16년 1회차

다이얼 게이지는 눈금을 읽어 치수 차이를 측정하는 비교 측정기이며, 합격·불합격만을 판정하는 한계게이지에는 해당하지 않는다.

봉게이지, 스냅게이지, 플러그 게이지는 모두 최대·최소 허용치수 한계를 이용해 합격 여부만 판정하는 대표적인 한계게이지이다.

소결 초경합금은 W, Ti, Ta 등의 탄화물 분말을 Co(코발트)를 결합제로 하여 소결하여 만든 절삭공구 재료이다.

• 경도와 내마모성은 매우 크지만 인성이 낮아 진동·충격에는 오히려 약하다.
• Co, W, Cr 등을 녹여 주조해 만든 합금은 스텔라이트와 같은 주조경질합금이며, 초경합금은 분말야금(소결) 공정으로 제조된다.
• 소결 단계에서 이미 높은 경도를 얻으므로 질화법과 같은 별도의 표면경화 처리를 하지 않는다.

CNC선반 보조기능 코드 중 M02는 프로그램 종료를 의미하는 코드로 옳게 짝지어져 있다.

M01은 선택적 정지(옵셔널 스톱), M03은 주축 정회전, M04는 주축 역회전을 의미하며, 절삭유 모터 가동은 별도의 M08 코드로 지령한다.

단식분할에서 분할 크랭크의 회전수는 $n = \dfrac{40}{N}$이다. 13등분이면 $n = \dfrac{40}{13} = 3\dfrac{1}{13} = 3\dfrac{3}{39}$이다. 따라서 39구멍 열을 써서 크랭크를 3회전하고 3구멍씩 더 이동한다.

가공 중인 다듬질 면을 손으로 만져 거칠기를 점검하는 행위는 회전하는 공구나 가공물에 손이 닿아 사고로 이어질 수 있는 위험한 작업이므로, 밀링 작업의 안전 수칙으로 옳지 않다.

표면 거칠기는 기계를 정지시킨 후 확인해야 하며, 칩 제거 시 기계 정지 후 브러시 사용, 회전속도 변환 시 정지 후 조작, 칩 비산이 예상되는 가공 시 방진 안경 착용은 모두 올바른 안전 수칙이다.

드릴 가공 시간은 $T = \frac{L}{f \times N}$ 공식으로 구한다. 여기서 L은 총 천공 깊이, f는 이송(mm/rev), N은 회전수(rpm)이다. 총 천공 깊이는 경강판 두께 30mm + 드릴 원추 높이 3mm = 33mm이다. $T = \frac{33}{0.3 \times 667} = \frac{33}{200.1} \approx 0.165 \text{ 분}$이므로 약 0.16분에 해당한다.

총형커터 방식에 사용되는 밀링커터는 인벌류트 밀링커터(involute milling cutter)로, 인벌류트 곡선 형상을 가진 톱니를 정밀하게 절삭한다. 총형커터(form cutter)는 톱니의 원하는 형태를 직접 절삭하는 방식으로, 톱니 전체 프로파일을 한 번에 깎아내는 공구다.

나머지는 각각 특정 기어 형식에만 적용되므로 일반적인 총형커터 방식과는 맞지 않는다.

• 베벨 밀링커터: 베벨기어용이다.
• 헬리켈 밀링커터: 나선형 톱니용이다.
• 하이포이드 밀링커터: 하이포이드 기어용이다.

강구를 가공물에 압입하여 표면을 소성변형으로 가공하는 방법은 버니싱(burnishing)이다. 버니싱은 경화된 강구나 롤러를 가공면에 압입·통과시켜 표면을 압축 소성변형시킴으로써 표면 거칠기를 개선하고 내마모성을 향상시키는 가공법이다. 반면 래핑은 연마제 슬러리를 이용한 연마, 호닝은 숫돌을 이용한 연마, 그라인딩은 砥석(숫돌)을 이용한 절삭가공으로 모두 절삭·연마 가공이므로 소성변형 가공이 아니다.

총형법은 기어 치형과 같은 모양의 총형 커터를 써서, 분할대로 기어 소재를 같은 간격으로 나누어 한 홈씩 깎는 방법이다. 창성법은 래크·호브 등 공구와 소재의 상대 운동으로 치형을 만들어 내는 방법이다.

나이프 에지는 얇은 날 형태의 기준면을 다듬질 면에 대고 빛의 투과(빛 새는 정도) 여부로 평면·직진 상태를 검사하는 수공구이다.

트러멜(트램멜)은 큰 원을 그리거나 두 점 사이 거리를 옮겨 재는 금긋기용 빔 컴퍼스, 실린더 게이지는 원통형 내경 측정 도구, 앵글 플레이트는 공작물을 직각으로 고정·지지하는 정반형 지그로 다듬질 면의 평면 검사와는 용도가 다르다.

사인 바는 두 롤러의 높이차와 게이지 블록을 이용해 삼각함수로 각도를 구하는 간접 측정기이며, 길이를 직접 읽어내는 직접 측정용 길이 측정기가 아니다.

강철자, 마이크로미터, 버니어캘리퍼스는 모두 눈금이나 표시자를 통해 길이를 직접 읽어낼 수 있는 직접 측정기이다.

