03년 1회차

내열강은 고온에서 형상 안정성을 위해 열팽창계수가 작아야 하므로, 열팽창계수가 클 것이라는 설명은 내열강의 구비 조건으로 틀린 내용이다.

내열강은 이 외에도 고온에서 기계적 성질이 우수하고 화학적으로 안정하며 조직 변화가 적어야 한다.

너클나사는 나사산이 둥글게 되어 있어 먼지, 모래 등 이물질이 들어가기 쉬운 환경에서도 나사산 손상이 적어 이런 장소에 적합하다.

• 사다리꼴나사는 정밀한 동력 전달(공작기계 이송나사 등)에 사용한다.
• 톱니나사는 한쪽 방향으로 큰 힘을 받는 경우(잭, 프레스 등)에 사용한다.
• 볼나사는 마찰이 적어 정밀 이송장치에 사용한다.

바깥 둘레에 짧은 사각형 발톱(클로)이 나오고, 측면도에서 그 발톱이 몸체와 직각으로 굽혀져 있는 형상이므로 클로 와셔다.

중앙 구멍에 지름 d의 볼트를 끼운 뒤 굽힌 발톱을 상대 부재의 홈이나 모서리에 걸어 와셔가 함께 돌지 않도록 붙잡고, 그 결과 죔이 풀리는 것을 막는 데 쓴다.

• 혀붙이 와셔는 몸체에서 길쭉한 혀가 뻗어 나와 그 혀를 굽혀 쓰는 것으로, 그림의 짧고 네모난 발톱과 형상이 다르다.
• 스프링 와셔는 링을 한 곳 잘라 비틀어 놓은 것이라 절단부와 어긋난 단이 나타난다.
• 둥근평 와셔는 돌기가 전혀 없는 단순한 원판이다.

플렉시블 커플링은 두 축의 중심선이 다소 어긋나 있거나 고속 회전으로 진동이 발생하는 경우에도 탄성 있는 부재로 충격과 진동을 흡수하며 동력을 전달할 수 있다.

• 플랜지 커플링은 두 축의 중심이 정확히 일치해야 하는 고정 커플링이다.
• 울덤(올덤) 커플링은 두 축이 평행하지만 약간 어긋난 경우에 사용한다.
• 슬리브 커플링은 두 축의 중심선이 정확히 일치하는 저속·소동력 축에 사용한다.

정하중은 크기와 방향이 시간에 따라 변하지 않는 하중으로, 시간에 따라 변화하는 동하중에 속하지 않는다.

• 충격하중, 반복하중, 교번하중은 모두 시간에 따라 크기나 방향이 변하는 동하중이다.

웜기어는 웜과 웜휠의 잇수비를 이용해 한 쌍의 기어로 매우 큰 감속비를 얻을 수 있는 것이 가장 큰 사용 목적이다.

웜기어는 감속비가 크면서도 소음과 진동이 적고 역전 방지(셀프록킹) 기능도 가질 수 있어 감속장치에 널리 쓰인다.

가단주철은 백선 주물을 만든 후 열처리(흑연화 소둔)를 하여 주조성은 유지하면서 강인성을 부여해 단조가 가능하도록 만든 주철이다.

• 칠드주철은 표면만 급랭시켜 백선화하여 경도를 높인 주철이다.
• 구상흑연주철은 흑연을 구상화하여 강도와 인성을 높인 주철이다.
• 보통주철은 편상흑연을 가진 일반적인 주철로 취성이 크다.

문쯔메탈은 구리에 아연을 다량 첨가한 황동(6:4 황동)으로 판, 봉 등 구조용 재료에 주로 사용되며 베어링 합금으로는 쓰이지 않는다.

• 켈밋, 연청동, 알루미늄 청동은 모두 마찰 특성이 좋아 베어링 합금으로 사용되는 구리계 합금이다.

Ni 80%, Cr 20%인 합금은 크로멜로, 열전대(온도 측정용) 재료로 사용된다.

• 인코넬은 Ni-Cr-Fe계 내열합금이다.
• 알루멜은 Ni-Al-Mn-Si계 합금으로 크로멜과 짝을 이뤄 열전대를 구성한다.
• 엘린바는 온도에 따른 탄성률 변화가 거의 없는 불변강이다.

