05년 2회차

연삭숫돌 표시에서 맨 끝의 V가 결합제(비트리파이드)를 나타낸다.

연삭숫돌은 연삭재-입도-결합도-조직-결합제 순서로 표시하므로, WA 46 K m V 는 백색 알루미나 입자, 입도 46, 결합도 K, 조직 m, 결합제 V 로 읽는다.

• WA는 맨 앞에 오는 연삭재(백색 알루미나)의 종류다.
• k는 입도 뒤에 오는 결합도 기호로, 입자를 붙잡는 세기를 나타낸다.
• m은 결합도 뒤에 오는 조직 기호로, 입자의 밀도(기공의 많고 적음)를 나타낸다.

밀링 가공에서 커터의 고정구가 아닌 것은 밀링바이스다.

밀링바이스는 커터가 아니라 가공할 공작물을 물어 고정하는 도구이므로 커터 고정구로 분류되지 않는다.

• 아버는 커터를 꽂아 스핀들에 고정하는 축이라 커터 고정구에 해당한다.
• 어댑터는 아버나 스핀들에 커터를 장착하도록 규격을 맞춰주는 연결 고정구다.
• 콜릿은 자루가 있는 커터나 공구를 물려 고정하는 척 방식의 고정구다.

각도 측정기에 해당하는 것은 탄젠트바다.

탄젠트바는 두 롤러 사이의 높이차와 거리로 삼각함수를 이용해 각도를 구하는 측정기로, 사인바와 같은 원리로 각도를 길이 측정값으로 환산한다.

• 캘리퍼스는 길이나 두께를 재는 측정기로 각도 측정이 목적이 아니다.
• 나이프 에지는 직선이나 평면의 형상을 맞대어 확인하는 기준 도구로 각도를 수치로 재지 않는다.
• 스냅 게이지는 축의 지름이 허용범위 안에 드는지 확인하는 한계 게이지로 각도와는 무관하다.

수평밀링 머신의 니 위에서 전후 방향으로 이송하는 안내면은 새들이다.

새들은 니 위에 얹혀 앞뒤로 이동하고, 그 위에 놓인 테이블이 새들을 따라 좌우로 이동해 두 축의 조합으로 공작물 위치를 잡아준다.

• 컬럼은 기계 전체를 지지하는 고정된 몸체 구조물이다.
• 아버는 커터를 꽂는 축으로 니 위의 이송과는 관계가 없다.
• 커터는 절삭을 담당하는 공구일 뿐 이송 안내면이 아니다.

거칠게 래핑하거나 굳은 일감을 래핑할 때는 흑색탄화규소·녹색탄화규소 계열의 래핑제를 사용한다.

탄화규소 입자는 알루미나 계열보다 단단하고 절삭력이 강해 거친 래핑이나 경도가 높은 일감의 초벌 래핑에 적합하다.

• 산화크롬이나 산화철은 입자가 매우 곱고 연해 정밀 다듬질이나 광택용 래핑에 알맞다.
• 갈색·백색 알루미나는 탄화규소보다 무르고 결이 고와 일반 다듬질용으로 더 알맞다.
• 다이아몬드 미분은 초경합금처럼 매우 단단한 재료의 정밀 다듬질에 쓰인다.

결합도가 가장 높은 것은 UWZ 구간의 기호다.

연삭숫돌의 결합도 기호는 알파벳 순서가 뒤로 갈수록 결합도가 높아지도록 정해져 있어, U·W·Z처럼 알파벳 뒤쪽에 있는 문자일수록 입자를 더 단단히 붙잡는다.

• EFG는 알파벳 앞쪽 구간으로 결합도가 낮은 무른 숫돌에 해당한다.
• MNO는 EFG보다는 높지만 여전히 알파벳 중간 구간으로 UWZ보다 결합도가 낮다.
• PQR은 MNO보다 조금 더 단단하지만 UWZ보다는 알파벳 순서가 앞서 결합도가 낮다.

사인바의 크기는 양쪽 롤러의 중심 사이 거리로 나타낸다.

사인바는 이 롤러 중심 간 거리를 빗변으로 삼아 블록게이지로 만든 높이차와의 비율로 각도의 사인값을 구하는 원리이므로, 이 거리 값 자체가 사인바를 구분하는 호칭 치수가 된다.