판캠(plate cam)은 평판 형태의 캠으로 주로 평면 가공이 필요하며, 이를 절삭하기 위해서는 수직 방향의 미세한 형상 가공과 측면 절삭이 모두 가능한 커터가 필요하다. 엔드밀은 끝부분과 측면 모두 절삭 능력이 있어 평면 및 복잡한 형상의 정밀 가공에 가장 적합하다. 더브테일 커터는 특정한 각도의 홈 가공용, 메탈 슬리팅쏘는 얇은 슬릿 절단용, 사이드 밀링 커터는 주로 측면 가공용으로 각각 용도가 제한되므로 판캠 절삭에는 부적합하다.

산화규소(SiO₂)는 연삭숫돌의 입자 재료가 아니며, 주로 결합제나 충전재로만 사용되거나 숫돌 제조 과정의 부수적 성분일 뿐 독립적인 연마 입자로 채용되지 않는다.

연삭숫돌의 입자는 천연 또는 인조 연마재로 분류되며, 주요 종류는 다음과 같다.

• 코런덤(Al₂O₃): 천연 연마재로 매우 경하고 광물로서 직접 사용된다.
• 에머리: 코런덤과 자철석의 혼합물로 천연 연마재다.
• 탄화규소(SiC): 인조 연마재로서 가장 단단한 입자 중 하나로 숫돌 제조에 널리 쓰인다.

칩 브레이커는 칩의 흐름과 형태를 제어하여 가공 안정성과 칩 배출을 개선하는 요소로, 표면 거칠기나 치수 정밀도에 직접적인 영향은 상대적으로 적다.

표면 거칠기와 치수 정밀도에 영향을 미치는 주요 요소는 절삭 조건(절삭유, 절삭 깊이, 절삭 속도)과 공구 기하학(노즈 반경, 절삭날 상태)이다.

• 절삭유: 냉각·윤활으로 열을 제어하여 정밀도와 표면거칠기를 개선한다.
• 절삭 깊이·절삭 속도: 직접적으로 절삭력과 진동에 영향을 주어 거칠기와 정밀도를 결정한다.

리머의 분류에서 솔리드 리머의 정의가 틀렸다. 솔리드 리머는 자루와 절삭 날이 같은 소재로 일체형으로 제작된 리머이며, "다른 소재로 된 것"은 솔리드 리머의 특징을 정반대로 설명한 것이다.

• 셸 리머: 자루와 절삭 날이 다른 소재로 되어 있는 것은 셸 리머의 구조로, 셸 리머는 자루는 강철, 절삭 날은 초경합금 등으로 만들어 교체 가능하게 한 구조이다.
• 조정 리머: 절삭 날의 지름을 조정 가능하게 하는 구조로 올바르게 설명되어 있다.
• 팽창 리머: 가공물 치수에 맞춰 약간의 팽창이 가능한 구조로 올바르게 설명되어 있다.

베이크라이트 같은 열경화성 수지를 바인더로 하여 만들어지는 결합제가 레지노이드 결합제이다. 베이크라이트는 페놀과 포름알데하이드를 주성분으로 하는 열경화성 합성수지이다.

레지노이드 결합제는 용제, 기름 등에 높은 안정성을 가지고 있어 강도가 높다. 또한 경화도가 높고 내구성이 우수하기 때문에 절단용 숫돌과 정밀 연삭용으로 널리 사용된다.

고무·비닐·셀락 결합제는 각각 탄성, 가요성, 취성 등 다른 특성을 가지며 베이크라이트의 특성과 용도와 맞지 않는다.

크레이터 마모는 처음부터 거의 선형에 가까운 속도로 계속 성장하며, 어느 정도 크기에 도달한 후 급격히 가속되는 경향을 보인다. 성장 속도의 양상은 느려졌다가 빨라지는 것이지, "빨랐다가 느려지는" 설명은 마모 특성과 맞지 않는다.

• 상면 경사각이 오목하게 파여지는 현상: 크레이터 마모는 공구의 상면(경사면)이 칩과의 마찰·확산으로 인해 오목하게 파여지는 현상으로, 정의상 맞다.
• 유동형 칩에서 가장 뚜렷: 유동형 칩(연속칩)에서 가장 뚜렷이 나타나므로 정확하다.
• 경사면 위의 마찰계수 감소: 크레이터 마모를 억제하려면 경사면의 마찰계수를 감소시키거나 공구 재료의 열경도·확산저항을 높여야 하므로 정확하다.

선반의 돌리개(dog)는 회전축과 공작물을 연결하여 회전력을 전달하는 부속품으로, 곧은 돌리개(straight dog), 굽은 돌리개(bent dog), 평행 돌리개(clamp dog)의 세 가지 종류가 있다. 브로치 돌리개는 선반의 돌리개 분류에 속하지 않으며, 브로치는 구멍이나 홈을 가공하는 별도의 공작기계 또는 공구를 의미한다. 따라서 정답은 2번이다.

편심량을 다이얼 게이지로 측정할 때는 회전 중심에서 측정점까지의 거리 변화를 읽게 되므로, 편심량의 2배가 눈금에 나타난다. 편심량이 2.2 mm인 경우, 회전축에서 한쪽 방향으로 2.2 mm 벗어나 있으므로 반대쪽까지 측정하면 총 변위는 2.2 mm × 2 = 4.4 mm이다. 따라서 다이얼 게이지의 눈금 변위량은 4.4 mm이다.

