09년 2회차

냉간가공은 금속의 재결정온도 이하에서 가공하는 것을 말한다.

가공온도의 기준은 절대적인 상온이나 빙점이 아니라 금속마다 다른 재결정온도이다.

구리에 아연을 8~20% 첨가한 α고용체 단상 합금으로, 냉간가공성이 좋아 단추·금박·모조금 등에 쓰이는 재료는 톰백이다.

델타메탈, 니켈실버, 문쯔메탈은 아연 함유량이 더 높거나 다른 성분이 추가된 별도의 황동계 합금이다.

황이 적은 선철에 Mg, Ce 등을 첨가해 흑연을 구상화한 주철은 구상흑연주철이다.

이 처리로 흑연이 구상(球狀)으로 정출되어 강도와 연성이 크게 향상된다.

Al-Cu-Ni-Mg계 합금인 Y합금은 내열성이 좋아 내연기관의 피스톤 등 자동차 부품에 널리 쓰인다.

실루민은 Al-Si계 주조용 합금, 두랄루민은 항공기 재료로 주로 쓰이는 Al-Cu-Mg-Mn계 합금이다.

축과 보스 사이 2~3곳을 축 방향으로 쪼갠 원뿔을 때려 박아 헐거움 없이 고정하는 키는 원뿔 키이다.

리드(lead)는 나사가 1회전할 때 축 방향으로 진행하는 거리이고, 다중 나사에서는 리드 = 피치 × 줄 수로 계산된다. 피치 4㎜인 3줄 나사를 1회전 시키면 리드 = 4㎜ × 3 = 12㎜이다.

고정 원판식 코일에 전류를 흘려 전자력으로 회전 원판을 흡인하고, 전류를 끊으면 스프링으로 원판이 떨어지는 방식은 전자 브레이크이다.

담금질 시 두꺼운 부분과 얇은 부분의 냉각속도 차이로 경화 깊이가 달라져 경도 차이가 생기는 현상을 질량효과라 한다.

스프링 상수 $k$는 하중을 변위로 나눈 값이다.

$k = \dfrac{F}{\delta} = \dfrac{3\,\mathrm{kgf}}{30\,\mathrm{mm}} = 0.1\,\mathrm{kgf/mm}$

변압기용 박판(철심)에는 철손을 줄이기 위해 규소를 첨가한 규소강이 주로 사용된다.

배관에 신축이음을 두는 이유는 온도 변화에 따른 파이프의 팽창·수축으로 발생하는 열응력을 방지하기 위해서이다.

볼베어링에서 볼들을 일정한 간격으로 유지시켜 서로 부딪히지 않게 하는 부품은 리테이너(보지기)이다.

전동축에 큰 휨을 주어 방향을 자유롭게 바꾸거나 충격을 완화하는 축은 플렉시블 축이다.

V벨트는 단면이 쐐기 모양의 홈에 끼워지는 구조여서 바로걸기만 가능하고 엇걸기(십자걸기)는 할 수 없다.

따라서 "바로걸기와 엇걸기 모두 가능하다"는 설명은 V벨트 전동의 특징이 아니다.

고속운전이 가능하고, 미끄럼이 적어 속도비가 크며, 접촉면적이 넓어 큰 동력을 전달하는 것은 모두 V벨트의 실제 특징이다.

고속도강은 W, Cr, V 등을 함유한 공구강(금속재료)이므로 비금속 재료에 속하지 않는다.

합성수지, 네오프렌(합성고무), 도료는 모두 비금속 재료이다.

공구재료는 절삭 중 마모에 견뎌야 하므로 내마모성이 커야 한다.

가격은 저렴해야 하고, 인성과 고온경도는 커야 하므로 나머지 설명은 모두 반대로 서술된 것이다.

절삭속도 $v$, 커터 지름 $D$일 때 회전수 $N$은 다음과 같다.

$N = \dfrac{1000v}{\pi D} = \dfrac{1000 \times 33}{\pi \times 100} \approx 105\,\mathrm{rpm}$

편심축 가공 시 다이얼게이지 눈금 이동량은 편심량의 2배가 된다.

$2 \times 6\,\mathrm{mm} = 12\,\mathrm{mm}$이므로 눈금을 12mm로 맞추어 가공한다.

극압첨가제로 쓰이는 유황(S) 등은 주로 불수용성(광유계) 절삭유에 사용되고, 인산염·규산염 같은 방청 첨가제는 주로 수용성 절삭유에 사용된다.

제시된 설명은 이 관계가 서로 뒤바뀌어 있어 옳지 않다.