• 롤러의 직경은 롤러 자체의 크기일 뿐 사인바를 구분하는 호칭 치수가 아니다.
• 측정면의 폭은 사인바 몸체의 크기일 뿐 각도 계산에 쓰이는 기준 길이가 아니다.
• 전체길이는 사인바 몸체의 전체 치수일 뿐 각도 계산의 기준이 되는 롤러 간 거리와는 다른 값이다.

양두그라인더에서 받침대(워크레스트)와 숫돌 사이의 간격은 3mm 이내로 유지해야 한다.

간격이 너무 벌어지면 공작물이 그 틈에 끼여 튕겨 나오거나 손가락이 말려 들어갈 위험이 커지므로, 안전을 위해 좁은 간격을 유지하도록 정해져 있다.

• 15mm 이내는 안전상 요구되는 간격보다 지나치게 넓어 끼임 사고 위험을 그대로 둔다.
• 8mm 이내도 여전히 공작물이 틈에 끼일 수 있는 수준으로 안전 간격으로는 넓다.
• 10mm 이내 역시 정해진 안전 간격보다 넓어 규정을 충족하지 못한다.

연강의 거친 다듬질에 쓰는 평 스크레이퍼의 날끝각도는 80°다.

평 스크레이퍼는 무른 재료일수록, 거친 다듬질일수록 날끝각을 작게 해 날이 재료에 잘 파고들게 하고, 단단한 재료나 마무리 다듬질일수록 날끝각을 크게 해 얇게 긁어낸다. 연강의 거친 다듬질은 무른 재료의 거친 작업이라 작은 쪽 각도를 쓴다.

• 100°는 연강 거친 다듬질용보다 날이 무뎌 절입이 덜 되는 쪽 각도다.
• 120°는 날끝이 더 무뎌 단단한 재료나 마무리 쪽에 가까운 각도다.
• 150°는 날끝이 지나치게 무뎌 거친 다듬질에서 재료를 긁어낼 수 없다.

차륜 선반, 크랭크축 선반처럼 정해진 모양과 치수의 제품을 대량 생산하는 데 적합한 공작기계는 전용공작기계다.

특정 제품 하나의 가공만을 목적으로 설계되어 있어 범용성은 떨어지지만, 같은 형상을 반복 가공할 때는 생산성과 정밀도가 매우 높다.

• 범용 공작기계는 다양한 형상의 부품을 두루 가공할 수 있도록 만든 것이라 특정 제품 전용 설계와는 다르다.
• 단능 공작기계는 하나의 작업만 수행하도록 만든 기계로 특정 제품 전용 설계와는 초점이 다르다.
• 만능 공작기계는 여러 가지 작업을 한 대에서 처리하도록 만든 것이라 특정 제품 대량생산 전용 설계와는 반대 방향이다.

리머 작업에서 좋은 가공면을 얻으려면 절삭속도를 낮게 하고 이송을 크게 한다.

리밍은 드릴보다 낮은 절삭속도로 떨림(채터링)과 발열을 줄이고, 이송은 드릴보다 크게 주어 날이 재료를 확실히 깎아 들어가게 한다. 이송이 너무 작으면 날이 절입하지 못하고 표면을 문질러 가공면이 나빠진다.

• 절삭속도를 크게 하면 떨림과 발열이 커져 날이 빨리 무뎌지고 가공면이 거칠어진다.
• 이송속도를 적게 하면 날이 미끄러지며 문지르게 되어 오히려 가공면이 나빠진다.
• 절삭속도를 높게 하고 이송을 적게 하는 조합은 속도와 이송 모두 권장 조건과 반대다.

호브는 기어 치형을 절삭하는 전용 공구로, 양센터작업처럼 공작물을 센터로 지지해 돌리는 가공에는 사용되지 않는다.

양센터작업은 주축 쪽 센터와 심압대의 고정 센터로 공작물 양 끝을 지지하고, 돌리개로 주축의 회전력을 공작물에 전달하는 방식이다.

• 주축 센터는 공작물의 한쪽 끝을 지지하는 데 필요하다.
• 고정 센터(심압대 센터)는 반대쪽 끝을 지지해 흔들림을 막는다.
• 돌리개는 주축의 회전력을 공작물에 전달하는 역할을 한다.

브로칭머신은 제품 단면 모양과 같은 날을 가진 브로치 공구를 구멍에 통과시켜 각형 구멍·키홈·스플라인 구멍을 한 번에 다듬는 기계이다.

브로치가 통과하면서 여러 개의 절삭날이 순차적으로 조금씩 더 깊게 절삭해 정밀한 내면 형상을 완성한다.