재료의 단단한 정도를 측정하는 시험법은 경도시험이다.

• 수축시험, 파괴시험, 굽힘시험은 각각 응고 수축, 파단 특성, 굽힘 저항성 등을 확인하는 시험으로 경도를 직접 측정하지 않는다.

CNC 공작기계의 테이블 이송장치에는 마찰이 적고 정밀 이송이 가능한 볼나사가 사용된다.

볼나사는 나사와 너트 사이에 강구가 굴러 움직이므로 백래시가 적고 위치 정밀도가 높아 정밀 이송에 적합하다.

황(S)은 탄소강에 함유되면 강도, 연신율, 충격치를 감소시키고 고온 가공 시 적열취성의 원인이 된다.

• Mn은 S의 해로운 영향을 줄여주는 원소이다.
• Si는 강도와 경도를 높이는 원소이다.
• P는 상온취성(냉간취성)의 원인이 되는 원소이다.

구리의 원자기호는 Cu이고 비중은 약 8.9이다.

Ag(은)는 원자기호가 다르고 비중도 약 10.5로 구리와 다르다.

코일의 평균지름과 소선지름의 비를 스프링 지수라고 한다.

$C = \dfrac{D}{d}$

• 스프링 상수는 하중과 처짐의 비이다.
• 스프링의 종횡비는 코일 평균지름에 대한 자유높이의 비이다.
• 스프링 피치는 코일이 감긴 간격을 뜻한다.

프아송의 수는 프아송비의 역수이므로 값은 약 3.57이다.

$m = \dfrac{1}{\nu} = \dfrac{1}{0.28} \approx 3.57$

지름 30mm, 회전수 1400rpm으로 가공할 때 절삭속도는 약 132 m/min이다.

$v = \dfrac{\pi D N}{1000}$
$v = \dfrac{\pi \times 30 \times 1400}{1000} \approx 131.9\ \mathrm{m/min}$

참값은 47.845mm이다.

블록 게이지 자체에 -15μm의 오차가 있으므로 실제 치수는 호칭치수보다 0.015mm 작다. 이 블록에 다이얼 게이지의 0점을 맞추면 그 오차가 그대로 기준에 실리므로, 제품의 참값은 지시값에 블록 게이지의 오차를 더해 구한다.

$\text{참값} = 47.86 + (-0.015) = 47.845\ \mathrm{mm}$

스핀들 앞면의 24구멍 직접 분할판을 사용하고, 웜을 내려 웜과 웜휠의 물림을 끊은 상태에서 분할하는 방법은 직접분할법이다.

• 단식분할법은 웜과 웜휠의 물림을 유지한 채 분할 크랭크를 돌려 분할하는 방법이다.
• 차동분할법은 단식분할법으로 나눌 수 없는 수의 분할에 사용하는 방법이다.
• 섹터분할법은 분할판의 구멍 수를 세는 수고를 덜기 위해 섹터(분할 다리)를 이용하는 보조적인 방법이다.

공구 재료 중 경도가 가장 높고 내마멸성이 커서 비철금속의 정밀 절삭에 사용되는 것은 다이아몬드이다.

• 세라믹과 고속도강은 다이아몬드보다 경도가 낮다.
• 탄소공구강은 경도와 내마모성이 낮아 고온·정밀 절삭에는 적합하지 않다.

탭 가공에서 구멍이 클 때는 탭에 걸리는 부하가 오히려 줄어들므로 탭이 부러지는 원인이 아니다.

• 핸들에 무리한 힘을 가하거나 탭이 구멍 바닥에 부딪히면 과도한 저항으로 탭이 부러질 수 있다.
• 칩 배출이 원활하지 않으면 탭에 무리한 힘이 걸려 부러질 수 있다.

오히려 구멍이 필요 이상으로 작을 때 탭에 걸리는 저항이 커져 부러지기 쉽다.

숫돌바퀴의 눈메움이나 무딤을 제거하여 절삭성을 회복시키는 작업을 드레싱이라고 한다.