선반작업에서 절삭 저항의 세 분력(주분력, 배분력, 이송분력) 중 절삭방향과 일치하는 주분력이 크기가 가장 크다.

주분력은 공작물의 회전(절삭) 방향으로 작용해 절삭동력을 좌우하는 성분이고, 배분력은 공구를 밀어내는 반경 방향, 이송분력은 이송 방향으로 작용하는 성분으로 모두 주분력보다 작다. 마찰분력은 절삭저항 3분력에 포함되지 않는다.

Y합금은 Al에 Cu, Ni, Mg을 첨가한 내열용 알루미늄 합금으로, 주로 내연기관의 피스톤이나 실린더 헤드 등에 사용된다.

알민은 Al-Mn계, 알드리는 Al-Mg-Si계, 알클래드는 표면에 내식성 좋은 Al을 피복한 클래드재로 Al-Cu-Ni-Mg계 조성과는 다르다.

알니코(Alnico) 자석은 Al-Ni-Co를 주성분으로 하는 대표적인 경질(영구) 자석 재료로, 보자력이 커서 한번 자화되면 자성을 오래 유지한다.

Si강판, 퍼멀로이, 센더스트는 모두 보자력이 작아 자화·소자가 쉬워 변압기 철심이나 자기 헤드 등에 쓰이는 연질 자성재료이다.

애드미럴티 황동은 7:3 황동에 주석(Sn)을 약 1% 첨가하여 내식성(특히 해수 부식 저항)을 향상시킨 황동으로, 열교환기나 콘덴서 튜브 등에 사용된다.

황동에 Pb를 약 1% 넣은 것은 절삭성을 높인 쾌삭황동 계열이고, 6:4 황동에 Sn을 약 1% 넣은 것은 네이벌 황동으로 애드미럴티 황동과는 구분된다.

초소성 조직을 얻으려면 모상의 입계가 쉽게 미끄러지되 인장 방향으로 쉽게 분리(파단)되지는 않아야 하므로, "모상 입계가 인장 분리되기 쉬워야 한다"는 설명은 틀렸다.

결정립이 미세하고 등축정 형태를 가지며, 입계가 고경각(대각입계)인 것은 입계 미끄러짐이 잘 일어나 초소성 변형에 유리한 조건으로 옳은 설명이다.

탄소공구강의 KS 재료 기호는 STC이다.

같은 계열에서 STD·STS는 합금공구강, SPS는 스프링강을 나타내는 기호로 서로 구분된다.

초탄성(superelasticity) 효과는 탄성한도를 넘어 소성 변형시킨 뒤 하중을 제거해도 원래 형상으로 복귀하는 성질이다.

형상기억합금 등에서 나타나는 특수한 변형 회복 거동으로, 일반 금속의 소성변형과 구분된다.

가단주철은 백주철을 열처리로에서 장시간 가열하여 탈탄 또는 흑연화 과정을 거쳐 만든 주철이다.

• 회주철은 편상흑연이 자연 정출된 주철로 별도의 탈탄·흑연화 열처리 공정이 필요 없다.
• 칠드 주철은 표면을 급랭시켜 백주철 조직으로 경화시킨 것으로 가단주철과 반대되는 처리이다.

수소(H2)는 강 중에서 유동성을 좋게 하는 것이 아니라 백점·헤어크랙 등 취성을 일으키는 해로운 원소이다.

S는 절삭성을 향상시키고, Mn은 황(S)의 해를 막아주며, P는 결정립을 조대화시켜 상온취성을 유발한다는 설명은 모두 옳다.

스프링강은 담금질한 뒤 반드시 뜨임하여 사용하며, 마텐사이트 조직 그대로는 취성이 커서 스프링 재료로 쓰지 않는다. 따라서 마텐사이트 조직으로 되어야 한다는 설명은 옳지 않다.

탄성한도가 크고 충격·피로에 대한 저항력이 크며 사용 중 영구변형을 일으키지 않아야 한다는 나머지 특성은 스프링강에 요구되는 옳은 조건이다.

불림(노멀라이징)은 재료의 결정조직을 미세화하고 기계적 성질을 개량하여 조직을 표준화하는 열처리이다.

• 담금질은 A1 변태점이 아니라 오스테나이트화 온도로 가열 후 급랭시켜 경도를 높이는 처리로, 연성 증가가 목적이 아니다.
• 뜨임은 담금질로 생긴 내부응력을 감소시켜 인성을 회복시키는 처리로, 내부응력을 증가시키지 않는다.
• 풀림은 조직을 연화시키는 처리로, 강도·경도를 높여 마텐자이트로 변태시키는 것은 담금질의 특성이다.

구름베어링의 정격수명은 $L_{10} = \left(\dfrac{C}{P}\right)^{r}\times 10^{6}$회전으로 구하며, 롤러 베어링은 지수 $r=10/3$을 적용한다.

베어링 하중계수를 반영한 등가하중은 $P_{eq} = f_w \times P = 1.5 \times 1.96\,\mathrm{kN} = 2.94\,\mathrm{kN}$이다.

