16년 1회차

공작물의 표면 거칠기와 치수 정밀도에 가장 거리가 먼 요소는 칩 브레이커이다.

칩 브레이커는 절삭 중 발생한 칩을 짧게 끊어 처리하기 위한 장치로, 칩 처리와 작업 안전성에는 영향을 주지만 표면 거칠기나 치수 정밀도를 직접 결정하는 요인은 아니다.

• 절삭유는 냉각·윤활 작용으로 표면 상태와 치수 정밀도에 직접 영향을 준다.
• 절삭 깊이와 절삭 속도는 절삭력과 발열, 표면조도에 직접 관여하는 주요 절삭조건이다.

총형커터(form cutter) 방식으로 치형을 절삭할 때 사용하는 밀링커터는 인벌류트 밀링커터이다.

인벌류트 밀링커터는 기어 이(tooth)의 인벌류트 곡선 단면 형상을 그대로 커터날 형상으로 만들어, 절삭하면서 커터 형상이 곧 치형으로 전사되는 총형법에 해당한다.

베벨·하이포이드 밀링커터는 특수 기어 가공용, 헬리컬 밀링커터는 나선홈 가공용으로 총형 치형 절삭과는 목적이 다르다.

틀린 안전수칙은 가공 중 다듬질 면을 손으로 만져 거칠기를 점검한다는 부분이다.

회전 중인 공작물이나 커터 부근에 손을 대는 행위는 말려들어가거나 다치는 사고로 이어질 수 있으므로, 다듬질 면 점검은 반드시 기계를 정지시킨 후에 해야 한다.

• 칩 제거 시 기계를 정지시키고 브러시를 사용하는 것은 옳은 수칙이다.
• 회전속도 변환 시 회전을 정지시키는 것도 옳은 수칙이다.
• 칩가루가 날리는 작업에서 방진 안경을 착용하는 것도 옳은 수칙이다.

틀린 설명은 크레이터 마모가 처음에 빠르게 성장하다가 나중에 느려진다는 부분이다.

실제로는 이와 반대로 처음에는 서서히 진행되다가 마모가 진행될수록 성장 속도가 빨라지는 경향을 보인다.

• 유동형 칩에서 가장 뚜렷이 나타난다는 설명은 옳다.
• 공구 경사면이 오목하게 파이는 현상이라는 설명도 옳다.
• 경사면의 마찰계수를 줄이면 크레이터 마모가 줄어든다는 설명도 옳다.

다듬질 면의 평면도(평면 상태)를 검사하는 데 사용하는 수공구는 나이프 에지(knife edge)이다.

나이프 에지를 다듬질 면에 대고 빛샘(틈새)의 유무와 정도를 눈으로 확인하여 평면의 요철을 판별하는 방식으로 사용한다.

트러멜은 원·타원 등을 그리는 공구, 실린더 게이지는 원통 안지름 측정 공구, 앵글 플레이트는 공작물 지지·고정용 지그로 평면 검사와는 용도가 다르다.

틀린 설명은 솔리드 리머(solid reamer)를 자루와 절삭날이 다른 소재로 된 것이라고 한 부분이다.

솔리드 리머는 자루와 절삭날이 하나의 소재로 일체 성형된 리머를 말하며, 자루와 날 부분을 서로 다른 소재로 만들어 조립하는 방식이 아니다.

• 조정 리머는 절삭날의 지름을 조정할 수 있는 구조이다.
• 셸 리머는 자루와 절삭날 부분이 별개로 제작되어 결합되는 구조이다.
• 팽창 리머는 가공물 치수에 맞춰 날 지름을 미세하게 팽창시킬 수 있는 구조이다.

선반작업의 절삭저항 3분력(주분력, 배분력, 이송분력) 중 크기가 가장 큰 것은 주분력이다.

주분력은 절삭 방향(공작물 회전 방향)으로 작용하는 힘으로, 절삭에 소요되는 동력을 지배하는 성분이며, 배분력과 이송분력은 주분력보다 작은 값을 가진다.

한계게이지(limit gauge)의 종류에 해당하지 않는 것은 다이얼 게이지이다.

다이얼 게이지는 눈금을 읽어 실제 치수(변위량)를 비교 측정하는 비교측정기이고, 한계게이지는 합격·불합격만을 판정하는 통과측(GO)과 정지측(NOT GO)으로 구성된 게이지이다.

봉 게이지, 스냅 게이지, 플러그 게이지는 모두 통과측·정지측을 가진 한계게이지의 대표적인 종류이다.

소결 초경합금에 대한 옳은 설명은 W, Ti, Ta 등의 탄화물 분말을 Co를 결합제로 소결하여 만든다는 것이다.

고온·고압에서 탄화물 경질입자(WC, TiC, TaC 등)를 코발트(Co) 결합제로 소결하여 높은 경도와 내마모성을 얻는 방식이다.

주조로 만드는 합금이나 질화법으로 경도를 얻는 방식과는 제조원리 자체가 다르며, 진동·충격에는 취성이 커서 상대적으로 약하다.

CNC 선반의 보조기능 코드 중 옳게 짝지어진 것은 M02 : 프로그램 종료이다.

나머지 짝은 실제 기능과 맞지 않는다.