• 트루잉은 숫돌 형상을 바로잡는 작업이다.
• 템퍼링은 담금질한 강을 재가열하여 인성을 부여하는 열처리이다.
• 그라인딩은 숫돌로 공작물을 연삭 가공하는 작업 자체를 말한다.

검출기나 피드백 회로 없이 지령대로만 구동하는 서보 방식은 개방 회로방식이다.

• 반폐쇄 회로방식은 서보모터 축에서, 폐쇄 회로방식은 테이블(이동체)에서 위치를 검출해 피드백한다.
• 하이브리드 서보방식은 반폐쇄와 폐쇄 방식을 함께 사용하는 방식이다.

널링 작업은 공작물 표면에 널을 압입하여 무늬를 내는 작업으로 주로 선반에서 이루어지며 드릴링 머신으로는 할 수 없다.

• 보링, 리밍, 태핑은 드릴링 머신에 해당 공구를 장착하여 수행할 수 있는 작업이다.

테이퍼 부분의 길이가 짧고 경사각이 큰 일감은 복식 공구대를 경사시키는 방법으로 가공하는 것이 가장 적합하다.

• 심압대 편위법은 테이퍼가 길고 경사각이 작은 가공물에 적합하다.
• 총형 바이트법은 짧은 구간의 형상 가공에 쓰이지만 경사각이 큰 테이퍼 가공에는 적합하지 않다.
• 테이퍼 절삭장치는 길이가 길고 일정한 테이퍼를 반복 가공할 때 사용한다.

흑연은 윤활 작용을 하는 재료로 랩제(연마제)로 사용되지 않는다.

• 탄화규소, 알루미나, 산화철은 모두 래핑 가공에 사용되는 대표적인 랩제이다.

밸브 몸통 안에 비스듬히 놓인 판(디스크)을 사선 하나로 나타낸 기호가 체크 밸브(역지 밸브)다.

체크 밸브는 유체가 한쪽으로 흐를 때만 판이 밀려 열리고 역류하면 판이 시트에 밀착해 닫히는 밸브다. 그래서 도시할 때도 좌우가 같은 대칭 기호가 아니라, 시트에 걸쳐진 판을 사선으로 그려 흐름 방향이 한쪽뿐임을 나타낸다.

• 삼각형 둘이 나비 모양으로 마주 붙은 기호는 방향성이 없는 밸브 일반 기호다.
• 그 나비 기호에 세로 줄기(스템)가 붙은 것도 조작부를 가진 일반 밸브를 나타낸다.
• 삼각형 둘이 직각으로 꺾여 배관이 90°로 이어지는 것은 앵글 밸브다.

구멍용 게이지 제작공차에는 정밀도가 가장 높은 등급인 IT01~IT5가 적용된다.

일반적으로 IT6~IT10은 끼워맞춤 부분에, IT11~IT18은 끼워맞춤이 필요 없는 부분의 공차에 적용된다.

IT 기본공차는 IT01, IT0, IT1~IT18까지 총 20등급으로 구분된다.

등급 숫자가 작을수록 공차가 작아 정밀도가 높고, 숫자가 커질수록 공차가 커져 정밀도가 낮아진다.

구멍과 축의 끼워맞춤에서는 이 등급을 기준으로 기준치수별 공차값이 표로 규정되어 있다.

단면을 하지 않는 기어 도시에서 이뿌리원은 가는 실선으로 그린다.

이끝원은 굵은 실선, 피치원은 가는 1점쇄선으로 그리며, 이뿌리원만 가는 실선을 사용하는 것이 원칙이다.

다만 축직각 방향에서 단면으로 도시할 때는 이뿌리선을 굵은 실선으로 그린다.

치수는 되도록 정면도(주투상도)에 집중하여 기입하는 것이 원칙이므로, 여러 투상도에 분산하여 기입한다는 설명은 틀렸다.

• 대상물의 기능·제작·조립을 고려해 필요한 치수를 명료하게 기입하는 것은 옳은 원칙이다.
• 특별한 명시가 없으면 마무리 치수를 표시하는 것도 옳다.
• 계산이 필요 없도록 기입하고 중복을 피하는 것도 옳다.