수용성 절삭유제를 원액에 물을 타서 사용하는 것, 동물성 기름이 식물성유보다 점성이 높아 저속 절삭에 적합한 것, 유화유가 광유에 비눗물을 첨가해 유화한 것이라는 설명은 모두 옳다.

초음파가공은 유리·세라믹 같은 취성 재료의 정밀가공에 적합한 방법이다.

납, 구리, 연강처럼 연성이 큰 재료는 초음파가공으로 능률적인 가공이 어려우므로, 이를 장점으로 서술한 설명은 옳지 않다.

연삭숫돌을 일정한 위치에서 회전만 시키고, 회전하는 일감을 숫돌 폭 방향으로 이송하며 연삭하는 방식은 트래버스 연삭이다.

반대로 숫돌을 일감 쪽으로 이송하며 연삭하는 방식은 플런지(플런저) 연삭이라 한다.

탄젠트 바는 삼각함수를 이용해 각도를 측정하는 대표적인 각도 측정기이다.

버니어 캘리퍼스와 스냅 게이지는 길이(치수) 측정기, 나이프 에지는 주로 직선도·평면도 검사에 쓰인다.

바깥지름·안지름 가공, 절단, 널링, 나사가공까지 한 대의 기계에서 모두 수행할 수 있는 공작기계는 선반이다.

운전 전 정지 상태에서는 급유상태, 볼트·너트의 풀림 여부, 안전장치와 동력전달장치 상태를 점검할 수 있다.

반면 베어링의 온도 상승은 기계를 실제로 가동해야 확인할 수 있는 항목이므로, 정지 상태 점검 사항이 아니다.

공기마이크로미터는 배율이 매우 높고 내경 측정이 가능하며, 분출 공기로 먼지·기름을 불어내 정확한 측정을 할 수 있다는 장점이 있다.

다만 공기압 변화가 지시값에 반영되기까지 시간이 걸려 응답시간이 느리다는 것이 단점이므로, 응답시간이 빠르다는 설명은 장점으로 볼 수 없다.

도면에서 특정 부분에 표면처리 등 특수 가공 범위를 지정할 때는 굵은 1점 쇄선으로 표시한다.

표면 거칠기 표시에서 산술평균거칠기를 나타내는 기호는 Ra이다.

출제 당시 KS 기준으로 Ry는 최대높이거칠기, Rz는 십점평균거칠기를 뜻했다(현행 KS·ISO에서는 Rz가 최대높이거칠기를 나타낸다).

도면의 표제란에는 척도, 투상법, 도면 작성일 등 도면 관리에 필요한 정보가 포함된다.

• 복사한 도면을 재단할 때의 편의를 위해 네 구석에 표시하는 것은 재단마크에 대한 설명이다.
• 도면에 그릴 내용의 영역을 제시하기 위한 것은 윤곽선에 대한 설명이다.
• 특정 부분의 위치를 지시하기 위한 것은 구역 표시(존)에 대한 설명이다.

필요한 부분만 잘라 내부를 보이고 그 경계를 불규칙한 자유 실선(파단선)으로 마무리한 도형이 부분 단면도다.

답이 되는 도형에는 손으로 그은 듯 구불구불한 파단선이 도형 일부를 가로질러 지나가고, 그 선을 경계로 안쪽 일부만 잘린 채 나머지 외형선은 그대로 남아 있다. 이렇게 하면 절단 위치를 표시하는 절단선이나 대칭 중심선 없이도 원하는 곳만 국부적으로 드러낼 수 있다.

나머지 보기에는 이 파단선이 없고, 해칭한 절단면을 본 도형 위에 겹쳐 그리거나 도형 사이에 끼워 그린 형태여서 부분 단면도와는 구분된다.

공차역의 위치를 나타내는 알파벳은 혼동되기 쉬운 일부 문자를 제외하고 사용하므로, 모든 알파벳을 다 쓸 수 있다는 설명은 틀렸다.

숫자 1, 0과 헷갈리는 I, O를 비롯해 L, Q, W 등은 공차역 위치 기호에서 제외된다.

구멍은 대문자, 축은 소문자로 표시하고 IT공차 등급을 IT01부터 IT18까지 20등급으로 구분하는 것은 옳은 설명이다. (출제 당시 KS 기준)

최소 틈새는 0.025 이다.

구멍은 ø50 (위 +0.039, 아래 0) 이므로 허용 범위가 50.000 ~ 50.039 이고, 축은 ø50 (위 −0.025, 아래 −0.050) 이므로 49.950 ~ 49.975 이다.