• M01은 주축 역회전이 아니라 선택적 프로그램 정지(optional stop)이다.
• M03은 프로그램 정지가 아니라 주축 정회전이다.
• M04는 절삭유 모터 가동이 아니라 주축 역회전이며, 절삭유 가동은 M08이다.

편심량과 다이얼 게이지의 변위량(지시값)은 $2$배 관계에 있다.

$\text{변위량} = 2 \times e = 2 \times 2.2\,\mathrm{mm} = 4.4\,\mathrm{mm}$

이는 편심된 축이 1회전하는 동안 다이얼 게이지 촉침이 편심량만큼 최대·최소 위치를 오가며, 그 차이(TIR, Total Indicator Reading)가 편심량의 2배로 나타나기 때문이다.

안지름보다 다소 큰 강구를 압입 통과시켜 표면을 소성변형으로 다듬는 가공법은 버니싱(burnishing)이다.

래핑과 호닝, 그라인딩은 모두 연삭입자를 이용한 절삭·연마 가공이라는 점에서, 강구의 압입에 의한 소성가공인 버니싱과 원리가 다르다.

직접 측정용 길이 측정기가 아닌 것은 사인 바(sine bar)이다.

사인 바는 게이지 블록과 삼각함수 관계를 이용해 각도를 측정하는 간접 측정기구이며, 길이 자체를 직접 읽는 기구가 아니다.

강철자, 마이크로미터, 버니어캘리퍼스는 눈금이나 스핀들을 통해 길이값을 직접 읽어내는 직접 측정기이다.

연삭숫돌 입자의 종류에 해당하지 않는 것은 산화규소이다.

연삭숫돌에 쓰이는 대표적인 입자는 에머리(emery), 코런덤(corundum) 같은 천연 입자와 탄화규소(SiC), 산화알루미늄(Al₂O₃, 알런덤) 같은 인조 입자이며, 산화규소는 이러한 표준 연삭입자 분류에 속하지 않는다.

판캠(plate cam)과 같은 불규칙한 윤곽을 절삭하기에 가장 적합한 밀링커터는 엔드밀이다.

엔드밀은 원주와 저면에 모두 절삭날을 가져 임의의 윤곽 곡선을 자유롭게 이송하며 가공할 수 있어, 캠 곡선처럼 정형화되지 않은 형상 절삭에 적합하다.

더브테일 커터, 메탈 슬리팅 소, 사이드 밀링 커터는 각각 정해진 단면 형상의 홈이나 절단 가공에 특화된 커터로 자유곡선 절삭에는 적합하지 않다.

베이크라이트(열경화성 합성수지)를 주성분으로 하는 결합제는 레지노이드 결합제(resinoid bond)이다.

레지노이드 결합제는 각종 용제·기름 등에 안정하고 강도가 높아 절단용 숫돌이나 정밀 연삭용 숫돌에 적합하다.

고무 결합제, 버닐(비닐) 결합제, 셀락 결합제는 각각 다른 유기물을 주성분으로 하는 결합제로 베이크라이트와는 재질이 다르다.

드릴 가공 시간은 가공 진행 거리를 분당 이송량으로 나누어 구한다.

가공 진행 거리 $L$은 판 두께에 드릴 선단(원추부) 높이를 더한 값이다.
$L = 30\,\mathrm{mm} + 3\,\mathrm{mm} = 33\,\mathrm{mm}$

분당 이송량은 $f \times N = 0.3\,\mathrm{mm/rev} \times 667\,\mathrm{rpm} \approx 200.1\,\mathrm{mm/min}$이다.
$T = \dfrac{L}{f \times N} = \dfrac{33}{200.1} \approx 0.16\,\mathrm{min}$

따라서 소요시간은 약 0.16분이다.

단식 분할법으로 13등분할 때 필요한 분할판 크랭크 회전수는 $\dfrac{40}{13} = 3\,\dfrac{1}{13}$회전이다.

분모 13을 39구멍 열로 바꾸면 $\dfrac{1}{13} = \dfrac{3}{39}$이므로, 크랭크를 3회전시키고 39구멍 열에서 3구멍만큼 추가로 이동시키면 된다.

즉 39구멍 열에서 3회전에 3구멍씩 이동하는 방법이 13등분에 해당한다.

기어의 치형과 같은 단면 형상을 가진 커터로 기어소재 원판을 일정 간격으로 분할해가며 가공하는 방법은 총형법이다.

총형법은 커터의 날 형상 자체가 만들고자 하는 치형과 동일하여, 분할대로 소재를 일정 각도씩 돌려가며 같은 커터로 반복 절삭하는 방식이다.

창성법은 커터와 소재의 상대운동으로 치형을 만드는 방식이고, 래크법과 형판법은 각각 래크형 공구, 형판(모형)을 이용한 별도의 창성·모방 가공 방식이라는 점에서 총형법과 구분된다.

선반 돌리개(dog)의 종류에 해당하지 않는 것은 브로치 돌리개이다.

선반에서 공작물을 회전판(면판)과 함께 돌리기 위한 돌리개는 일반적으로 곧은 돌리개, 굽은(곡형) 돌리개, 평행(클램프) 돌리개로 분류되며, 브로치 돌리개라는 종류는 표준 분류에 포함되지 않는다.