여러 줄 나사에서 리드는 호칭지름 다음에 직접 표시하고 괄호 안에는 피치를 병기하므로, "호칭 앞에 괄호로 리드를 기입한다"는 설명은 틀렸다.

예를 들어 "Tr40x14(P7)"과 같이 호칭지름 뒤에 리드값을 쓰고 괄호 속에 피치(P)를 표시하는 형식이 옳은 표기이다.

• 암나사의 안지름을 굵은 실선으로 그리는 것은 옳다.
• 측면도시에서 골지름을 약 3/4원의 가는 실선으로 그리는 것도 옳다.
• 나사면의 표면거칠기를 나사 표시 마지막에 기입하는 것도 옳다.

베어링 호칭번호 뒤에 붙는 C2는 내부 틈새(레이디얼 내부 틈새) 기호이다.

같은 호칭에서 P6과 같은 기호는 정밀도 등급을 나타내고, 계열번호나 안지름 번호, 접촉각 기호는 각각 별도의 자리에 표시되므로 C2와는 구분된다.

코일스프링은 오른쪽 감기가 원칙이므로 오른쪽 감기일 때는 별도 표시를 하지 않고, 왼쪽 감기일 때만 "감김 방향 왼쪽"이라고 표시한다. 따라서 오른쪽 감기를 별도로 표시한다는 설명은 틀렸다.

• 스프링을 원칙적으로 무하중 상태로 그리는 것은 옳다.
• 하중 상태로 그릴 때 치수와 하중을 함께 기입하는 것도 옳다.
• 기입하기 어려운 사항을 항목표에 일괄 표시하는 것도 옳다.

평화면(수평면)에 수직인 직선은 입화면(정면)에서 실제 길이 그대로 나타난다.

평화면에 수직이라는 것은 그 직선이 수직 방향(연직)으로 서 있다는 뜻이며, 이런 직선은 평면도에서는 점으로 투상되지만 정면도와 측면도에서는 길이가 축소되지 않고 실제 길이로 나타난다.

길이가 다른 가로선 세 개를 겹쳐 놓고 가운데 선을 길게 뺀 기호가 대칭도 공차 기호다.

대칭도는 데이텀의 중심 평면(중심선)에 대해 대상 형체의 중심 평면이 얼마나 어긋나도 되는지를 규제하는 위치 공차에 속한다.

• 큰 원 안에 작은 원을 겹쳐 그린 이중 원은 동심도(동축도) 기호다.
• 원을 십자선이 관통한 기호는 위치도 기호다.
• 비스듬히 나란한 두 직선은 평행도 기호다.

공통 기준치수 뒤에는 구멍 기호를 먼저, 축 기호를 나중에 쓰고 그 사이를 구분해야 하므로, 축 기호를 앞세워 구분 없이 붙여 쓴 50g6H7 이 잘못된 표기다.

KS에서 인정하는 표기는 빗금으로 나눈 50H7/g6, 하이픈으로 나눈 50H7-g6, 구멍 기호를 분자·축 기호를 분모에 둔 분수꼴 세 가지다.

대문자 H7은 구멍, 소문자 g6은 축의 공차역 등급이므로 순서와 구분 기호가 없으면 어디까지가 기준치수이고 어느 쪽이 구멍인지 읽어낼 수 없다. 출제 당시 KS 기준의 규정이다.

설계부터 제조, 출하까지 전체 공정을 컴퓨터로 통합 관리하는 시스템을 CIM(Computer Integrated Manufacturing)이라 한다.

• CAE는 설계 단계의 해석(구조·열·유동 등)에 국한된 개념이다.
• FMS는 생산 현장의 유연 생산 시스템만을 가리킨다.
• CAD/CAM은 설계와 가공 연계에 한정된 개념으로, 출하까지 포괄하는 전사적 통합 개념은 아니다.

평판 위에 펜으로 그림을 그리듯 위치를 입력하는 장치는 스타일러스 펜(태블릿용 펜)이다.

• 콘트롤 다이얼은 회전 조작으로 값을 조정하는 장치이다.
• 마우스는 평면 이동으로 커서를 제어하지만 펜으로 그리는 방식은 아니다.
• 트랙볼은 볼을 굴려 커서를 이동시키는 장치이다.