최소 틈새 = 구멍의 최소 허용 치수 − 축의 최대 허용 치수
= 50.000 − 49.975
= 0.025

구멍의 최소가 축의 최대보다 크므로 어떤 조합에서도 틈새가 생기는 헐거운 끼워맞춤이다. 참고로 최대 틈새는 50.039 − 49.950 = 0.089 로, 최소와 최대를 바꿔 계산하지 않도록 주의한다.

앞면 쪽이 가장 깊고 뒤로 갈수록 얕아지는 V 홈이 파인 직육면체가 맞다.

정면도를 보면 위쪽 좌우에서 내려온 두 경사선이 아래쪽 한가운데에서 만나 큰 V를 이루고, 그 꼭짓점에서 윗변까지 곧은 세로선이 이어진다. 두 경사면이 만나는 골선이 정면도에서 세로선 하나로 겹쳐 보인다는 것은, 그 골선이 좌우로는 기울지 않고 앞뒤 방향으로만 기울어져 있다는 뜻이다.

우측면도에 파선(숨은선)으로 그려진 왼쪽 아래 → 오른쪽 위 사선이 바로 그 골선이다. 우측면도의 왼쪽 변이 물체의 앞쪽이므로 골은 앞에서 가장 깊고 뒤로 갈수록 얕아진다. 홈 양옆에 윗면이 그대로 남아 있어 오른쪽에서 보면 이 골선이 가려지므로 실선이 아니라 파선이 된다.

평면도에서 가운데 세로선이 골선이고, 그 좌우로 벌어지는 두 사선은 경사면이 윗면과 만나는 모서리다. 두 사선이 앞쪽(아래쪽)에서 가장 벌어지고 뒤쪽으로 갈수록 좁아지는 것도 홈이 뒤로 갈수록 얕고 좁아진다는 뜻이다.

따라서 앞면에 깊은 V 자국이 그대로 드러나고 두 경사면이 뒤쪽으로 가면서 좁아져 거의 사라지는 입체가 답이다. 골이 앞뒤로 같은 깊이라면 우측면도가 사선이 아니라 가로선이어야 하고, 가운데가 위로 솟은 지붕 모양인 입체라면 정면도가 V가 아니라 ∧ 모양이어야 하므로 둘 다 조건에 맞지 않는다.

나란한 두 빗금 사이에 원이 끼어 있는 기호는 원통도로, 자세공차가 아니라 모양(형상)공차에 속한다.

자세공차는 데이텀을 기준으로 대상의 기울기를 규제하는 것으로 다음 세 가지뿐이다.

• 나란한 두 빗금 — 평행도
• 가로선 위에 세로선이 선 기호 — 직각도
• 가로선에서 비스듬히 올라간 기호 — 경사도

원통도는 데이텀 없이 원통면 자체가 이상적인 원통에 얼마나 가까운가만 규제하므로 진직도·평면도·진원도와 같은 모양공차 무리에 들어간다(출제 당시 KS 기하공차 기호 기준).

절단면을 나타내는 절단선은 원칙적으로 가는 1점쇄선으로 그리고 그 끝부분과 방향이 바뀌는 부분만 굵게 표시하므로, 절단선을 굵은 실선으로 한다는 설명은 틀렸다.

숨은선은 파선으로, 치수선과 치수 보조선은 가는 실선으로 긋는 것이 맞다.

SM45C에서 첫 문자 S는 강(Steel), 즉 재질을 나타내는 부분이다.

M은 기계구조용을 뜻하는 규격 구분 기호, 45는 탄소함유량(0.45%)을 의미하는 수치, C는 탄소(Carbon)를 나타내는 부호로 재질·규격·성분을 조합해 표기한 것이다.

도면에서 선이 겹칠 때 우선순위는 외형선 → 숨은선 → 절단선 → 중심선 → 무게중심선 → 치수 보조선 순이다.

제시된 보기 중 외형선을 가장 먼저 두고 숨은선, 중심선, 치수 보조선 순으로 이어지는 나열이 이 순서를 그대로 따르므로 옳다.

줄무늬 방향 기호 C는 가공에 의한 커터의 줄무늬가 기호를 기입한 면의 중심에 대하여 대략 동심원 모양임을 나타낸다.

참고로 두 방향으로 교차하는 경우는 X, 여러 방향 또는 무방향은 M, 중심에서 방사상으로 뻗는 모양은 R로 표시한다.

도형이 치수 수치에 비례하지 않을 때는 그 치수 수치 아래에 실선으로 밑줄을 긋는 방법으로 표시한다. (KS에서는 굵은 실선으로 긋도록 정하고 있다.)

괄호로 묶는 표시는 참고 치수, 사각형으로 두르는 표시는 이론적으로 정확한 치수에 쓰는 방법이므로 비례하지 않는 치수의 표시법과는 다르다.