$\dfrac{C}{P_{eq}} = \dfrac{14.2}{2.94} \approx 4.83$이므로 $L_{10} = 4.83^{10/3}\times 10^{6} \approx 190\times10^{6}$회전이다.

수명시간은 $L_h = \dfrac{L_{10}}{60N} = \dfrac{190\times10^{6}}{60\times600} \approx 5300\,\mathrm{h}$로 계산된다.

줄수 3, 피치 2mm인 나사의 리드는 $L = n \times p = 3 \times 2 = 6\,\mathrm{mm}$로, 1회전당 축방향 진행거리가 된다.

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

사일런트 체인은 링크의 물림이 매끄러워 소음과 진동이 적고 정숙한 운전이 가능해 고속 회전이 필요한 곳에 적합하다.

롤러 체인·블록 체인·코일 체인은 상대적으로 저속·중속용으로 사용되며 사일런트 체인만큼 정숙성이 뛰어나지 않다.

밴드에 생기는 인장응력은 $\sigma = \dfrac{F_1}{b \times t}$이므로, 이를 너비 $b$에 대해 정리하면 $b = \dfrac{F_1}{t \times \sigma}$가 옳은 관계식이다.

인장측장력 $F_1$은 밴드의 단면적($b \times t$)에 응력을 곱한 값과 같다는 기본 관계에서 유도된다.

교번하중(alternate load)은 하중의 크기와 방향이 주기적으로 바뀌는 하중으로, 인장과 압축이 반복되는 양진하중을 의미한다.

변동하중은 크기만 변화하는 하중, 반복하중은 한 방향으로 크기만 반복되는 하중, 충격하중은 순간적으로 작용하는 하중이라는 점에서 구분된다.

축이 전달하는 동력과 회전수로부터 비틀림 모멘트는 $T = \dfrac{9550 \times P(\mathrm{kW})}{N(\mathrm{rpm})}$로 구한다.

$T = \dfrac{9550 \times 2.5}{300} \approx 79.6\,\mathrm{N\cdot m}$로, 약 80 N·m이 된다.

스퍼기어의 피치원 지름은 $D = m \times z = 4 \times 25 = 100\,\mathrm{mm}$이다.

축의 비틀림모멘트는 $T = \dfrac{9550 \times 2.2}{1800} \approx 11.67\,\mathrm{N\cdot m}$로 구해진다.

기어에 작용하는 회전력은 $F = \dfrac{T}{D/2} = \dfrac{11.67}{0.05} \approx 233\,\mathrm{N}$이다.

판 스프링은 판 사이의 마찰 때문에 큰 진동은 잘 감쇠시키지만, 오히려 미소진동의 흡수에는 불리하다는 것이 일반적인 특징이다.

판 사이 마찰에 의한 진동 감쇠, 내구성과 유지보수의 용이함, 트럭·철도차량 현가장치로의 활용은 판 스프링의 옳은 특징이다.

맞대기 용접이음의 단면적은 용접부 길이 $l$과 판 두께 $t$의 곱이므로, 압축응력은 $\sigma = \dfrac{W}{t \times l}$로 계산된다.

압축하중 $W$를 단면적 $t \times l$로 나누는 형태이며, 나머지 식들은 단위 구성상 응력의 정의와 맞지 않는다.

축에 작용하는 접선력은 $F = \dfrac{T}{d/2} = \dfrac{942{,}000\,\mathrm{N\cdot mm}}{25\,\mathrm{mm}} = 37{,}680\,\mathrm{N}$이다.

키의 전단응력 조건 $\tau = \dfrac{F}{b \times l}$에서 길이를 구하면 $l = \dfrac{F}{b \times \tau} = \dfrac{37{,}680}{12 \times 78.48} \approx 40\,\mathrm{mm}$이다.

따라서 키의 길이는 최소 40mm 이상이어야 전단파손 없이 토크를 전달할 수 있다.

CSG 방식은 기본 도형(원기둥, 구, 상자 등)의 집합 연산(합, 차, 교)으로 모델을 표현하므로 데이터 구조가 간단하고, 기억용량이 적으며, 기본 도형 입력이 직관적이어서 1, 2, 4번 모두 CSG의 우수한 점이 맞다. 반면 3번 3면도나 투시도 작성은 B-rep 방식이 경계 면 정보를 명시적으로 보유하고 있어 더 용이하며, CSG 방식은 트리 구조의 연산식을 화면에 표현해야 하므로 도면 자동 생성 관점에서 B-rep보다 불리하다. 따라서 CSG의 우수점으로 틀린 것은 3번이다.

DNC(Direct/Distributed Numerical Control)는 중앙 컴퓨터의 프로그램을 여러 대의 CNC 공작기계에 전송하여 동시에 제어하는 군관리 시스템이다.

CIM은 설계부터 생산까지 통합하는 전산 통합 생산 개념, FMC·FMS는 여러 공작기계와 반송장치를 묶은 유연생산 셀·시스템을 가리켜 DNC와는 범위가 다르다.

유한 요소법(FEM)에서 3차원 요소 분할을 수행하려면 체적(부피) 정보가 포함된 완전한 형상 정의가 필수적이다. 솔리드 모델링은 폐곡면으로 둘러싸인 3차원 입체의 내부와 외부를 명확히 구분하여 메시 생성기가 체적 요소(tetrahedron, hexahedron 등)를 자동으로 생성할 수 있게 한다.