그림의 공차 기입틀은 왼쪽 칸의 두 줄 평행 사선이 평행도 공차를 뜻하고, 가운데 칸이 위 0.1·아래 0.05/100으로 2단 기입되어 있으며 오른쪽 칸의 A가 데이텀이다. 2단으로 적힌 공차값에서 위쪽 값이 전체 길이에 대한 허용값 0.1mm다.

아래쪽의 0.05/100은 지정길이 100mm마다 0.05mm까지만 허용한다는 뜻으로, 전체 길이 규제와 함께 국부적으로 더 엄격한 조건을 덧붙일 때 쓰는 표기다.

• 경사도 공차의 기호는 각도를 뜻하는 사선 하나(∠)이며, 나란한 두 줄의 사선은 평행도 기호다.
• 지정길이에 대한 허용값 자체는 0.05mm이고 100은 그 값이 적용되는 지정길이(100mm)다. 허용값을 "0.05/100mm"라고 적으면 허용값과 지정길이를 뒤섞은 서술이 된다.
• 데이텀 A는 평행의 기준면을 지정하는 것일 뿐이고 공차값의 단위는 mm이므로, 100m 범위의 공간을 규제한다는 해석은 성립하지 않는다.

치수선을 호와 같은 중심의 원호로 긋고 치수보조선을 나란히 세워 맺은 그림이 호의 치수 기입이다.

KS 제도에서 호의 길이는 그 호와 동심인 원호 모양 치수선으로 나타내며, 치수 숫자 앞이나 위에 원호 기호(⌒)를 붙여 현이나 각도와 구별한다.

• 치수선을 직선으로 긋고 양 끝을 화살표로 맺으면 호가 아니라 현의 길이 기입이 된다.
• 치수보조선을 중심에서 방사상으로 뻗어 원호 치수선과 맺으면 길이가 아니라 각도를 나타낸다.

안지름이 22mm인 경우 안지름을 사선(/) 뒤에 직접 mm 값으로 표기한 형태가 정답이다.

구름 베어링 호칭번호의 안지름 번호는 00~03이 각각 10, 12, 15, 17mm를 나타내고 04부터는 안지름번호×5가 실제 안지름(mm)이 되는데, 22mm는 5의 배수가 아니어서 이 규칙으로 표현할 수 없다.

• 안지름번호가 한 자리인 표기는 그 숫자 자체가 안지름(mm)을 뜻하므로 22mm를 나타낼 수 없다.
• 안지름번호 '22'를 규칙대로 읽으면 $22\times5=110\,\mathrm{mm}$가 되어 22mm를 의미하지 않는다.
• 붙임표(-)로 안지름을 구분하는 표기는 KS 베어링 호칭 규칙에 없다.

암나사의 골지름은 가는 실선으로 도시하는 것이 옳다.

KS 나사 제도 규칙에서는 나사산이 만나는 접촉면(수나사의 바깥지름, 암나사의 안지름)은 굵은 실선으로, 나사의 골 부분(수나사의 골지름, 암나사의 골지름)은 가는 실선으로 그린다.

• 암나사의 안지름은 접촉면에 해당하므로 굵은 실선으로 그린다.
• 수나사의 바깥지름도 접촉면이므로 굵은 실선으로 그린다.
• 수나사의 골지름은 굵은 실선이 아니라 가는 실선으로 그린다.

크롬몰리브덴강 단강품의 KS 재질 기호는 SFCM이다.

단강품(Steel Forging)에는 접두 기호 SF를 붙이고, 여기에 합금 성분 기호인 크롬몰리브덴(CM)을 이어 붙여 SFCM으로 표기한다.

• SCM은 단강품이 아닌 기계구조용 크롬몰리브덴강 기호이다.
• SNC는 니켈크롬강 기호로 몰리브덴이 포함되지 않는다.

정면도가 세로선만 있는 단순한 직사각형인데 우측면도 안에는 계단 모양 가로 단차선이 그려진 조합이 잘못된 투상도를 포함하고 있다.

제3각법에서 정면도와 우측면도는 같은 높이를 공유하므로, 우측면도 안쪽에 높이가 바뀌는 가로선이 있으면 정면도에도 같은 높이 위치에 실선이나 숨은선이 반드시 나타나야 한다. 그 조합의 정면도에는 세로 실선과 세로 숨은선만 있고 가로 내부선이 전혀 없어 이 대응이 성립하지 않는다.

나머지 세 조합은 경사선과 구멍, 단차가 세 투상도에서 같은 위치·같은 폭으로 서로 대응하고 있어 모순이 없다.

용접기호가 실선인 기준선 쪽에 붙어 있으므로 화살표가 가리키는 쪽(화살표 쪽)의 용접을 지시한다.

KS 용접기호는 기준선을 실선과 파선 두 줄로 나란히 긋고, 기호를 실선 쪽에 붙이면 화살표 쪽, 파선 쪽에 붙이면 반대쪽 용접을 뜻한다. 그림에서는 나란한 두 줄의 I형 맞대기 기호가 위쪽 실선에 접해 있고 파선은 그 아래에 있다.