인터럽트는 CPU가 프로그램 실행 도중 특정 사유로 실행을 일시 중단하고 다른 프로그램(처리 루틴)을 먼저 실행하도록 제어하는 것을 말한다.

고장 상태나 입력 대기, 보조기억장치 이상은 인터럽트 자체의 정의가 아니라 각각 다른 상황을 가리킨다.

솔리드 모델은 형상 데이터가 완전하여 이동·회전을 통해 형상을 정확하게 파악하기 쉬운 것이 특징이므로, "형상 파악이 곤란하다"는 설명은 틀렸다.

• 단면도 작성이 용이한 것은 솔리드 모델의 옳은 특징이다.
• 부피·무게중심 등 물리적 성질 계산이 가능한 것도 옳다.
• 데이터양이 많아 메모리 사용이 늘어나는 것도 옳은 특징이다.

1바이트는 8비트이므로 2바이트는 $2 \times 8 = 16$비트로 구성된다.

줄수는 리드를 피치로 나눈 값으로 구해지며, $\dfrac{14}{7} = 2$이므로 이 나사는 2줄 나사이다. 따라서 "줄수는 7줄이다"는 설명은 틀렸다.

• Tr는 미터 사다리꼴 나사를 뜻하는 기호이므로 옳다.
• 40은 호칭지름 40mm를 뜻하므로 옳다.
• 14는 리드값이므로 리드가 14mm라는 설명도 옳다.

CAD 시스템이 직접 수행하는 업무는 형상 표현, 공학적 해석, 설계 검사·평가 등이며, 설계의 필요성을 인식하는 단계는 설계 착수 이전의 기획 단계에 해당하여 CAD 작업과의 관련성이 가장 적다.

오프셋, 커서, 그리드는 모두 화면상에서 사용자와 시스템이 상호작용(대화)하는 데 쓰이는 조작·입력 관련 용어이다.

반면 모델(model)은 형상 데이터 자체를 가리키는 용어로, 대화형 조작을 지칭하는 용어가 아니다.

CAD에서 점을 정의하는 데 쓰이는 좌표계는 직교, 극, 원통, 구면 좌표계 등이며, 타원 좌표계는 이러한 표준 좌표계에 포함되지 않는다.

표제란, 중심마크, 윤곽선은 도면에 반드시 기입해야 하는 필수 양식 요소이다.

반면 비교눈금은 도면을 축소·복사했을 때 정도를 확인하기 위해 필요한 경우에만 기입하는 항목으로, 반드시 있어야 하는 것은 아니다.

벨트풀리는 축을 수평으로 놓고 축에 직각인 방향에서 본 투상도를 정면도로 하는 것이 원칙이므로, "축방향의 투상도를 정면도로 한다"는 설명은 틀렸다. 축방향(원형)에서 본 투상은 측면도로 도시한다.

• 대칭형 벨트풀리를 일부분만 도시하는 것은 옳다.
• 암을 길이 방향으로 절단하여 단면 도시하지 않는 것도 옳다.
• 암의 단면 모양을 도형 안이나 밖에 회전 단면으로 도시하는 것도 옳다.

가공 전이나 가공 후의 모양을 표시할 때 사용하는 선은 가는 2점쇄선(가상선)이다.

가상선은 이 밖에도 인접 부분 참고 표시, 이동 위치 표시 등에도 함께 사용된다.

중심선을 경계로 위쪽 절반만 해칭해 단면으로 그리고, 아래쪽 절반은 겉모양만 남긴 채 숨은선을 생략한 도면이 한쪽 단면도로 바르게 나타낸 것이다.

입체도의 물체는 플랜지에 원통 보스가 붙고 가운데를 구멍이 관통한 상하 대칭 부품이다. 이런 대칭 물체는 절반은 잘라 내부를, 나머지 절반은 외형을 한 도면에서 동시에 보여 줄 수 있다.

• 위·아래를 모두 해칭한 것은 물체 전체를 하나의 절단면으로 자른 온(전) 단면도다.
• 해칭 없이 내부를 파선으로만 나타낸 것은 단면도가 아니라 숨은선을 쓴 외형도다.
• 위쪽을 단면으로 그리고도 아래쪽에 숨은선을 남긴 것은, 단면으로 이미 드러난 부분의 숨은선은 생략한다는 원칙에 어긋난다.