• 곡면 모델링: 표면만 정의하고 내부 정보가 없어 3차원 체적 분할에 부적합하다.
• 와이어프레임 모델링: 모서리와 꼭짓점만 표현하여 더욱 제한적이다.
• 시뮬레이션 모델링: FEM 적용의 최종 단계일 뿐 초기 기하학적 모델링 방법이 아니다.

5축가공은 공구 자세를 다양하게 취할 수 있어 3축가공보다 파트 프로그램 작성이 더 복잡해지므로, 프로그램 작성이 수월하다는 설명은 옳지 않다.

공구 접근성이 뛰어나고 커스프량을 최소화해 가공품질이 우수하며, 볼 엔드밀 사용 시 절삭성이 좋은 공구 자세를 취할 수 있다는 점은 5축가공의 실제 장점이다.

퍼거슨 곡선은 조정 다각형의 꼭짓점이 아니라 양 끝점의 위치벡터와 접선벡터로 정의되는 3차 곡선이다. 꼭짓점 순서를 거꾸로 해도 같은 곡선이 생기는 성질은 조정 다각형으로 정의되는 베지어 곡선의 특징이므로 퍼거슨 곡선에 대한 설명으로는 틀렸다.

3차 곡선(Cubic Curve)이 CAD 시스템에서 표준으로 사용되는 이유는 기하학적 연속성(Geometric Continuity)과 곡률 연속(Curvature Continuity)을 동시에 만족할 수 있기 때문이다. 3차 다항식은 1차, 2차 도함수가 모두 존재하여 두 곡선의 연결점에서 위치(C⁰), 접선(C¹), 곡률(C²) 연속을 모두 보장할 수 있으며, 이는 매끄러운 곡선 연결을 가능하게 한다.

1차나 2차는 곡률 연속을 만족할 수 없고, 4차 이상은 불필요한 자유도로 계산 복잡도만 증가시키므로 3차가 최적의 차수이다.

• 떨림이 적어 평탄한 곡선: 떨림 현상과 무관하다.
• 계수의 계산이 편리: 차수가 높을수록 오히려 계산이 복잡하다.
• 곡선형태의 변화를 미리 예측하기 쉽다: 예측 용이성과 무관한 설명이다.

B-spline 곡선의 표현 능력을 확장한 곡선은 NURBS(Non-Uniform Rational B-spline)이다. NURBS 곡선은 B-spline에 가중치(weight) 파라미터를 추가하여 곡선의 형태를 더욱 유연하게 제어할 수 있다.

또한 원뿔곡선(원, 타원, 포물선, 쌍곡선)을 정확히 표현할 수 있어 B-spline보다 다양한 곡선 표현이 가능하다.

• Bezier 곡선: B-spline의 기초가 되지만 제어점이 곡선에 미치는 영향 범위가 전체이다.
• Spline 곡선: B-spline보다 표현력이 떨어진다.
• Ferguson곡선: B-spline보다 표현력이 떨어진다.

변환 행렬(transformation matrix)은 좌표계에서 기하학적 변환을 수행하는 수학적 도구로, 도형의 이동, 회전, 대칭 등을 나타낸다. Move는 평행이동, Rotate는 회전, Mirror는 대칭을 의미하며 모두 행렬 연산으로 표현 가능한 기하 변환이다. 반면 Break는 도형을 분해하거나 끊어내는 편집 명령으로, 좌표 변환과 무관한 위상적 조작이므로 변환 행렬과 관계가 없다.

GUI(Graphical User Interface)는 사용자 인터페이스를 의미하는 용어로, CAD 시스템 간 데이터 교환과는 무관한 개념이므로 중립파일이 아니다.

CAD 시스템 간 설계정보 교환을 위한 표준 중립파일은 특정 CAD 소프트웨어에 독립적으로 데이터를 저장·변환할 수 있는 형식이다.

• DXF(Drawing eXchange Format): 오토캐드의 도면 교환 형식이다.
• IGES(Initial Graphics Exchange Specification): 국제 표준 중립 형식이다.
• STEP(Standard for the Exchange of Product model data): 국제 표준 중립 형식이다.

3차원 그래픽 데이터를 웹에서 표현하기 위한 포맷은 VRML(Virtual Reality Modeling Language)이다. VRML은 인터넷 환경에서 3D 가상현실 객체를 정의하고 표현하는 국제 표준 포맷으로, 3차원 도형, 조명, 텍스처 등을 기술할 수 있다. CGM은 2차원 그래픽 표준, DWF는 CAD 도면 포맷, HTML은 웹 문서 마크업 언어로 3D 그래픽 전용 포맷이 아니다.

원근투영(perspective projection)은 투영면과 관찰자(시점) 사이의 거리가 유한하며, 모든 투영선이 하나의 소실점으로 수렴하는 방식이다. 보기 2는 "투영면과 관찰자와의 거리가 무한대"라고 설명하는데, 이는 평행투영(orthographic projection)의 특징이므로 틀렸다. 보기 1, 3, 4는 모두 원근투영의 올바른 특징으로, 건축 CAD에 광범위하게 사용되며, 인간의 시각과 유사한 원근감을 표현하고, 거리에 따른 크기 변화를 반영한다.