• 기호 앞의 s5는 용접부의 목두께(용입 깊이) 5mm를 뜻하며 루트 간격이 아니다. 루트 간격은 기호 안쪽에 숫자만 적는다.
• 기호 뒤의 150은 용접 길이 150mm다. 각도라면 뒤에 도(°)가 붙고, 피치라면 용접부 개수 (n)과 함께 적히므로 홈 각도나 피치로 읽을 수 없다.

C2는 45° 방향으로 2mm 깎아낸 모떼기를 뜻한다.

KS 제도에서 C는 45° 모따기 전용 기호이고, 뒤의 숫자는 모따기의 크기(축 방향으로 깎이는 길이)다. 그림에서는 축 오른쪽 끝 모서리를 가리키는 지시선 위에 C2가 적혀 있다.

45°가 아닌 모따기에는 C를 쓰지 않고 깎는 길이와 각도를 따로 기입한다(예: 2×30°). 따라서 C 기호가 붙어 있으면 각도는 언제나 45°다.

파단선은 대상물의 일부분을 가상으로 제외했을 때의 경계를 나타내는 선이다.

불규칙한 파형이나 지그재그 모양의 가는 실선으로 그려, 부품의 일부를 잘라내어 생략했음을 표시할 때 사용한다.

• 기술·기호를 끌어내기 위한 선은 지시선이다.
• 반복 도형의 피치 기준이 되는 선은 피치선이다.
• 보이지 않는 부분의 형태를 나타내는 선은 숨은선(파선)이다.

구멍은 50.000~50.025, 축은 49.950~49.975 범위이므로 최대 틈새는 0.075이며, 최대 틈새를 0.050이라고 한 설명이 틀렸다.

구멍의 치수: 최대 50 + 0.025 = 50.025, 최소 50 + 0.000 = 50.000
축의 치수: 최대 50 − 0.025 = 49.975, 최소 50 − 0.050 = 49.950

최대 틈새 = 구멍의 최대 허용치수 − 축의 최소 허용치수 = 50.025 − 49.950 = 0.075
최소 틈새 = 구멍의 최소 허용치수 − 축의 최대 허용치수 = 50.000 − 49.975 = 0.025

따라서 축의 최대 허용치수 49.975, 구멍의 최소 허용치수 50.00, 최소 틈새 0.025는 모두 옳고, 축의 치수허용차가 모두 음수여서 언제나 틈새가 생기는 헐거운 끼워맞춤이다.

맞물리는 기어에서 주 투영도를 단면으로 그릴 때는 맞물림부의 한쪽 잇봉우리원을 가는 파선 또는 굵은 파선(숨은선)으로 표시한다. 1점 쇄선은 피치원을 나타내는 선이므로 잇봉우리원 표시에 쓰지 않는다.

전개한 부채꼴의 중심각은 약 70°다.

전개도의 반지름은 원뿔의 모선 길이이므로
$l=\sqrt{r^2+h^2}=\sqrt{20^2+100^2}=\sqrt{10400}\fallingdotseq 101.98\,\mathrm{mm}$

부채꼴의 호 길이가 밑면 원둘레와 같아야 하므로
$2\pi l\times\dfrac{\theta}{360^\circ}=2\pi r\ \Rightarrow\ \theta=360^\circ\times\dfrac{r}{l}$

$\theta=360^\circ\times\dfrac{20}{101.98}\fallingdotseq 70.6^\circ$

h6 축과 중간 끼워맞춤을 이루는 대표적인 구멍공차는 K7이다.

KS 표준 끼워맞춤 방식에서 K7/h6 조합은 죔새와 틈새가 모두 작게 발생할 수 있는 중간끼워맞춤의 전형적인 예로 규정되어 있다.

• R7은 구멍이 축보다 작아 죔새가 생기는 억지끼워맞춤 계열이다.
• G7, F7은 틈새가 확보되는 헐거운끼워맞춤 계열이다.

형강은 단면 모양 기호 → 높이 × 너비 × 두께 → 길이 순서로 적으므로 I A×B×t−L이 옳은 표시법이다.

그림에서 A는 형강의 높이(세로 치수), B는 플랜지의 너비(가로 치수), t는 웨브의 두께를 가리킨다.

길이는 치수 뒤에 하이픈(−)으로 이어 붙이며 곱셈 기호로 연결하지 않는다. 높이와 너비의 순서를 바꾸거나 두께를 맨 앞에 두는 표기도 규격 표기가 아니다.

A의 길이는 80이다.

도면은 제3각법 배치로 위가 평면도, 아래 왼쪽이 정면도, 아래 오른쪽이 우측면도다. 정면도의 전체 가로 치수는 24+96+24=144(위쪽의 44+56+44로도 같은 144)이고, 우측면도에는 가로 치수 80이 기입되어 있다.

평면도의 세로 치수와 우측면도의 가로 치수는 둘 다 물체의 깊이를 나타내므로 항상 같은 값이 된다. 평면도 오른쪽에 기입된 A는 곧 우측면도의 80과 같다.

144나 96, 44는 모두 좌우 방향(가로) 치수여서 깊이를 나타내는 A와는 대응하지 않는다.

우측면도는 직사각형 윤곽 안에 세로 실선 한 줄이 들어간 그림이다.