제1각법은 눈 → 물체 → 투상면의 순서로 투상하므로, 눈 → 투상면 → 물체 순서라는 설명은 틀렸다.

이 순서(눈 → 투상면 → 물체)는 오히려 제3각법의 투상 순서이다.

제1각법은 물체를 1상한에, 제3각법은 3상한에 놓고 정투상하며, 한 도면에는 한 가지 투상법만 사용해야 한다.

왼쪽 돌출부가 높고 오른쪽 돌출부가 낮으며, 오른쪽 돌출부 아래에만 파선이 그려진 도형이 정면도로 맞다.

우측면도를 보면 바깥 윤곽의 맨 윗변보다 한 단 낮은 자리에 앞·뒤 끝의 짧은 가로선이 있고 그 사이가 더 낮게 파여 있다. 즉 가장 높은 부분은 우측면도에서 깊이 전체를 차지하는 왼쪽 덩어리이고, 오른쪽 끝 덩어리는 그보다 낮으면서 앞뒤 방향 한가운데가 홈으로 파여 있다.

평면도에서도 오른쪽 끝에는 앞·뒤 가장자리에만 사각형이 남고 가운데가 비어 있어 같은 홈이 확인된다. 왼쪽에 세로로 그어진 선은 왼쪽 덩어리의 경계선으로, 앞뒤 깊이 전체를 지나가므로 왼쪽 덩어리가 앞뒤로 꽉 차 있음을 뜻한다.

이 홈의 바닥은 앞쪽 벽에 가려지므로 정면도에서 오른쪽 돌출부 아래에 파선으로 나타나야 하고, 앞뒤로 꽉 찬 왼쪽 덩어리 아래에는 파선이 생기지 않는다. 두 돌출부의 높낮이가 뒤바뀌었거나 파선이 왼쪽 아래에 그려진 도형은 조건에 어긋난다.

정투상법에서는 물체의 모양·기능·특징이 가장 잘 드러나는 면을 정면도로 잡는 것이 원칙이다.

정면도를 기준으로 평면도, 측면도 등 나머지 투상도의 배치가 정해지기 때문에 대표성이 가장 큰 면을 선택한다.

KS 부문별 기호에서 KS B는 기계 부문을 나타낸다.

KS A는 기본, KS C는 전기전자, KS D는 금속 부문에 해당한다. (출제 당시 KS 기준)

현의 길이는 치수보조선을 현에 직각으로 긋고 치수선은 현과 나란한 곧은 직선으로 그은 것이 옳다.

답이 되는 도형은 아래에 원호가 있고 그 양 끝에서 수직으로 올린 두 보조선 사이를 곧은 치수선이 화살표로 잇고 있다. 여기서 재어지는 값은 원호 양 끝을 직선으로 이은 현의 길이가 된다.

• 밑변이 곧은 직선인데 곧은 치수선을 그은 것 — 보통의 직선 길이 치수
• 원호와 동심인 원호로 치수선을 그은 것 — 호의 길이 치수
• 보조선을 중심 쪽 방사상으로 긋고 원호 치수선을 쓴 것 — 중심각이 큰 호의 길이 표기

결국 밑변이 원호일 때 치수선이 곧은 직선이냐 원호냐가 현과 호를 가르는 기준이다.

치수 숫자를 직사각형 테두리로 둘러싼 표기가 이론적으로 정확한 치수를 나타낸다.

이론적으로 정확한 치수는 위치도·윤곽도 같은 기하공차의 기준이 되는 치수여서 그 치수 자체에는 치수공차를 주지 않는다. 일반 치수와 구별하기 위해 숫자를 네모로 둘러싸 기입한다.

함께 제시된 다른 표기는 뜻이 전혀 다르다.

• (30)처럼 괄호로 묶은 치수 — 참고 치수여서 가공이나 검사의 기준이 되지 않는다.
• 30에 밑줄을 그은 치수 — 도형이 치수에 비례하지 않을 때 쓰는 비례하지 않는 치수다.

유니파이 나사 호칭 1/2-13UNC에서 13은 1인치 당 나사산 수를 나타낸다.

앞의 1/2은 바깥지름(인치), UNC는 유니파이 보통나사 계열을 뜻하는 기호이다.

평벨트 풀리의 암은 길이 방향으로 절단하여 단면을 도시하지 않는 것이 원칙이므로, 길이 방향으로 절단하여 단면을 도시한다는 설명은 틀렸다.