클리핑(clipping)은 확대된 데이터에서 Viewport(보이는 영역)를 벗어나는 부분을 잘라내어 화면에 표시되는 영역만 남기는 개념이다. 매핑은 좌표 변환, 패닝은 화면 이동, 윈도잉은 표시 영역을 정의하는 것으로 모두 다른 개념이며, 클리핑만이 Viewport 경계 밖의 데이터를 명시적으로 제거(자르는) 작업을 의미한다.

다면체의 오일러 공식은 꼭짓점 수 V, 모서리 수 E, 면의 수 F 사이에 $V - E + F = 2$의 관계가 성립한다는 것이다.

구멍이 없는 단순 다면체에서 항상 성립하는 위상학적 관계식으로, CAD의 솔리드 모델 위상 검증에도 활용된다.

충격식(impact) 프린터는 인쇄헤드가 리본을 통해 용지에 직접 충격을 가하여 문자를 찍는 방식이다. 도트 프린터는 여러 개의 핀으로 구성된 인쇄헤드가 순간적으로 앞뒤로 움직이며 리본을 두드려 점들의 조합으로 문자를 형성하므로 전형적인 충격식 프린터다. 레이져 프린터는 광원을 이용한 비충격식, 열전사 프린터는 가열된 핫헤드로 용지에 색상을 전사하는 비충격식, 잉크젯 프린터는 잉크를 분사하는 비충격식이므로 모두 충격 원리가 아니다.

폐곡선의 내부를 사이드 스텝(측방 이송)과 다운 스텝(수직 이송)을 이용하여 반복 가공하는 방식은 포켓 가공이다. 포켓 가공은 폐곡선으로 둘러싸인 영역 전체를 깊이 방향으로 여러 층에 걸쳐 단계적으로 제거하는 방식으로, 각 깊이 단계마다 수평 방향으로 측방 이송하며 내부를 채워 나간다.

• 윤곽 가공: 외곽선을 따라 가공한다.
• 잔삭 가공: 황삭 후 미가공 부분을 제거한다.
• 펜슬 가공: 좁은 영역의 세부 형상을 가공한다.

이들은 폐곡선 내부 전체를 반복적으로 채우는 특성과 맞지 않는다.

CAD/CAM 작업의 일반적인 순서는 part program → CL data → post processor → NC code이다.

Part program(부품 프로그램)은 설계된 형상을 바탕으로 작성되며, 이를 통해 CL data(Cutter Location data)가 생성되어 공구의 이동 경로와 좌표를 정의한다. 그 다음 post processor가 CL data를 특정 NC 공작기계에 맞는 형식으로 변환하여 최종적으로 NC code를 생성한다.

이 순서는 설계→경로 생성→기계 맞춤 변환→실행코드 생성이라는 논리적 흐름을 따른다.

두 Bezier 곡선은 연결점에서 C¹ 연속성(접선 연속성)과 C² 연속성(곡률 연속성)을 동시에 만족시킬 수 있으므로, 동시에 만족시키는 것이 불가능하다는 설명은 거짓이다. 첫 번째 곡선의 끝점과 두 번째 곡선의 시작점을 일치시키면 C⁰ 연속, 양쪽 곡선의 끝 조정점들을 일직선상에 배치하면 C¹ 연속, 추가 조건으로 곡률까지 맞추면 C² 연속이 가능하다.

• 조정점 개수와 차수가 직결: 참이다 — 조정점 n+1개는 n차 Bezier 곡선을 정의하며 모든 조정점이 형상에 영향을 준다.
• 조정점 증가로 인한 진동 문제: 참이다 — 복잡한 곡선을 표현하려면 조정점이 많아져 고차 다항식이 되고, 이는 Runge 현상처럼 진동을 유발할 수 있다.
• 부분적 형상 변경 시 전체 형상 변경: 참이다 — Bezier 곡선의 전역적 영향(global support) 특성으로 한 조정점의 변화가 전체 곡선에 영향을 미친다.

CAD/CAM 시스템의 컴퓨터 활용방식은 독립형, 분산처리형, 중앙통제형의 세 가지로 구분되며, 이는 표준적으로 통용되는 분류이다.

"개인제어형 분산처리형"이라는 표현은 이 세 가지 표준 분류 체계에 속하지 않는 명칭으로, 활용방식의 옳은 구분이 아니다.

곡면 모델은 곡면의 기하학적 형상을 수학적으로 표현하여 면적 계산이 가능하고, 와이어 프레임보다 데이터량이 더 많으며, 부피나 관성모멘트 같은 질량 특성 계산은 곡면만으로는 불가능하다. 반면 곡면 모델은 곡면의 법선 벡터와 곡률 정보를 제공하므로 NC 공구가 곡면을 따라 움직일 때 필요한 공구 방향과 경로를 정확히 계산할 수 있어, 복잡한 곡면 가공에 필수적이다.

Rapid Prototyping의 LOM(Laminated Object Manufacturing) 방식은 종이 형태의 얇은 재료를 레이저로 절단하고 층층이 접착하여 적층한 후 불필요한 부분을 제거하는 기법이다. SL은 액체 수지를 자외선으로 경화시키고, SCG는 광경화 수지와 왁스를 사용하며, SLS는 분말 재료를 레이저로 소결하는 방식으로 모두 종이 재료와 무관하다. 따라서 정답은 4번이다.