평면도를 보면 뒤쪽 절반은 폭이 좁은 직사각형이고 앞쪽은 오른쪽으로 곡선을 그리며 넓어진다. 높이는 어디서나 같으므로 오른쪽에서 본 윤곽은 깊이×높이의 직사각형이 된다.

좁은 부분과 넓은 부분이 만나는 수직 모서리가 깊이 방향 중간에 있어 우측면도에서는 세로선으로 나타나고, 같은 모서리가 정면도에서는 앞쪽 넓은 부분에 가려져 세로 숨은선으로 그려져 있다.

높이 방향으로는 단차가 전혀 없으므로 가로 방향 내부선이 들어간 형태는 이 물체의 우측면도가 될 수 없다.

평면도(平面度)를 지정하는 기하공차 기호는 한쪽으로 기울어진 평행사변형 모양이며, 보기 중 그림으로 제시된 평행사변형 기호가 이에 해당한다.

평면도는 대상 면이 이론적으로 정확한 평면에서 얼마나 벗어났는지를 규제하는 모양 공차로, 데이텀 없이 단독으로 쓰인다.

나머지 기호는 뜻이 다르다.

• 두 줄의 사선(//)은 두 요소가 서로 나란한 정도를 규제하는 평행도로, 데이텀이 필요한 자세 공차이다.
• 원(○)은 원형 단면이 참된 원에서 벗어난 양을 규제하는 진원도이다.

스프링강이 마텐자이트 조직으로 되어야 한다는 설명은 틀린 내용이다.

마텐자이트는 경도는 높지만 취성이 커서 충격에 약하므로, 스프링강은 담금질 후 뜨임하여 소르바이트 조직으로 조정함으로써 탄성과 인성을 함께 확보한다.

탄성한도가 크고 충격·피로 저항력이 크며 사용 중 영구변형을 일으키지 않아야 한다는 조건들은 스프링강에 요구되는 올바른 성질이다.

탄소공구강의 KS 재료 기호는 STC이다.

공구강(Steel Tool)을 뜻하는 ST에 탄소(Carbon)를 나타내는 C가 붙어 STC로 표기된다.

• SPS는 스프링강 기호이다.
• STD, STS는 합금공구강(다이스강, 절삭공구강 등) 계열 기호이다.

모상 입계가 인장에 의해 쉽게 분리되어야 한다는 조건은 초소성과 맞지 않는 틀린 설명이다.

초소성은 미세하고 등축인 결정립이 고경각 입계를 따라 미끄러짐을 일으켜 큰 연신을 얻는 현상이므로, 입계가 인장 중 쉽게 갈라져 파단되면 오히려 초소성 특성을 저해한다.

결정립 미세화, 등축 결정립, 고경각 입계는 입계 미끄러짐을 돕는 올바른 조건이다.

수소(H)가 강의 유동성을 좋게 한다는 설명은 틀린 내용이다.

수소는 강 중에 고용되어 백점, 헤어크랙 등 취성 결함을 일으키는 유해 원소로, 유동성과는 관련이 없다.

황(S)은 절삭성을 향상시키는 원소이고, 망간(Mn)은 황과 결합해 MnS를 형성함으로써 황의 해를 막으며, 인(P)은 결정립을 조대화시켜 상온 취성을 유발하는 원소이다.

Al-Cu-Ni-Mg계를 주성분으로 하는 알루미늄 합금은 Y합금이다.

내열성이 우수해 내연기관의 피스톤, 실린더 헤드 등에 사용된다.

• 알민(almin)은 Al-Mn계 합금이다.
• 알드리(aldrey)는 Al-Mg-Si계 합금이다.
• 알클래드(alclad)는 두랄루민 등의 판재 표면에 순 알루미늄을 얇게 입혀 내식성을 높인 피복재로, 별도의 합금 조성을 가리키는 이름이 아니다.

백주철을 열처리로에서 가열하여 탈탄 또는 흑연화 처리해 제조하는 것은 가단주철이다.

탈탄이 주가 되면 백심가단주철, 흑연화가 주가 되면 흑심가단주철로 구분되며, 두 경우 모두 백주철을 출발 조직으로 한다.

애드미럴티(admiralty) 황동의 조성은 7:3황동에 주석(Sn) 약 1%를 첨가한 것이다.

내식성이 좋아 열교환기·콘덴서관 등에 사용된다.

• 6:4황동에 주석을 첨가한 것은 네이벌 황동이다.
• 납(Pb)을 첨가한 조성은 절삭성을 높인 쾌삭황동 계열로, 애드미럴티 황동과는 다르다.

탄성한도를 초과하여 소성 변형이 발생한 후 하중을 제거했을 때 원래 상태로 완전히 복원되는 현상은 초탄성 효과(superelasticity)다. 이는 특정 금속 합금(주로 형상기억합금, 예: 니티놀)에서 나타나는 특성으로, 소성 변형이 응력 제거 시 자동으로 역변환되어 원래 형태를 회복한다. 신소재·초소성·시효경화 효과는 각각 새로운 재료, 고온에서의 점성 거동, 열처리에 의한 강도 증가를 의미하므로 부적절하다.