암의 단면 모양은 도형 안이나 밖에 회전 단면으로 나타내며, 축직각 방향 투상을 주투상도로 쓸 수 있고 테이퍼부 치수의 치수 보조선은 경사선으로 그을 수 있다.

테이퍼 핀의 호칭 지름은 작은 지름 부분을 기준으로 표시한다.

테이퍼 핀은 축 방향으로 지름이 일정하게 변하는 형상이라 규격에서는 가는 쪽 끝의 지름을 호칭 치수로 삼는다.

직각삼각형 모양의 기호가 필릿 용접을 나타낸다.

필릿 용접은 직교하는 두 부재가 이루는 구석에 삼각형 단면으로 용착 금속을 채우는 이음이므로, 기호도 수직변·수평변과 빗변으로 된 직각삼각형으로 그리며 수직변을 항상 왼쪽에 둔다.

나머지는 다른 이음의 기호다.

• 원 모양 — 점(스폿) 용접
• 나란한 두 개의 수직선 — I형 홈 맞대기 용접
• 수직선에 J자 곡선이 붙은 모양 — J형 홈 용접

수증기를 나타내는 문자 기호는 S(Steam)이므로, 수증기를 R로 표시한다는 연결은 틀렸다.

공기는 A(Air), 가스는 G(Gas), 물은 W(Water)로 표시하는 나머지 연결은 옳다.

구름베어링 호칭번호 끝 두 자리(안지름 번호)가 03이면 별도로 정해진 값인 17mm를 뜻한다.

안지름 번호 00, 01, 02, 03은 각각 10, 12, 15, 17mm로 예외 규정되어 있고, 04부터는 번호에 5를 곱해 안지름(mm)을 구한다.

나사 제도에서 산봉우리(수나사의 바깥지름, 암나사의 안지름)는 굵은 실선, 골(수나사의 골지름, 암나사의 골지름)은 가는 실선으로 그리는 것이 원칙이다.

따라서 암나사의 골을 표시하는 선을 굵은 실선으로 그린다는 설명은 반대로 되어 있어 틀렸다.

수나사의 바깥지름을 굵은 실선으로, 골지름을 가는 실선으로 그리고, 완전 나사부와 불완전 나사부의 경계선을 굵은 실선으로 그리는 것은 옳은 설명이다.

모듈은 $m = \dfrac{d}{z} = \dfrac{96}{32} = 3$이고, 원주피치는 $p = \pi m = 3.14 \times 3 = 9.42\,\mathrm{mm}$이다.

따라서 원주피치는 9.42mm이다.

축 방향에서 본 투상도에서 스퍼 기어의 이뿌리원은 가는 실선으로 그린다.

참고로 이끝원은 굵은 실선, 피치원은 가는 1점쇄선으로 구분하여 표시한다.

스프링 제도에서는 대부분 무하중 상태(자연 상태)를 기준으로 그리지만, 겹판 스프링은 예외적으로 상용하중 상태에서 그리는 것이 원칙이다.

겹판 스프링은 하중이 걸리지 않은 자유 상태의 형상을 정확히 그리기 어렵기 때문에 실제 사용 시의 휨 상태를 기준으로 도시한다.

단면 모양이 같은 긴 축은 중간 부분을 파단선으로 잘라 짧게 그릴 수 있다는 설명이 옳다.

축은 길이 방향으로 절단하여 단면 도시하지 않는 것이 원칙이며, 단이 있는 부분의 치수와 모따기 치수도 각각 구체적으로 기입해야 한다.

CAD프로그램은 컴퓨터에서 실행되는 소프트웨어이므로 하드웨어로 볼 수 없다.

중앙처리장치, 입력장치, 출력장치는 모두 CAD시스템을 구성하는 물리적인 하드웨어 요소이다.

외부 형상뿐 아니라 내부 구조 정보까지 표현해 체적, 질량, 관성모멘트 등 물리적 성질 계산까지 가능한 3차원 모델은 솔리드 모델이다.

와이어 프레임 모델은 선(모서리)만으로, 서피스 모델은 표면(면)만으로 형상을 표현해 내부 정보를 담지 못한다.

디지타이저(태블릿)는 좌표를 입력하는 입력장치이므로, 디지타이저를 출력장치로 분류한 연결은 틀렸다.

플로터는 도면을 출력하는 출력장치가 맞지만, 같은 항목에 입력장치인 디지타이저를 함께 묶은 것이 오류이다.

마지막 점을 기준으로 각도와 거리를 입력해 다음 점을 지정하는 방식은 상대 극좌표 입력방법이다.

직교좌표 입력방법은 x, y 값을, 원통좌표는 반지름·각도·높이값을 사용하는 등 좌표 표현 방식이 다르다.