4.03\times10^{5}\ \mathrm{mm^4}$이고, 비틀림각은 $\theta = \dfrac{1}{4}° \approx 4.36\times10^{-3}\ \mathrm{rad}$이다.

토크는 $T = \dfrac{G I_p \theta}{L} = \dfrac{84000 \times 4.03\times10^{5} \times 4.36\times10^{-3}}{1000} \approx 1.48\times10^{5}\ \mathrm{N\cdot mm}$이다.

동력은 $P = T\omega = T \times \dfrac{2\pi N}{60} \approx 3.1\ \mathrm{kW}$로 계산된다.

브레이크 용량 $q = \mu p v$는 마찰면 단위 면적당 소비되는 제동동력을 뜻하므로, 마찰면적은 제동동력을 브레이크 용량으로 그대로 나누어 구한다.

$A = \dfrac{P}{q} = \dfrac{3000\ \mathrm{N \cdot m/s}}{0.8\ \mathrm{N/mm^{2} \cdot m/s}} = 3750\ \mathrm{mm^2}$

따라서 마찰면적은 약 3750mm²이다.

응력수정계수 $K=\dfrac{4C-1}{4C-4}+\dfrac{0.615}{C}$에 $C=10$을 대입하면 $K=\dfrac{39}{36}+0.0615=1.083+0.0615=1.144$이다.
최대전단응력 공식 $\tau=K\dfrac{8PD}{\pi d^3}=K\dfrac{8PC}{\pi d^2}$에서 $D=Cd$를 이용하면 $\tau=\dfrac{8KPC}{\pi d^2}$이므로 $d^2=\dfrac{8KPC}{\pi \tau}$이다.
수치 대입: $d^2=\dfrac{8\times1.144\times150\times10}{\pi\times400}=\dfrac{13728}{1256.6}\approx10.92$, 단위 정리를 위해 $\tau=400\,\text{MPa}=400\,\text{N/mm}^2$로 두면 $d=\sqrt{10.92}\approx3.3\,\text{mm}$이다.
따라서 소선의 지름은 약 3.3mm이다.

저널베어링의 투영면적($d \times l$)에 작용압력을 곱하면 하중과 같아지는 관계를 이용해 지름을 구한다.

폭 지름비가 $l/d=2$이므로 $p = \dfrac{W}{d \cdot l} = \dfrac{W}{2d^2}$이고, $1 = \dfrac{16200}{2d^2}$에서 $d^2 = 8100$, $d = 90\ \mathrm{mm}$가 나온다.

따라서 지름은 90mm, 길이는 180mm($l=2d$)이다.

인장응력은 인장력을 단면적으로 나눈 값이다.

단면적은 $A = \dfrac{\pi d^2}{4} = \dfrac{\pi \times 10^2}{4} \approx 78.5\ \mathrm{mm^2}$이고,

응력은 $\sigma = \dfrac{F}{A} = \dfrac{600\ \mathrm{N}}{78.5\ \mathrm{mm^2}} \approx 7.64\ \mathrm{MPa}$로, 약 7.64MPa이다.

코킹은 리벳 이음부에서 기밀(누설 방지)을 유지하기 위해 리벳머리 주위와 강판 가장자리를 정으로 두드려 밀착시키는 작업이다.

강판 자체의 강도를 높이거나 리벳 구멍을 뚫는 작업이 아니며, 파손 부위를 수정하는 작업도 아니다.

보스가 축 방향으로 미끄럼 운동을 하면서도 토크를 전달해야 할 때는 페더 키(feather key)를 사용한다.

반달키와 성크키는 보스를 축에 고정하는 용도이고, 안장키는 축에 홈을 파지 않고 마찰력만으로 토크를 전달하는 방식이어서 미끄럼 운동에는 적합하지 않다.

맞물린 인벌류트 기어에서 피치원의 공통접선과 두 이가 접촉하며 힘이 작용하는 작용선이 이루는 각을 압력각이라 한다.

압력각은 기어의 물림 상태와 이의 강도를 결정하는 중요한 설계 요소이다.

그림은 볼트 한 개로 강판 두 장을 겹쳐 잡고 좌우로 P를 당기는 이음이므로 볼트는 1면 전단(단전단)을 받고, 견딜 수 있는 하중은 약 10.57 kN이다.

전단응력 식에서 $\tau=\dfrac{P}{A}\;\Rightarrow\;P=\tau A$
전단 단면적: $A=\dfrac{\pi d^{2}}{4}=\dfrac{\pi\times 19.294^{2}}{4}\fallingdotseq 292.4\ \mathrm{mm^{2}}$
허용 하중: $P=36.15\ \mathrm{MPa}\times 292.4\ \mathrm{mm^{2}}\fallingdotseq 10570\ \mathrm{N}=10.57\ \mathrm{kN}$

전단면은 두 판이 맞닿은 한 곳뿐이므로 면적을 두 배로 잡으면 안 되고, 나사부가 전단면에 걸리는 보수적인 계산이므로 바깥지름 22mm가 아니라 골지름 19.294mm를 써야 한다.

