14년 2회차

황동의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은 전도도는 50% Zn에서 최소가 된다는 내용이다. 황동의 전기(열)전도도는 아연량이 늘어날수록 감소하다가 50%보다 낮은 아연량에서 최소가 되고, 그 이후 다시 증가하여 50% Zn 부근에서는 오히려 극대값을 나타낸다. 따라서 50% Zn에서 최소라는 서술은 사실과 반대이다.

나머지 설명은 황동의 대표적인 성질과 일치한다.

• 연신율은 Zn 30% 부근(7·3 황동)에서 최대가 된다.
• 인장강도는 Zn 45% 부근에서 최대가 되고, 그 이상에서는 급격히 떨어진다.
• Zn 50% 이상의 황동은 취성이 커서 구조용 재료로 쓰기에 적합하지 않다.

초경 절삭공구용 코팅 인서트의 특징이 아닌 것은 피삭재와 고온반응성이 높다는 설명이다. 코팅층은 오히려 피삭재와의 화학적 반응성을 낮추어 공구와 칩 사이의 용착·확산 마모를 억제하는 것이 목적이다.

코팅은 모재보다 경도가 높아 내마모성을 높이고, 화학적으로 안정해 크레이터 마모의 원인이 되는 확산을 줄이며, 고온에서도 산화에 강해 내산화성을 갖는다는 점에서 나머지 설명은 모두 타당하다.

철(Fe)의 비중은 약 7.8이다. 순철의 비중은 약 7.87로, 실용적으로는 7.8 전후의 값으로 다룬다.

알루미늄(약 2.7), 티타늄(약 4.5)보다 무겁고 납(약 11.3)보다는 가벼운 중간 정도의 비중을 가진다.

일반 탄소강보다 P, S의 함유량을 많게 하거나 Pb, Se, Zr 등을 첨가하여 만든 강은 쾌삭강이다. 이들 원소는 절삭 시 칩을 잘게 끊어지게 해 피삭성(절삭성)을 크게 향상시킨다.

스프링강은 탄성한도가 높도록 만든 강이고, 구조용 탄소강과 탄소 공구강은 각각 강도와 경도(내마모성) 확보가 목적이라는 점에서 쾌삭강과는 첨가 목적 자체가 다르다.

주철에 대한 설명 중 틀린 것은 취성이 없어 고온에서도 소성변형이 되지 않는다는 내용이다. 주철은 탄소 함유량이 높아 오히려 취성이 큰 재료이며, 그 취성 때문에 상온은 물론 고온에서도 단조와 같은 소성가공이 어렵다. "취성이 없다"는 전제 자체가 사실과 반대이다.

주철은 용융온도가 주강보다 낮고 유동성이 좋아 주조성이 우수하며, 탄소는 흑연(유리탄소)과 시멘타이트 형태의 화합 탄소로 존재한다는 나머지 설명은 모두 옳다.

주형에서 경도가 필요한 부분에 칠 메탈(chill metal, 냉금)을 대어 그 부분만 급랭시켜 경도를 높이는 주철은 칠드주철이다. 급랭된 표면부는 백주철 조직이 되어 매우 단단해지고, 서서히 냉각된 내부는 회주철 조직으로 남아 인성을 유지한다.

가단주철은 백주철을 열처리해 연성을 부여한 것이고, 구상흑연주철은 흑연을 구상화해 강도와 인성을 높인 것이며, 미하나이트 주철은 접종 처리로 흑연을 미세·균일하게 만든 고급 주철이라는 점에서 칠드주철과 제조 원리가 다르다.

'기계적 강도가 높아 기계재료로 많이 사용된다'는 설명은 틀렸다. 순철은 기계적 강도가 낮아 오히려 기계재료보다는 전자기적 성질이 우수한 재료로 사용되기 때문이다.

• 카보닐철·전해철·암코철은 공업용 순철의 주요 종류이다.
• 변압기 철심과 발전기용 박철판은 순철의 전형적인 응용 분야다.
• 상온에서 연성과 전성이 우수하고 용접성이 좋다는 것은 순철의 특징으로 사실이다.