단독 형체(단일 요소)에만 적용되는 공차는 형상 공차 4가지(진직도, 평면도, 진원도, 원통도)이므로, 평면도, 진원도, 원통도만 포함된 조합이 해당합니다. 기하공차는 크기 공차와 달리 형상, 방향, 위치 공차로 분류됩니다.

진직도는 직선 요소의 직선성, 평면도는 평면 요소의 평탄성, 진원도는 원 요소의 완벽한 원 형태, 원통도는 원통 요소의 완벽한 원통 형태를 나타내므로 모두 기준(Datum) 없이 독립적으로 적용됩니다.

반면 동축도, 대칭도, 경사도 등은 기준이 되는 다른 형체와의 관계를 규정하므로 관련 형체 공차에 해당하며 단독 형체에 적용되지 않습니다.

기준치수와 IT7 공차(ø45에서 25μm)가 같으므로 기초 아래치수수치가 큰 공차역일수록 최대 허용치수가 크다. 크기 순서는 g<h<m<n이다. n7은 아래치수허용차가 +0.017, 위치수허용차가 +0.042로 최대 허용치수가 45.042mm로 가장 크다. m7은 +0.034, h7은 0, g7은 −0.009다.

척도 1:5 도면에서 도면에 그려지는 길이와 기입되는 치수는 서로 다른 개념이다. 도면상의 길이는 척도를 적용하여 축소되지만, 치수는 항상 실물의 실제 크기를 기입한다. 실물 길이 25mm를 척도 1:5로 축소하면 도면상 길이는 25 ÷ 5 = 5mm이고, 도면에 기입하는 치수는 실물의 실제 크기인 25mm이다.

KS 가공방법 기호에서 주조는 C(Casting)이다. D는 드릴 가공, B는 보링 가공, GB는 벨트 연삭이다.

최대 죔새는 축과 구멍이 억지끼워맞춤될 때 조립 전 치수를 기준으로 $\text{축의 최대 허용치수} - \text{구멍의 최소 허용치수}$로 정의된다.

죔새가 가장 크게 발생하는 경우는 축이 가장 굵고(최대) 구멍이 가장 좁을 때(최소)이므로 이 조합이 최대 죔새가 된다.

미터사다리꼴나사는 KS 기호로 Tr로 표시한다.

R은 관용테이퍼나사, M은 미터나사, UNC는 유니파이 보통나사를 나타내는 기호로 각각 구분된다.

제1각법은 물체를 눈과 투상면 사이에 두고 투상하므로 투상도가 보는 방향의 반대쪽에 배치된다. 따라서 좌측면도는 정면도의 우측, 평면도는 정면도 아래, 저면도는 정면도 위에 놓인다. 저면도를 정면도 아래에, 평면도를 정면도 위에 두는 것은 제3각법의 배치이다.

정면도의 경사선과 우측면도의 계단 모양을 종합하면 평면도는 왼쪽 위에 작은 직사각형, 왼쪽 아래에 가로로 긴 직사각형, 오른쪽에 이 둘을 감싸는 ㄴ자 모양 영역이 나타나는 그림이 된다.

우측면도가 뒤쪽은 높고 앞쪽은 낮은 계단 모양이므로 물체는 뒤쪽이 높은 단, 앞쪽이 낮은 단으로 되어 있다. 정면도는 오른쪽 위가 잘려 위쪽 가로변에서 오른쪽 아래 모서리까지 한 줄기 빗변으로 이어지므로, 오른쪽 면은 위로 갈수록 좁아지는 하나의 경사면이다.

위에서 내려다보면 뒤쪽 높은 단의 좁은 윗면이 왼쪽 위 작은 사각형으로, 앞쪽 낮은 단의 윗면이 왼쪽 아래 사각형으로 보이고, 나머지 오른쪽은 경사면이 넓게 보인다. 경사면이 하나로 이어져 있으므로 앞뒤를 나누는 가로선은 낮은 단의 윗면이 끝나는 곳까지만 그어진다.

가운데 세로선이 위아래로 관통하거나 앞뒤 구분선이 오른쪽 끝까지 이어진 그림은 경사면이 한 장의 평면으로 이어져 있다는 사실과 맞지 않는다.

테이퍼 1/20은 지름이 20mm 진행할 때 1mm 줄어드는 비율이다. 도면에서 φ18에서 φ25까지 지름차는 $25-18=7$이며, 테이퍼부 길이는 $7 \times 20 = 140$mm이다. 여기에 90° 원뿔형 끝단부의 길이(반지름 12.5mm에 해당하는 $12.5$mm)를 더하면 $140+12.5=152.5$mm가 되어 전체 길이 $L$과 일치한다.

도면의 지시기호에서 0.8은 컷오프값(가공 여유가 아니라 거칠기 측정 기준길이, cut-off값)을 의미하므로 "가공 여유는 0.8mm를 준다"는 설명은 틀림.