V벨트는 쐐기 작용으로 마찰력을 크게 얻을 수 있어 같은 동력을 전달하는 데 필요한 장력이 평벨트보다 작고, 그만큼 베어링에 걸리는 하중도 작은 편이다. 장력이 커서 베어링 하중이 크다는 설명은 이와 반대되므로 옳지 않다.

접촉 면적이 넓어 큰 동력을 전달하는 것, 미끄럼이 작고 속도비가 큰 것, 풀리 구조상 바로걸기로만 사용하는 것은 V벨트의 올바른 특징이다.

주어진 여러 점을 모두 통과하는 곡선을 만드는 방법을 보간(interpolation)이라 한다.

근사(approximation)는 점들의 경향을 따르되 모든 점을 반드시 지나지는 않는 곡선을 만드는 방법이라는 점에서 구분된다.

플로터는 일반적으로 펜식, 래스터식, 포토식 등으로 분류하며, 충격(impact)식은 프린터의 인쇄 방식을 구분할 때 쓰이는 용어로 플로터의 분류 방식에 해당하지 않는다.

NURBS 곡선의 조정점은 위치를 나타내는 x, y, z 좌표 외에 가중치(weight)까지 포함한 4개의 자유도를 가지므로, 3개의 자유도만 허용된다는 설명은 옳지 않다.

NURBS가 B-Spline을 포함하는 일반화된 형태라는 것, B-Spline보다 자유로운 변형이 가능하다는 것, 자유곡선과 원추곡선을 하나의 방정식으로 표현할 수 있다는 것은 모두 NURBS의 올바른 특징이다.

B-Rep 방식은 면, 모서리, 꼭짓점 등 경계 정보를 모두 명시적으로 저장하기 때문에 CSG 방식보다 오히려 필요한 메모리의 양이 많다. 따라서 메모리 양이 적다는 설명은 틀렸다.

그림의 물체는 L자 단면을 곧게 밀어낸 블록에 원형 구멍이 앞뒤로 관통한 형상이므로, 면(face)은 모두 9개다.

세어 보면 L자 단면 자체가 앞·뒤로 2개, 옆면은 L자 윤곽선이 직선 6개로 이루어지므로 6개, 여기에 관통 구멍의 원통면 1개를 더해 2 + 6 + 1 = 9가 된다.

토폴로지 요소를 셀 때 원통 구멍은 이어진 면 하나로 센다는 점이 핵심이다. 구멍을 반원통 둘로 나누어 세거나 구멍 면을 빼먹으면 개수가 어긋난다.

STL 파일은 물체의 표면을 미세한 평면 삼각형들의 집합으로 근사하여 표현하므로, 굴곡진 곡면을 실제와 완전히 동일하게 표현할 수는 없다. 삼각형이 세밀할수록 실제 곡면에 가까워질 뿐 정확히 일치하지는 않는다.

평면 삼각형 목록만으로 구조가 간단한 것, 데이터가 많고 중복을 포함하는 것, 위상정보를 갖지 않는 것은 STL 파일의 올바른 특징이다.

RISC는 CPU 명령어 집합 구조를 가리키는 용어로, 화면을 주사선 단위로 표시하는 래스터 스캔 디스플레이와 직접적인 관련이 없다.

flicker(깜박임), refresh(재생), frame buffer(프레임 버퍼)는 모두 래스터 스캔 방식의 화면 표시와 직접 관련된 용어이다.

공간상의 두 직선은 서로 꼬인 위치(교차하지도 평행하지도 않는 위치)에 있을 수 있어 하나의 평면을 유일하게 결정하지 못하므로, 평면을 정의하는 입력 조건으로는 충분하지 않다.

한 직선과 그 연장선 위에 있지 않은 한 점, 일직선상에 있지 않은 세 점, 법선 벡터와 평면 위의 한 점은 모두 평면을 유일하게 결정할 수 있는 조건이다.

동차좌표계에서 3차원 확대·축소(스케일링) 변환행렬은 주대각선에만 배율이 놓이는 4×4 대각행렬이다. 즉 대각 성분이 차례로 S_x, S_y, S_z, 1이고 나머지 성분은 모두 0인 행렬이 옳다.

이 행렬을 점 (x, y, z, 1)에 곱하면 결과가 (S_x·x, S_y·y, S_z·z, 1)이 되어 각 축 방향으로만 배율이 적용된다. 마지막 대각 성분 1은 동차좌표의 형식을 유지시키는 자리다.

배율이 대각선을 벗어나 다른 행이나 열에 놓인 표현은 x·y·z가 서로 뒤바뀌거나 성분이 0으로 사라져 단순한 확대·축소가 되지 않는다. 또 마지막 행이 (0 0 0 1)이 아니면 이동이나 투영 성분이 섞여 들어간다.