순철의 높은 투자율과 저손실 특성 때문에 전기·전자 기기의 철심 재료로 선호되며, 강도가 필요한 기계재료로는 강철(탄소강)이 사용된다.

강철 벨트는 인장강도가 매우 크고 벨트 수명이 길다는 장점이 있지만, 탄성과 마찰 계수가 떨어진다는 단점을 가지고 있다. 이러한 낮은 마찰력을 보완하기 위해 풀리 표면에 고무나 코르크 등의 마찰재를 붙여 사용한다. 가죽·고무·섬유 벨트는 이미 자체 탄성과 마찰성이 우수하므로 별도의 표면 처리가 필요 없다.

SI 단위를 옳게 표현한 것은 응력의 단위 Pa이다. 응력(압력)의 SI 유도단위는 파스칼($\mathrm{Pa} = \mathrm{N/m^2}$)이다.

가속도의 SI 단위는 $\mathrm{m/s^2}$이며 km/h는 속도를 나타내는 비SI 표현이다. 체적의 SI 단위는 $\mathrm{m^3}$이고, 리터(L)는 SI와 함께 쓰도록 허용된 단위일 뿐 SI 단위가 아니므로 kl 은 옳은 표현이 아니다. 또한 힘의 SI 단위는 뉴턴(N)이며 N/m²은 압력(응력)의 단위이므로 힘의 단위로는 옳지 않다.

압축응력은 단면적당 하중이므로 $\sigma=\dfrac{P}{A}$으로 구한다.

정사각형 단면의 한 변이 $2\,\mathrm{cm}=20\,\mathrm{mm}$이므로 단면적은 $A=20\times20=400\,\mathrm{mm^2}$이다.

따라서 $\sigma=\dfrac{4000\,\mathrm{N}}{400\,\mathrm{mm^2}}=10\,\mathrm{N/mm^2}$으로, 압축응력은 10 N/㎟이 된다.

스프링 지수는 코일의 평균 지름을 소선의 지름으로 나눈 값 $C=\dfrac{D}{d}$으로 구한다.

평균 지름 $D=30\,\mathrm{mm}$, 소선 지름 $d=3\,\mathrm{mm}$이므로 $C=\dfrac{30}{3}=10$이다.

따라서 이 코일 스프링의 스프링 지수는 10이다.

양 끝에 왼나사와 오른나사를 각각 두어 막대나 로프 등을 죄어 당기는 데 사용하는 기계요소는 턴 버클이다. 본체를 돌리면 양쪽 나사가 동시에 조여들거나 풀리면서 로프의 장력을 조절할 수 있다.

나비 너트는 손으로 쉽게 죄고 풀 수 있도록 날개가 달린 너트, 캡 너트는 볼트 끝을 덮어 보호하는 너트, 아이 너트는 고리가 달려 로프나 훅을 걸어 물체를 매다는 너트로, 모두 턴 버클과 같은 양방향 죔 기능을 갖지 않는다.

축을 설계할 때 고려해야 할 사항으로 가장 적합하지 않은 것은 축간 거리이다. 축간 거리는 기어나 벨트 등으로 두 축 사이를 연결하는 전동 장치를 배치할 때 고려하는 항목이지, 축 자체의 설계 요소는 아니다.

축 자체를 설계할 때는 하중에 의한 변형(처짐·비틀림각), 파손에 견디는 강도, 그리고 회전 중 발생하는 진동(위험속도)을 반드시 검토해야 한다.

제시된 설명은 올덤 커플링(Oldham's coupling)에 대한 것이다. 두 축이 평행하지만 축선이 다소 어긋나 있을 때 사용하며, 두 원판 사이에 홈을 가진 중간판(플랜지)을 끼워 한쪽 축의 회전을 다른 쪽 축에 전달하는 방식으로, 양 축 사이의 편심을 흡수할 수 있는 구조가 특징이다.

• 셀러 커플링은 동일 축선의 두 축 연결에 사용된다.
• 유니버설 커플링은 교차하는 두 축 연결에 사용된다.
• 마찰 클러치는 동력의 단속(斷續)에 사용되는 장치이다.

이들은 모두 해당하지 않는다.