• 니켈-크롬 코팅: Fe/Ni 10bCrr 표기는 모재 위에 니켈-크롬 도금(코팅)이 적용됨을 나타내므로 옳다.
• 샘플링 길이 2.5mm에서 Rz 6.3 ~ 16 µm: Ra 3.2와 함께 표기된 2.5/Rz16, 2.5/Rz6.3은 각각 샘플링 길이 2.5mm에서 Rz 6.3~16µm 범위를 만족해야 함을 뜻하므로 옳다.
• 줄무늬 방향: 기호 $\perp$는 투상면에 거의 수직인 줄무늬 방향을 의미하므로 옳다.

테이블 이동량은 0.167mm이다. 이송나사의 뒤틀림(비틀림)으로 인한 테이블 이동량은 나사의 피치와 뒤틀림 각도의 관계식으로 구한다.

이송나사가 뒤틀릴 때 실제 이동량은
$\text{이동량} = \text{피치} \times \frac{\text{뒤틀림 각도}}{360°}$
이다. 피치 30mm, 뒤틀림 각도 2°를 대입하면
$\text{이동량} = 30 \times \frac{2}{360} = 30 \times 0.00556 = 0.167\text{mm}$
이다.

머시닝센터의 보조기능(M코드)은 주축 회전, 절삭유 분사, 공구교환 등을 제어한다. M09는 절삭유 OFF이며, 절삭유 ON은 M08이다. M00은 프로그램 정지, M06은 공구교환, M98은 보조 프로그램 호출이 모두 올바른 기능이므로, 절삭유 ON을 M09로 잘못 표기한 3번이 정답이다.

이송속도(Feed rate) F는 회전수(N) × 이송(f)로 계산된다. 주어진 조건에서 회전수 N = 1000rpm, 이송 f = 0.15mm/rev이므로, F = 1000 × 0.15 = 150mm/min이다. 문항에서 "이송속도 F(mm/rev)"라고 표기한 것은 실제로는 분당 이송속도를 의미하며, 계산 결과 150이 정답이다.

드라이 런(dry run)은 프로그램에 기록된 이송속도를 무시하고 기계 조작판의 이송속도 오버라이드(override) 값으로 강제 변경하여 프로그램 검증이나 공구 경로 확인 시 안전하게 저속으로 운전하는 기능이다. 드라이 런 스위치 ON 시 프로그램의 F값(이송속도)을 무효화하고 조작판 오버라이드 값으로 모든 절삭 이송을 제어한다.

• 주축 회전수가 빨라진다: 주축 회전수와는 무관하다.
• 급속속도가 최고속도로 바뀐다: 급속속도(G00)는 이송속도 오버라이드 영향을 받지 않으므로 틀렸다.
• 회전당 이송속도로 변한다: 이송속도 단위 변환과는 관계없다.

CNC 공작기계의 백래시는 이송계의 볼 스크류와 너트 사이의 틈새에서 직접적인 영향을 받는다.

모터·커플링·베어링은 이송계를 구성하지만 백래시에 직접 관여하는 부분은 나사와 너트가 맞물리는 볼 스크류이다.

전개번호는 같은 프로그램 내의 블록들을 구별하는 것이지 서로 다른 프로그램을 구별하는 것이 아니므로, "프로그램들을 서로 구별 시키기 위해"라는 설명은 틀렸다.

전개번호(블록번호)는 CNC프로그램의 각 지령절(블록)을 식별하고 순서를 표시하기 위한 것이다.

• 특정 블록 탐색: 프로그램 내에서 특정 블록을 탐색·참조할 때 편리하다.
• 중요한 지령절에만 부여: 모든 지령절에 부여할 필요는 없고 필요한 블록에만 선택적으로 부여할 수 있다.
• 어드레스 N: 어드레스 N으로 지령절 첫머리에 부여된다.

G97은 절대 회전수 지정 모드로, S값이 직접 rpm을 나타낸다. G97 S400 M03 명령에서 S400은 주축을 400 rpm으로 회전시키라는 의미이며, 가공물의 지름(90mm)은 이 모드에서 회전수에 영향을 주지 않는다. 따라서 주축의 회전수는 400 rpm이다.

G80은 고정 사이클 취소 코드이다. G40은 공구경 보정 취소, G49는 공구길이 보정 취소이며, N10블록에서 G40, G49, G80을 함께 지정해 각각 공구경 보정, 공구길이 보정, 고정 사이클을 모두 초기화한다.

프레스 금형의 다이와 펀치는 복잡한 형상의 구멍이나 홈을 정밀하게 가공해야 하므로 기계적 절삭이 아닌 특수 가공 방식이 필요하다. CNC 선반(1번)은 회전 절삭 가공, CNC 탭핑 머신(2번)은 나사 절삭, CNC 지그보링 머신(3번)은 구멍 확대 가공에 주로 사용되며, CNC 와이어 컷 방전 가공기는 전기 방전의 열을 이용해 전도성 금속을 자유로운 형상으로 정밀하게 가공할 수 있어 금형의 복잡한 형태 가공에 가장 적합하다.

공구기능 코드 T0101은 1번 공구를 선택하면서 그에 대응하는 1번 보정번호를 수행한다는 의미이다.

앞의 두 자리는 공구 번호, 뒤의 두 자리는 공구 보정번호를 나타내는 CNC 표준 표기 형식이다.