알니코 자석은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 코발트(Co)의 합금으로 높은 보자력과 우수한 자기 특성을 가져 영구자석으로 광범위하게 사용되는 경질 자석이다. 경질 자석(영구자석)은 한번 자화되면 자기를 오래 유지하며 높은 보자력을 가진 재료를 말한다.

반면 Si경판, 퍼멀로이(Fe-Ni 합금), 센더스트(Fe-Si-Al 합금)는 모두 낮은 보자력과 높은 투자율을 특징으로 하는 연질 자석으로, 변압기나 전동기의 철심 등 자기장 방향 변화에 쉽게 따라가야 하는 용도에 사용된다.

불림은 재료의 결정조직을 미세화하고 기계적 성질을 개량하여 조직을 표준화하는 열처리이다.

가열 후 공기 중에서 냉각하여 담금질이나 단조 등으로 거칠어진 조직을 균일하고 미세한 표준 조직으로 되돌린다.

• 담금질은 연성을 증가시키는 것이 아니라 강도와 경도를 높이는 열처리이다.
• 뜨임은 내부응력을 증가시키는 것이 아니라 담금질로 생긴 내부응력을 감소시키는 열처리이다.
• 풀림은 강도·경도를 증가시켜 마텐자이트로 만드는 것이 아니라 조직을 연화시키는 열처리이다.

이 나사가 1/2회전할 때 진행하는 거리는 3mm이다.

3줄 나사의 리드(1회전당 진행거리)는 $L=n\times p=3\times2\,\mathrm{mm}=6\,\mathrm{mm}$이다.

1/2회전만 진행했으므로 진행거리는 $6\,\mathrm{mm}\times\dfrac{1}{2}=3\,\mathrm{mm}$이다.

이 조건에서 필요한 키의 길이는 최소 40mm 이상이다.

축 표면에 작용하는 접선력은 토크를 축 반지름으로 나눈 값이다.
$F=\dfrac{T}{d/2}=\dfrac{942\times10^{3}\,\mathrm{N\cdot mm}}{25\,\mathrm{mm}}=37680\,\mathrm{N}$

키의 전단면적은 폭×길이이므로, 허용전단응력 조건에서 길이를 구하면 다음과 같다.
$l=\dfrac{F}{\tau\times b}=\dfrac{37680}{78.48\times12}\approx40\,\mathrm{mm}$

이 베어링의 수명은 약 5300시간이다.

하중계수를 반영한 등가하중은 $P_{th}=f_W\times P=1.5\times1.96\,\mathrm{kN}=2.94\,\mathrm{kN}$이다.

원통롤러 베어링의 수명계산식(수명지수 10/3)을 적용하면,
$L_h=\dfrac{10^{6}}{60n}\left(\dfrac{C}{P_{th}}\right)^{10/3}=\dfrac{10^{6}}{60\times600}\left(\dfrac{14.2}{2.94}\right)^{10/3}\approx5300\,\mathrm{h}$

하중의 크기와 방향이 주기적으로 바뀌며 양진하중을 뜻하는 것은 교번하중이다.

인장과 압축처럼 힘의 방향이 반복적으로 바뀌면서 평균값이 0에 가까운 하중을 의미한다.

• 변동하중은 크기가 시간에 따라 변화하는 하중 전반을 가리키는 넓은 개념이다.
• 반복하중은 크기만 반복적으로 변화하고 방향은 바뀌지 않는 하중이다.
• 충격하중은 짧은 시간에 급격히 작용하는 하중이다.

정숙하고 원활하게 운전되며 고속회전에 적합한 체인은 사일런트 체인이다.

다수의 링크 판이 핀으로 연결된 구조로 소음과 진동이 적어 고속·정밀 전동에 사용된다.

기어에 작용하는 회전력은 약 233 N이다. 회전력(토크)은 동력과 각속도의 관계식 $P = T\omega$에서 구한다.

먼저 각속도를 구하면
$\omega = \frac{2\pi N}{60} = \frac{2\pi \times 1800}{60} = 60\pi \text{ rad/s} \approx 188.5 \text{ rad/s}$이다.
동력 $P = 2.2 \text{ kW} = 2200 \text{ W}$를 이용하여 토크를 구하면
$T = \frac{P}{\omega} = \frac{2200}{188.5} \approx 11.67 \text{ N·m}$이다.

기어의 피치원 반지름은
$r = \frac{m \times z}{2} = \frac{4 \times 25}{2} = 50 \text{ mm} = 0.05 \text{ m}$이고, 기어 잇에 작용하는 접선력(회전력)은
$F = \frac{T}{r} = \frac{11.67}{0.05} =$이다.

맞대기 용접부의 압축응력은 하중을 용접부의 유효 단면적으로 나눈 값이므로 W를 t와 ℓ의 곱으로 나눈 식이 옳다.

맞대기 이음에서는 용접부의 목 두께를 판 두께 t로 보므로, 하중을 받는 단면적은 목 두께 × 용접선 길이 = t·ℓ 가 된다.

따라서 $\sigma = \dfrac{W}{t\ell}$ 이다. 분자와 분모가 뒤바뀐 식이나 t·ℓ을 분자에 곱해 둔 식은 응력의 정의(하중 ÷ 면적)와 맞지 않는다.