기준원 위에서 원판을 굴릴 때 원판 위의 한 점이 그리는 궤적은 사이클로이드 곡선이다. 구름원이 기준선이나 기준원 위를 미끄러짐 없이 굴러갈 때 원둘레 위 한 점이 그리는 자취가 사이클로이드 계열 곡선이며, 사이클로이드 기어의 치형 곡선으로 활용된다.

인벌류트 곡선은 원에 감긴 실을 팽팽하게 풀어낼 때 실 끝이 그리는 궤적으로 생성 원리가 다르며, 쌍곡선과 포물선은 원뿔을 평면으로 자를 때 얻어지는 원뿔곡선이라는 점에서 이 문제의 상황과는 무관하다.

테이퍼 및 기울기의 표시방법에 관한 설명으로 틀린 것은 경사면에서 지시선으로 끌어내어 기입해서는 안 된다는 내용이다. KS 제도 규격에서는 테이퍼·기울기 값을 경사면에서 지시선으로 끌어내어 기입할 수도 있다고 규정하고 있다.

테이퍼는 원칙적으로 중심선에 연하여, 기울기는 원칙적으로 변에 연하여 기입하며, 정도와 방향을 특별히 명확하게 나타낼 필요가 있을 때는 별도로 도시한다는 나머지 설명은 모두 옳다.

우측면도로 맞는 것은 사각형의 왼쪽 위(앞쪽)에만 작은 직사각형이 구획되고, 오른쪽 위(뒤쪽)는 트여 있는 그림이다.

정면도는 위쪽 양 모서리가 사선으로 깎인 사각형이고, 평면도는 뒤쪽 약 1/3이 가로선 위로 폭 전체로 남고 앞쪽 약 2/3만 세로선 두 개로 나뉜다. 즉 앞쪽 부분만 윗모서리 양쪽이 경사면으로 깎이고 뒤쪽은 온전한 직육면체다.

제3각법 우측면도에서는 왼쪽이 입체의 앞쪽이다. 오른쪽 경사면의 아래 모서리가 앞쪽 구간에만 가로선으로 나타나고, 경사면이 끝나는 단차가 세로선으로 나타나 왼쪽 위에 작은 직사각형이 생긴다.

• 사선이 있는 두 그림: 경사면의 모서리는 앞뒤 방향으로 곧게 뻗어 옆에서 보면 가로선이 되므로 사선이 나올 수 없다.
• 가로선이 폭 전체를 가로지르는 그림: 뒤쪽 부분은 깎이지 않았으므로 경사면 경계선이 뒤쪽 끝까지 이어지지 않는다.

기어를 제도할 때 피치원은 가는 1점 쇄선으로 표시한다. 피치원은 실제 가공되는 윤곽이 아니라 치형 설계의 기준이 되는 가상의 원이므로, 중심선과 같은 가는 1점 쇄선을 사용한다.

참고로 이끝원은 굵은 실선, 이뿌리원은 가는 실선으로 그리며, 주투상도를 단면으로 나타낼 때의 이뿌리선은 굵은 실선으로 그려 피치원과 구분한다.

스프링의 도시법에서 스프링의 종류 및 모양만을 간략도로 도시하는 경우, 스프링 재료의 중심선은 굵은 실선으로 표시된다. 이는 KS 규격(스프링 도시법)에서 정하는 기준으로, 간략도에서 스프링의 기하학적 형태와 특성을 명확히 구분하기 위해 중심선을 굵게 표현하여 가독성을 높인다.

그림의 a 자리에는 표면거칠기의 지시값(Ra 같은 거칠기 수치)을 적는다.

면의 지시 기호(√ 모양)는 자리마다 적는 내용이 정해져 있다. a는 거칠기 지시값, b는 가공 방법, c는 컷오프값, d는 줄무늬 방향 기호, e는 다듬질 여유, f는 Ra 이외의 파라미터, g는 표면 파상도 자리다.

• 가공 방법은 긴 가로선 위쪽인 b 자리에 적는다.
• 줄무늬 방향의 기호는 가로선 아래 오른쪽인 d 자리에 적는다.
• 표면 파상도는 기호 오른쪽 아래인 g 자리에 적는다.