프린터의 해상도를 나타내는 단위는 DPI(Dots Per Inch)이며, 1인치 안에 인쇄되는 점의 개수로 정밀도를 나타낸다.

여러 개의 연속된 단면(횡단면 곡선)을 덮는 곡면을 생성해 닫힌 솔리드나 곡면을 만드는 모델링 기법을 스키닝(skinning)이라 한다.

단면 형상들을 순서대로 연결하며 곡면을 씌우는 방식으로, 항공기 동체나 자동차 외판처럼 단면이 연속적으로 변하는 복잡한 곡면 형상을 만들 때 사용한다.

두 곡선을 연결할 때 연결점에서 2차 미분(곡률)까지 연속하게 하려면 최소 3차(cubic) 곡선이 필요하다.

1차 미분(접선)까지만 연속이면 되는 경우보다 자유도가 더 필요하므로, 곡률까지 매끄럽게 이으려면 3차 곡선이 최소 차수가 된다.

두 점을 잇는 직선의 기울기가 $\dfrac{1}{3}$이므로 구하는 방정식은 $y = \dfrac{1}{3}x + \dfrac{1}{3}$이다.

기울기는 $m = \dfrac{2-1}{5-2} = \dfrac{1}{3}$이다.

점 P₁(2, 1)을 지나므로 $y - 1 = \dfrac{1}{3}(x-2)$이고, 정리하면 $y = \dfrac{1}{3}x - \dfrac{2}{3} + 1 = \dfrac{1}{3}x + \dfrac{1}{3}$이 된다.

x = 5를 넣으면 $y = \dfrac{5}{3} + \dfrac{1}{3} = 2$로 P₂(5, 2)를 지나므로, 기울기가 음수인 식이나 y절편이 −1/3인 식은 두 점을 모두 지날 수 없다.

10진수 11을 2진수로 변환하면 1011이 된다.

$11 = 8+2+1 = 2^3+2^1+2^0$이므로 이진수로 나타내면 $1011$이다.

원추곡선 일반식의 계수는 모두 6개이지만 식 전체에 0이 아닌 수를 곱해도 같은 곡선이므로 서로 독립인 것은 5개뿐이고, 따라서 필요한 구속조건도 5개다.

양변을 계수 중 하나로 나누면 미지수가 하나 줄어 계수의 비 5개만 남는다. 곡선이 지나야 할 점을 하나 지정할 때마다 이 5개 미지수에 대한 1차 방정식이 하나씩 생기므로, 조건 5개면 원추곡선이 유일하게 결정된다.

조건이 3개나 4개면 미지수보다 식이 적어 만족하는 곡선이 무수히 많고, 6개를 주면 조건이 과잉이 되어 일반적으로 모두 만족하는 원추곡선은 존재하지 않는다.

서로 다른 CAD 시스템 간 데이터 교환을 위한 대표적 표준 파일형식은 IGES, DXF, STEP이며, 이는 도형·형상 정보를 담는 전용 포맷이다.

ASCII는 문자 인코딩 방식일 뿐 CAD 데이터 교환을 위한 표준 파일형식이 아니므로 정답에 해당한다.

n개의 조정점으로 정의되는 베지어 곡선은 (n-1)차 곡선이므로, "(n+1)차 곡선"이라는 설명은 옳지 않다.

• 곡선이 첫 조정점과 마지막 조정점을 지나는 것은 베지어 곡선의 성질이다.
• 곡선이 조정점을 연결한 다각형(control polygon)의 내측(convex hull)에 존재하는 것도 맞는 설명이다.
• 한 조정점의 변화가 곡선 전체 형상에 영향을 미치는 전역 제어성도 베지어 곡선의 특징이다.

CAD에서 3차원 점을 화면에 표시할 때 쓰는 기본 좌표계는 모델(모형) 좌표계, 세계 좌표계, 시각 좌표계 세 가지이다.

"벡터 좌표계"는 이러한 좌표변환 체계에 속하는 명칭이 아니므로 정답에 해당한다.

IGES 파일에서 직선의 두 끝점 좌표처럼 엔티티의 실제 형상 데이터가 기록되는 부분은 파라미터 데이터 섹션(parameter data section)이다.

디렉토리 엔트리 섹션은 각 엔티티의 속성(선종류, 색상 등)과 파라미터 데이터를 가리키는 포인터를 담을 뿐, 좌표값 자체는 담지 않는다.

솔리드 모델링은 물체의 내부까지 완전한 3차원 정보를 가지므로 오히려 단면도 작성이 용이하며, "단면도 작성이 어렵다"는 설명은 옳지 않다.

• 내부 정보를 모두 가지고 있어 은선 제거가 가능하다.
• 불리언(Boolean) 연산으로 복잡한 형상도 표현할 수 있다.
• 명암·컬러·회전·이동 기능으로 형상을 명확히 파악할 수 있다.