밴드 브레이크에서 밴드에 생기는 안장응력(saddle stress)은 밴드가 드럼에 감싸면서 곡률을 따라 발생하는 응력이다. 밴드의 인장측 장력 $F_1$이 밴드 단면적($b \times t$)에 작용할 때, 안장응력 $\sigma$는 밴드가 받는 인장력을 단면적으로 나눈 값이므로 $\sigma = \frac{F_1}{b \times t}$이다. 이를 정리하면 정답은 $F_1 = \sigma bt$ 형태의 관계식이 된다.

이 축에 발생하는 비틀림 모멘트는 약 80N·m이다.

동력, 회전수와 토크의 관계식을 이용한다.
$T=9550\times\dfrac{P[\mathrm{kW}]}{n[\mathrm{rpm}]}=9550\times\dfrac{2.5}{300}\approx80\,\mathrm{N\cdot m}$

판 스프링이 판 사이의 마찰작용으로 미소진동 흡수에 유리하다는 설명은 거리가 먼(틀린) 내용이다.

판 사이의 마찰은 큰 진동을 감쇠시키는 데는 유리하지만, 미소한 진동은 마찰 저항 때문에 판이 잘 움직이지 않아 오히려 흡수되지 못하고 그대로 전달되는 단점이 있다.

판 사이 마찰에 의한 진동 감쇠, 좋은 내구성과 용이한 유지보수, 트럭·철도차량 현가장치로의 활용은 판 스프링의 올바른 특징이다.

공학적 해석을 위한 부피 등 물리적 성질을 제공할 수 있는 모델링은 솔리드(solid) 모델링이다.

솔리드 모델은 내부까지 완전한 형상 정보를 가지므로 부피, 질량, 관성모멘트 등을 계산할 수 있다.

• 서피스 모델링은 표면 정보만 가지므로 내부 물리량을 직접 계산할 수 없다.
• 와이어 프레임 모델링은 선(모서리) 정보만 가지므로 물리적 성질 계산이 불가능하다.

CAD/CAM 시스템 간 데이터 교환에 쓰이는 중간파일(Neutral File) 형식이 아닌 것은 CALS이다.

IGES, DXF, STEP은 서로 다른 CAD 시스템 사이에서 도형·형상 데이터를 주고받기 위한 표준 중립 파일 형식이다.

CALS는 기술문서·군수 물류 데이터를 위한 표준 체계로, CAD 형상 교환용 중립 파일 형식과는 목적이 다르다.

CAD 시스템의 출력장치로 볼 수 없는 것은 디지타이저이다.

디지타이저는 도면 좌표를 입력하는 입력장치이며, 플로터·PDP(플라즈마 디스플레이)·프린터는 결과물을 출력하는 출력장치이다.

곡면 모델러에서 만든 곡면을 불러와 기존 솔리드 모델의 면을 그 곡면으로 바꿔 끼우는 기능이 트위킹(tweaking)이다.

그림도 위·아래 지름이 같은 원통 모델이, 아래로 갈수록 벌어지는 곡면을 가진 원뿔대 형상으로 옆면만 교체된 모습을 나란히 보여 준다. 형상을 새로 만들어 낸 것이 아니라 기존 모델의 한 면을 다른 면으로 치환한 것이 핵심이다.

나머지 용어는 다음과 같다.

• 네스팅(nesting): 판재에서 부품을 잘라낼 때 남는 재료가 최소가 되도록 배치하는 작업
• 돌출하기(extruding): 2차원 단면을 한 방향으로 밀어 입체를 만드는 기능
• 스위핑(sweeping): 단면을 지정한 경로를 따라 이동시켜 입체를 만드는 기능

CAD용 그래픽 터미널 스크린의 해상도를 결정하는 요소는 픽셀(pixel)의 수이다.

화면을 구성하는 점의 개수가 많을수록 세밀한 형상을 표현할 수 있어 해상도가 높아진다.

CRT 그래픽 디스플레이의 종류가 아닌 것은 액정형이다.

액정형(LCD)은 CRT(음극선관) 방식이 아닌 별개의 평판 디스플레이 방식이며, 스토리지형·랜덤 스캔형·래스터 스캔형은 모두 CRT 방식의 세부 유형이다.

숨은선 또는 숨은면 제거 방법에 속하지 않는 것은 x-버퍼에 의한 방법이다.

z-버퍼(깊이버퍼) 방법, 후방향(back-face) 제거 알고리즘, 깊이 분류(depth-sort) 알고리즘은 실제로 사용되는 은선·은면 제거 기법이지만, x-버퍼라는 기법은 존재하지 않는다.

CAD의 기하학적 데이터 변환행렬과 관계가 먼 것은 복사이다.

이동, 회전, 반사(대칭)는 변환행렬로 표현되는 대표적인 기하학적 변환이지만, 복사는 동일한 형상을 추가로 생성하는 동작으로 변환행렬로 정의되는 좌표 변환이 아니다.

CAD 형상모델링에서 곡면을 나타내는 방법이 아닌 것은 Repular-곡면이다.

Coons 곡면, Bezier 곡면, B-Spline 곡면은 CAD에서 실제로 사용되는 대표적인 곡면 표현 방법이지만, Repular 곡면이라는 방식은 존재하지 않는다.