ø30 H7/p6은 구멍 기준식 억지 끼워 맞춤이다. 대문자 H는 기준 구멍(구멍의 아래 치수허용차가 0)을 나타내는 구멍 기준식 표기이고, 축의 공차역 p는 축이 구멍보다 굵게 만들어져 죔새가 생기는 억지 끼워맞춤 영역에 속한다.

축 기준식이라면 기준 축을 뜻하는 소문자 h가 축 쪽에 쓰이고 구멍 쪽 문자로 헐거움·억지 여부가 결정되므로, 구멍 쪽에 H가 온 H7/p6은 구멍 기준식임을 알 수 있다.

그림은 회전 도시 단면도다. I형 단면 부재의 가운데를 파단선으로 끊고, 그 사이에 단면 모양을 90° 돌려 그려 넣었다.

회전 도시 단면도는 암·리브·훅·축·형강처럼 길이 방향으로 단면이 일정한 부분에 쓴다. 절단면을 그 자리나 파단선 사이, 절단선 연장선 위에 90° 회전시켜 나타낸다.

• 조합에 의한 단면도는 둘 이상의 절단면을 이어서 하나의 단면으로 나타낸 것이다.
• 부분 단면도는 필요한 일부만 잘라 내고 파단선으로 경계를 표시한 것이다.
• 한쪽 단면도는 대칭인 물체를 1/4만 잘라 외형 절반과 단면 절반으로 그린 것이다.

기하공차는 형태공차와 자세공차로 분류되며, 자세공차는 기준에 대한 요소의 방향·위치 관계를 규제한다. 보기 1번의 진직도·진원도는 형태공차(기준 없이 요소 자체의 형태)이고, 보기 3번의 원통도는 형태공차, 대칭도는 위치공차다. 보기 4번의 윤곽도는 형태공차, 온흔들림은 복합공차다. 보기 2번의 평행도·경사도는 기준축(면)에 대한 방향 관계를 나타내는 자세공차로만 구성되어 있다.

기계제도에서 가는 실선이 사용되지 않는 것은 외형선이다. 외형선은 대상물의 보이는 부분의 모양을 나타내는 선으로 굵은 실선을 사용한다.

치수선·치수 보조선·지시선은 모두 도면 정보를 보조적으로 전달하는 선이므로 외형선과 구분되도록 가는 실선으로 그린다.

A부의 치수는 27이다.

아래쪽 직렬 치수는 왼쪽부터 10, 6, A, 4, 2이고, 이 구간을 모두 합한 전체 길이가 49로 기입되어 있다.
$A=49-(10+6+4+2)$
$A=49-22=27$

31, 33, 35는 전체 길이 49에서 나머지 구간 치수의 합 22를 뺀 값과 맞지 않는다.

크레이터 마모를 줄이는 방법이 아닌 것은 절삭공구의 경사각을 작게 한다는 내용이다. 경사각을 작게 하면 절삭저항과 칩·공구 경사면 사이의 마찰·온도가 오히려 커져 크레이터 마모가 촉진되므로, 마모를 줄이려면 반대로 경사각을 크게 하여 칩의 흐름을 원활히 해야 한다.

경사면 위의 압력과 마찰계수를 낮추고, 윤활성이 좋은 절삭유(냉각제)를 사용해 열과 마찰을 줄이는 것은 모두 크레이터 마모를 억제하는 올바른 방법이다.

단조품·주물품에 볼트나 너트를 고정할 때 접촉부가 안정되도록 구멍 주위를 평면으로 깎아 자리를 만드는 작업은 스폿 페이싱이다. 거친 주조·단조 표면에 볼트 머리나 너트가 밀착되도록 평평한 자리면을 가공하는 것이 목적이다.

태핑은 구멍에 탭으로 암나사를 내는 작업, 카운터싱킹은 접시머리 나사용 원뿔 자리를 파는 작업, 보링은 이미 뚫린 구멍의 내경을 정밀하게 넓히는 작업으로 각각 목적이 다르다.

에이프런(apron)은 선반의 왕복대에 장치되어 있다. 왕복대 앞쪽에 부착되어 이송축이나 리드스크루의 회전을 받아 왕복대(새들)와 공구대를 자동·수동으로 이송시키는 기구가 에이프런이다.