베어링 호칭번호 뒤 두 자리 08은 안지름 번호이며, 안지름 번호에 5를 곱해 안지름을 구하므로 $8 \times 5 = 40\ \mathrm{mm}$가 된다.

따라서 이 베어링에 결합되는 축의 지름은 40mm이다.

축은 원칙적으로 길이 방향으로 단면 도시를 하지 않는다. 축, 키, 리벳, 볼트 등 길이 방향 절단면이 이해를 방해하는 부품은 길이 방향 단면을 취하지 않는 것이 KS 제도 규칙이다.

• 축 끝에 모따기를 하는 것이 일반적이므로 "모따기를 하지 않는다"는 설명은 틀렸다.
• 긴 축은 중간을 파단하여 짧게 그릴 수 있으므로 "파단할 수 없다"는 설명도 틀렸다.
• 널링은 축선에 대해 30°로 엇갈리게 그리는 것이 원칙이므로 45°라는 설명도 틀렸다.

기하공차 중 동심도(동축도)는 위치공차에 속한다.

평면도와 원통도는 모양(형상)공차, 직각도는 자세공차에 해당하여 위치공차와는 구분된다.

대상물의 구멍이나 홈 등 한 부분만의 모양을 도시하는 것으로 충분할 때 사용하는 투상도를 국부 투상도라 하며, 축에 가공된 키홈을 표현할 때 주로 쓰인다.

제3각법의 투상 순서는 눈 → 투상면 → 물체이므로, "눈 → 물체 → 투상면"이라는 설명은 제1각법의 투상 순서를 가리키는 것으로 틀렸다.

• 도면과 물체의 관련도를 대조하기 편리한 것은 제3각법의 옳은 특징이다.
• 투상도 간 치수 비교가 편리한 것도 옳다.
• 보조투상을 이용해 물체 모양을 정확히 표현할 수 있는 것도 옳다.

지시기호의 a 자리에는 산술(중심선) 평균거칠기 값을 기입한다.

그림은 대상 면에 세운 삼각 기호에서 오른쪽 위로 가로선이 뻗은 표면거칠기 지시기호로, 삼각형 바로 위 a 에 거칠기 값, 가로선 위 b 에 가공 방법, 가로선 오른쪽 아래 c 에 컷오프값(기준 길이), 삼각형 오른쪽 아래 d 에 줄무늬 방향 기호를 적는다.

따라서 가공 방법·줄무늬 방향은 각각 b·d 자리이고 다듬질 여유는 별도의 e 자리이므로 a 에는 올 수 없다. 출제 당시 KS 기준의 표기법이다.

구의 지름을 나타낼 때는 지름 기호 앞에 구를 뜻하는 S를 붙여 Sφ100과 같이 표시한다.

축에 직각인 방향에서 본 그림을 단면으로 도시할 때 이뿌리선은 굵은 실선으로 그리므로, "가는 실선"이라는 설명은 틀렸다.

• 바깥지름(이끝원)을 굵은 실선으로 그리는 것은 옳다.
• 피치원을 가는 1점쇄선으로 그리는 것도 옳다.
• 요목표에 톱니의 특성(잇수, 피치 등)을 기입하는 것도 옳다.

두 점 사이의 거리 공식 $d=\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}$에 값을 대입하면 $d=\sqrt{(4-0)^2+(2-(-1))^2}=\sqrt{16+9}=\sqrt{25}=5$이다.

절단선은 가는 1점쇄선의 양 끝부분을 굵게 그린 선을 사용하므로, 가는 실선으로 그리는 선에 해당하지 않는다.

치수선, 지시선, 회전 단면선은 모두 가는 실선으로 그리는 선에 속한다.

파이프 도시 기호에서 문자 기호 G는 가스가 흐르는 배관임을 나타낸다.

이 밖에 공기는 A, 기름은 O, 수증기는 S 등으로 유체 종류에 따라 별도의 문자 기호를 사용한다.