전자발광형(EL) 디스플레이가 백라이트를 사용한다는 설명은 틀린 내용이다.

EL 패널은 소자 자체가 스스로 빛을 내는 자체발광 방식이므로 별도의 백라이트가 필요 없다.

자체발광 특성 덕분에 TFT-LCD보다 시야각 제한이 적고, 응답속도가 빨라 고화질 영상을 자연스럽게 처리할 수 있다는 설명은 옳은 내용이다.

n개의 꼭짓점으로 생성된 베지어 곡선이 n차 곡선이 된다는 설명은 틀린 내용이다.

베지어 곡선의 차수는 꼭짓점(제어점) 개수보다 하나 적은 (n-1)차로 결정된다.

생성되는 곡선이 다각형의 양 끝점을 통과하고, 첫째·마지막 선분이 시작점·끝점의 접선벡터와 같은 방향을 갖는다는 설명은 베지어 곡선의 올바른 성질이다.

AB는 1행이 24와 18, 2행이 15와 14인 2×2 행렬이다.

주어진 행렬은 A의 1행이 2, 4이고 2행이 1, 3이며, B의 1행이 6, −1이고 2행이 3, 5이다. 곱 AB의 (i, j) 성분은 A의 i행과 B의 j열을 대응끼리 곱해 더한 값이다.

1행: 2×6 + 4×3 = 24, 2×(−1) + 4×5 = 18
2행: 1×6 + 3×3 = 15, 1×(−1) + 3×5 = 14

따라서 1행이 24, 18이고 2행이 15, 14인 행렬이 답이다. 성분의 자리가 바뀐 보기들은 A와 B의 곱하는 순서나 행·열 대응을 잘못 잡은 결과이다.

도형요소들을 하나씩 또는 폐다각형으로 지정하여 하나의 단위로 묶어 한번에 조작하는 기능은 그룹(group)화 기능이다.

여러 개의 개별 요소를 하나의 객체처럼 이동·복사·삭제할 수 있게 해준다.

CSG 모델링 방식에서 불 연산(boolean operation)이 아닌 것은 Project(투영)이다.

합(Union), 차(Subtract), 적(Intersect)은 두 솔리드를 조합하는 대표적인 불 연산이지만, 투영(Project)은 3차원 형상을 2차원 평면 등에 사영하는 별개의 연산이다.

CAD 시스템에서 원을 그리는 방법이 아닌 것은 원주상의 한 점과 원의 반지름을 아는 경우이다.

이 조건만으로는 중심이 그 점을 지나는 반지름 크기의 원 위 어디에나 있을 수 있어 원이 하나로 정해지지 않는다.

• 원주상의 세 점을 알면 하나의 원이 유일하게 결정된다.
• 중심점과 반지름을 알면 원이 유일하게 결정된다.
• 반지름과 두 접선을 알면(필렛) 원이 유일하게 결정된다.

Z축 회전 변환 행렬은 1행이 cosθ, sinθ, 0, 0이고 2행이 −sinθ, cosθ, 0, 0이며 3행이 0, 0, 1, 0, 4행이 0, 0, 0, 1인 4×4 동차 변환 행렬이다.

변환식이 P′ = PT, 즉 점을 행벡터로 놓고 오른쪽에서 행렬을 곱하는 형식이므로 회전 성분이 1행·2행의 앞 두 열에 들어가고, 부호는 2행 1열에 −sinθ가 오는 배치가 된다.

Z축 회전에서는 z좌표가 변하지 않아야 하므로 3행 3열이 1이고 그 행·열의 나머지가 0인지를 먼저 확인하면 빠르다. 2행 2열 자리에 1이 오는 행렬은 Y축 회전, 1행 1열 자리에 1이 오는 행렬은 X축 회전 행렬이다.

정육면체 같은 간단한 입체의 집합으로 표현하는 분해 모델(Decomposition Model)에 속하지 않는 것은 셀(Shell) 표현이다.

복셀 표현, 옥트리 표현, 세포(Cell) 표현은 단위 입체를 채워 형상을 근사하는 분해 모델 방식이지만, 셸(Shell) 표현은 경계면 중심의 표현 방식으로 성격이 다르다.

B-rep 방식과 비교했을 때 CSG 방식의 장점은 중량을 계산하는 데 용이하다는 점이다.

CSG는 부피가 명확한 기본 솔리드(primitive)들의 조합으로 형상을 정의하므로 부피·질량·중량과 같은 물리적 성질을 계산하기에 유리하다.

투시도나 전개도 작성, 복잡한 형상의 표현은 오히려 표면 정보를 직접 다루는 B-rep 방식이 더 유리한 영역이다.

베지어 곡선의 블렌딩 함수는 제어점 개수보다 1차 낮은 차수로 결정된다.

제어점이 4개이므로 블렌딩 함수는 3차식이 되며, 이 경우를 3차 베지어 곡선이라 한다.

원추곡선(conic section)은 원추를 평면으로 자를 때 생기는 곡선으로 타원, 포물선, 쌍곡선(원 포함)이 이에 해당한다.

사이클로이드 곡선은 원이 직선을 따라 굴러갈 때 원주 위 한 점이 그리는 궤적으로, 원추를 평면으로 절단해서 얻는 곡선이 아니다.