주축대는 주축과 변속장치를 품은 부분, 심압대는 공작물의 반대쪽 끝을 지지하는 부분이며, 이송기구는 주축의 회전을 이송축·리드스크루로 전달하는 기구로 에이프런이 붙어 있는 왕복대와는 구분된다.

정면 밀링 커터(face mill)와 엔드밀은 수직축에 회전하는 공구이며, 평면 가공과 홈 가공(슬롯 가공)은 수직 밀링 머신의 대표적 작업이다.

수직 밀링 머신은 스핀들축이 수직 방향이어서 정면 커터와 엔드밀을 직접 장착하여 수평한 평면 및 수직 홈을 효율적으로 가공할 수 있으며, 일반적인 부품 가공에 가장 널리 사용되는 기본형 밀링 머신이다.

• 공구 밀링 머신은 정밀 공구 제작용이다.
• 특수 밀링 머신은 특정 부품 전용이다.
• 모방 밀링 머신은 형상 복제용으로 주용도가 다르다.

특정한 모양이나 같은 치수의 제품을 대량 생산하기에 적합하도록 사용범위를 한정하여 만든 공작기계는 전용 공작기계이다. 특정 작업만을 반복 수행하도록 설계되어 조작이 간단한 대신, 다품종 소량 생산에는 적합하지 않다.

범용 공작기계와 만능 공작기계는 여러 종류의 가공을 폭넓게 수행할 수 있도록 만들어져 다품종 소량 생산에 유리하다는 점에서 전용 공작기계와 성격이 반대이며, 표준 공작기계 역시 특정 제품 전용으로 사용범위를 한정한 기계가 아니다.

밀링 머신의 주축 회전운동을 직선 왕복운동으로 바꾸어 바이트로 가공물의 안지름에 키홈·스플라인·세레이션 등을 가공하는 부속장치는 슬로팅 장치이다. 주축의 회전을 램의 왕복운동으로 변환하여 바이트가 셰이퍼처럼 왕복하며 절삭한다.

밀링 바이스는 공작물을 고정하는 장치, 래크 절삭 장치는 래크 기어를 절삭하는 장치, 분할대는 공작물을 일정 각도로 등분·회전시키는 장치로 각각 슬로팅 장치와 기능이 다르다.

밀링 머신에서 홈이나 윤곽을 가공하는 데 적합하며 원주면과 단면 모두에 절삭날이 있는 공구는 엔드밀이다. 측면과 바닥면을 동시에 절삭할 수 있어 포켓·홈·윤곽 가공에 널리 쓰인다.

메탈 소는 얇은 원판형 커터로 절단이나 좁은 홈 가공에, 홈 밀링 커터는 일정한 폭의 홈 가공에 쓰이는 원판형 커터이며, 리머는 이미 뚫린 구멍을 정밀하게 다듬는 데 사용되어 엔드밀과 용도가 구분된다.

선반 절삭에서 이론적 표면 거칠기(Ra)는 노즈 반지름과 이송량의 관계식으로 계산된다.
$R_a = \frac{f^2}{8r}$
여기서 f는 이송(mm/rev), r은 노즈 반지름(mm)이다.

주어진 값을 대입하면
$R_a = \frac{(0.06)^2}{8 \times 0.6} = \frac{0.0036}{4.8} = 0.00075 \text{ mm} = 0.75 \text{ μm}$
이다.

절삭속도는 표면 거칠기에 직접 영향을 주지 않으므로 계산에 포함되지 않는다.

다듬질 연삭에서는 공작물 표면을 정밀하게 마무리해야 하므로 거친 연삭보다 훨씬 느린 이송속도를 사용하며, 일반적으로 0.2 ~ 0.4 m/min 정도가 기준이 된다.

이송속도가 빠르면 다듬질면의 표면 거칠기가 나빠지고 치수 정밀도가 떨어지므로, 공작물 1회전당 이송을 숫돌 폭 이하의 작은 값으로 유지하며 표면을 서서히 다듬는 것이 다듬질 연삭의 핵심이다.

액체 호닝(liquid honing)에 대한 설명 중 틀린 것은 형상이 복잡한 일감에 대해서는 가공이 어렵다는 내용이다. 액체 호닝은 연마제를 섞은 가공액을 압축공기로 분사하는 방식이어서 노즐만 접근할 수 있으면 되므로, 오히려 복잡한 형상의 일감도 쉽게 가공할 수 있는 것이 장점이다.

가공 시간이 짧고, 표면의 산화막·도료 등 이물질을 제거할 수 있으며, 분사에 의한 표면 가공경화로 피로강도를 향상시킬 수 있다는 나머지 설명은 모두 액체 호닝의 실제 특징과 일치한다.

절삭공구 재료로 가장 적합하지 않은 것은 연강이다. 연강은 탄소 함유량이 낮아 열처리로도 충분한 경도를 얻을 수 없으므로 피삭재를 절삭할 만한 경도와 내마모성을 갖추지 못해 공구 재료로 사용하지 않는다.

탄소공구강과 합금공구강은 열처리를 통해 충분한 경도를 얻을 수 있고, 세라믹은 고온에서도 경도가 높게 유지되어 고속 절삭에 사용되는 대표적인 공구 재료이다.

연삭 숫돌을 숫돌의 반지름 방향으로 이송하여 공작물을 연삭하며, 단이 있는 면이나 테이퍼 형상의 연삭에 적합한 원통연삭 방식은 플런지 컷형이다. 축 방향 이송 없이 숫돌이 반지름 방향으로 파고들며 연삭하므로, 숫돌 폭 이내의 단이 진 형상을 한 번에 가공할 수 있다.

테이블 왕복형과 숫돌대 왕복형은 공작물(테이블) 또는 숫돌대가 축 방향으로 왕복하며 긴 원통면을 연삭하는 방식이고, 센터리스 연삭형은 센터나 척 없이 받침판과 조정숫돌로 공작물을 지지·회전시키는 방식이어서 플런지 컷형과는 이송·지지 방식이 다르다.

나사의 유효지름을 측정하는 가장 정밀한 방법은 삼침법이다. 나사산 골에 지름이 같은 세 개의 침(와이어)을 끼우고 그 바깥쪽 거리를 마이크로미터로 측정한 값으로부터 유효지름을 정밀하게 계산해낸다.

나사 마이크로미터에 의한 방법은 비교적 간편하지만 삼침법만큼 정밀하지 않고, 센터 게이지는 나사산 각도 확인이나 바이트 설치에 쓰는 도구이며, 광학적인 방법은 나사산의 형상·피치 확인에는 유용하나 유효지름 측정의 정밀도 면에서는 삼침법에 미치지 못한다.

자루(생크)와 날 부위가 서로 별개로 되어 있는 리머는 셀 리머이다. 날 부분(셀)을 별도의 아버(자루)에 끼워 사용하는 조립식 구조로, 날이 마모되면 셀만 교체할 수 있다.

솔리드 리머는 자루와 날이 하나로 이어진 일체형이고, 조정 리머와 팽창 리머는 날의 지름을 조절할 수 있는 구조가 특징이어서, 자루와 날이 분리된 구조 자체를 특징으로 하는 셀 리머와는 구분된다.

절삭유제에 대한 설명으로 틀린 것은 올리브유·면실유·대두유 등 식물성 기름이 고속·중절삭에 적합하다는 내용이다. 식물성유는 윤활성은 좋으나 냉각 능력이 떨어져 열 발생이 큰 고속·중절삭에는 적합하지 않고, 주로 저속·경절삭에 사용된다.

절삭유제는 마찰을 줄이고 절삭열을 냉각시켜 가공표면의 거칠기를 향상시키며, 수용성과 불수용성으로 나뉘고, 고온·고압의 가혹한 절삭 조건에서는 극압유가 사용된다는 나머지 설명은 모두 옳다.

축 지름의 치수를 직접 읽을 수는 없지만 부품이 허용 공차 안에 들어 있는지 합격·불합격을 판정하는 데 가장 적합한 측정 기기는 한계 게이지이다. 통과측과 정지측으로 공차의 상한·하한을 동시에 검사하여 합부 판정을 신속하게 내릴 수 있다.

버니어 캘리퍼스와 외경 마이크로미터는 실제 치수값을 직접 읽어내는 측정기이고, 사인바는 각도를 측정하는 기구라는 점에서 한계 게이지와 용도가 다르다.

바이트의 앞면 절삭날각은 부절인(앞 절삭날)과 바이트 중심선에 직각인 선이 이루는 각이다.

• 주절인(측면 절삭날)과 바이트 중심선이 이루는 각은 옆면 절삭날각에 해당하며, 앞면 절삭날각과는 다른 개념이다.
• 부절인에서 바이트 뒤쪽으로 이어지는 면(경사면)이 수평과 이루는 각은 경사각에 해당한다.
• 부절인을 이루는 바이트 앞면이 수직선과 이루는 각은 앞면 여유각에 해당한다.

제시된 G28 블록은 자동 원점 복귀 명령문이다.

G28은 지정한 중간점을 거쳐 기계 원점으로 급속 복귀하는 명령이다. 여기서 U10·W10은 현재 위치에서 X축(지름값)으로 10, Z축으로 10만큼 떨어진 중간 경유점을 증분값으로 지정한 것이다.

• 제2 원점 복귀는 G30으로 명령한다.
• U10·W10으로 지정한 중간점을 거친 뒤 원점으로 가므로, 중간점 없이 곧바로 이동한다는 설명은 틀리다.
• G28에서도 절대 좌표 X·Z로 중간점을 지정할 수 있다.

이송 기능(F)은 공구와 공작물 사이의 상대 속도(이송 속도)를 지정하는 기능으로, 분당이송량(mm/min)과 회전당이송량(mm/rev) 두 가지 방식으로 나타낼 수 있다. G는 준비기능, S는 주축 회전수, M은 보조기능(기계 동작 제어)이므로 설명과 맞지 않는다.

CNC 프로그램에서 M 주소는 보조기능(miscellaneous function)을 지령하며, 절삭유 공급·주축 회전·척 개폐 등 기계의 보조 장치를 ON/OFF 로 제어하는 코드이다.

X 는 좌표축 이동량, P 는 휴지시간이나 보조프로그램 번호 등 부가 정보, U 는 증분좌표나 휴지시간에 쓰이는 주소로 보조장치 제어와는 무관하다.

가공 중 바이트에 칩이 감기면 이송과 주축 작업을 정지한 뒤 안전한 위치에서 칩을 제거하는 것이 원칙이다.

• 작업을 수행하며 손으로 제거하면 회전체에 손이 말려드는 재해 위험이 크다.
• 작업을 계속하며 공구로 제거해도 기계가 작동 중이므로 위험하다.
• 가공시간 단축을 위해 완료 후 제거하는 것은 안전과 무관한 편의적 판단으로 옳지 않다.

눈높이에서 커터 날 끝의 절삭 상태를 직접 보며 가공하는 것은 칩이 눈으로 튀어 들어갈 위험이 있어 금지되는 행동이며, 밀링 작업안전 수칙에 어긋난다.

정면커터 가공 시 칩 커버 설치, 공구·공작물 설치 시 전원 차단, 테이블 위 공구·측정기 비치 금지는 모두 올바른 안전수칙이다.

머시닝센터에서 임의의 지점을 일시적으로 "0"으로 설정해 사용하는 좌표계는 상대 좌표계이다.

기계 좌표계는 기계 원점을 기준으로 고정되어 임의로 0 설정할 수 없고, 극좌표계는 각도·거리로 위치를 표시하는 방식이며, 잔여(이동량) 표시는 현재 블록에서 남은 이동 거리를 보여 주는 것으로 좌표를 0으로 설정하는 용도가 아니다.

1500 rpm 스핀들이 3회전 하는 데 걸리는 시간을 구하면 정지시간(dwell)이 된다.

$t=\dfrac{3}{1500}\times 60=0.12\ \mathrm{sec}$

초 단위 휴지시간은 G04 U(또는 X) 주소에 소수점을 붙여 입력하므로 G04 U0.12 ; 로 지령한다.

G04 P 는 밀리초 단위 정수로 입력하므로 0.12초는 P120 이 되어야 하고, X0.1 은 0.1초로 계산값과 다르며, A 는 휴지시간을 지령하는 주소가 아니다.

백래시 보정기능은 축이 한 방향으로 이동하다가 반대 방향으로 전환될 때 기구적 유격 때문에 발생하는 편차 값을 보정하는 기능이다.

볼 스크루의 부분 마모에 따른 피치 편차나 백보링·한 방향 위치결정 기능의 편차 보정은 백래시 보정과는 별개의 개념이다.

보조기능 중 M01은 선택적 프로그램 정지(optional stop)를 나타내며, 조작반의 옵셔널 스톱 스위치가 켜져 있을 때만 프로그램이 정지한다.

M00 은 무조건적 프로그램 정지, M02 는 프로그램 종료, M03 은 주축 정회전을 지령하는 기능으로 선택적 정지와는 다르다.

G96 S120은 절삭속도를 120m/minN=\dfrac{1000V}{\pi D}로 계산한다. 지름 10mm를 대입하면 $N=\dfrac{1000\times120}{\pi\times10}\approx3820$rpm이 되지만, G50 S2000이 최고 회전수를 2000rpm으로 제한하므로 실제 회전수는 2000rpm을 넘지 못한다.

CNC 공작기계의 제어방식은 위치결정 제어, 직선절삭 제어, 윤곽절삭 제어의 세 가지로 구분된다.

"원점 절삭 제어"는 실제 CNC 제어방식 분류에 존재하지 않는 용어이므로 제어방식의 종류가 아니다.

여러 줄 나사의 리드는 피치에 줄 수를 곱한 값이다.

$L=p\times n=2\ \mathrm{mm}\times 2=4\ \mathrm{mm}$

따라서 피치 2mm 인 2줄 나사의 리드는 4mm이다.

CNC 공작기계에서 정보는 도면 → CNC 프로그램 → 정보처리 회로 → 서보기구 구동 → 기계 본체 → 가공물의 순서로 흐른다.

도면을 해석해 프로그램을 작성하고, 이를 정보처리 회로(제어장치)가 처리해 서보기구를 구동시키면 그 결과로 기계 본체가 움직여 가공물이 완성되는 흐름이다.

원호 보간에서 시계방향은 G02, 반시계방향은 G03이며, 절대지령(G90)·증분지령(G91) 어느 방식으로도 지령할 수 있다.

원호의 크기는 반지름 R 값뿐 아니라 시작점에서 원호 중심까지의 벡터인 I, J, K 값으로도 지령할 수 있으므로, "R 값으로만 지령해야 한다"는 설명은 틀렸다.

G98은 고정 사이클에서 가공 완료 후 초기점(초기 높이)으로 복귀하는 기능을 의미한다. 참고로 G99는 R점(구멍가공 시작 기준점)으로 복귀하는 기능이며, 문제의 G83은 심공드릴 사이클, R3.0은 R점 위치, Q2.0은 1회 절입량을 나타낸다.

중앙처리장치(CPU)는 명령을 해독하고 각 장치를 지휘하는 제어장치와 산술·논리 연산을 수행하는 연산장치를 중심으로 구성된다.

입력장치와 출력장치는 CPU 외부에서 데이터를 주고받는 주변장치이며, 변환장치 역시 CPU의 구성요소가 아니다.

G43을 쓸 때 T06 공구의 길이 보정량은 11이다.

그림에서 기준 공구 T02의 길이는 69, T06의 길이는 80이다. 보정량은 기준 공구와의 길이 차이로 구한다.
$80-69=11$

T06이 기준 공구보다 11만큼 길고, G43(+방향 공구 길이 보정)을 쓰므로 보정량은 양수 11로 넣는다.

• -11은 T06이 기준 공구보다 짧을 때 G43에 넣는 값이다.
• 80과 -80은 길이 차이가 아니라 T06의 전체 길이를 그대로 쓴 값이다.

CNC 선반의 복합형 고정 사이클 중 G70은 정삭 사이클로, G71·G72·G73 으로 황삭 가공한 윤곽을 마무리 정삭하는 데 사용된다.

G71은 내외경 황삭 사이클, G72는 단면 황삭 사이클, G73은 형상 반복(패턴 반복) 사이클로 모두 황삭 가공에 쓰인다.