• 호빙머신은 호브로 기어 치형을 절삭하는 기계로 구멍 형상 다듬질과는 무관하다.
• 기어셰이퍼는 셰이퍼 커터의 왕복 운동으로 기어 치형을 절삭하는 기계이다.
• 보링머신은 이미 뚫린 구멍을 넓히고 정밀하게 다듬는 기계로 각형·스플라인 같은 비원형 단면은 가공하지 못한다.

직립형 브로칭 머신은 브로치로 구멍이나 홈의 내면 형상(키홈·스플라인 구멍 등)을 가공하는 기계로, 기어 치형 절삭용 전용기가 아니다.

호빙 머신·베벨기어 절삭기·기어 셰이퍼는 각각 호브·베벨기어 커터·피니언 커터로 기어 치형을 깎도록 만든 기어 전용 절삭기이다.

• 호빙 머신은 호브와 공작물을 함께 회전시켜 평기어·헬리컬기어·웜휠 등의 치형을 창성하는 기어 전용기이다.
• 베벨기어 절삭기는 원뿔면에 이가 있는 베벨기어의 치형을 깎는 전용기이다.
• 기어 셰이퍼는 피니언 커터를 왕복시키며 공작물과 함께 회전시켜 치형을 창성하는 기어 전용기이다.

슬리퍼를 신고 반지를 낀 채 작업하는 것은 옳지 않은 안전수칙이다.

슬리퍼는 발을 제대로 보호하지 못해 낙하물이나 미끄러짐 사고에 취약하고, 반지는 회전체·전기 작업 중 끼임이나 감전 사고의 원인이 될 수 있다.

• 더운 곳에서도 작업복을 갖춰 입는 것은 올바른 안전수칙이다.
• 모자의 몸체나 내부를 청결하게 관리하는 것도 올바른 수칙이다.
• 미끄러지기 쉬운 신발을 신지 않는 것 역시 올바른 수칙이다.

하이포이드기어는 두 축이 만나지도 평행하지도 않게 어긋난(오프셋) 위치에서 물리는 특수 베벨기어로, 치형이 복잡해 전용 기어 절삭기에서 창성해야 하며 밀링머신으로는 절삭할 수 없다.

평기어·베벨기어·스파이럴기어는 밀링머신에서 분할대로 공작물을 등분하고 총형 커터로 이 홈을 하나씩 깎는 방식으로 절삭할 수 있다.

• 평기어는 분할대로 등분하며 인벌류트 총형 커터로 이 홈을 차례로 깎는다.
• 베벨기어는 분할대를 경사시켜 공작물을 기울인 상태에서 총형 커터로 근사 절삭할 수 있다.
• 스파이럴기어는 만능 밀링머신의 테이블을 나선각만큼 돌리고 분할대를 테이블 이송나사와 기어로 연결해 비틀린 이를 깎는다.

종합 피치는 이동 거리를 이동한 피치 수로 나눈 값으로, 계산하면 2.5mm이다.

공구현미경에서는 나사산 여러 개를 건너 측정한 거리를 피치 수로 나누어 평균 피치를 구한다.

$p = \dfrac{L}{n} = \dfrac{5\ \mathrm{mm}}{2} = 2.5\ \mathrm{mm}$

• 1.5mm이면 두 피치 이동 거리가 3mm가 되어 측정값 5mm와 맞지 않는다.
• 2.0mm이면 두 피치 이동 거리가 4mm가 되어 측정값 5mm와 맞지 않는다.
• 3.0mm이면 두 피치 이동 거리가 6mm가 되어 측정값 5mm와 맞지 않는다.

스위치를 켜고 바이트를 붙인 상태에서 일감을 고정하는 것은 회전하는 척이나 공구에 손이 닿을 수 있어 옳지 못한 안전사항이다.

일감 고정·바이트 설치 같은 준비 작업은 반드시 기계를 정지시킨 상태에서 해야 한다.

• 편심된 가공물에 균형추를 부착하는 것은 회전 불균형에 의한 진동과 사고를 막는 올바른 조치이다.
• 바이트를 기계 정지 후에 설치하는 것은 회전 중 공구·척과의 접촉 사고를 막는 올바른 방법이다.
• 심압대 스핀들(심압축)을 지나치게 빼내지 않는 것은 지지 강성 저하로 인한 떨림과 공작물 이탈을 막는 올바른 조치이다.

급속귀환 운동은 셰이퍼처럼 절삭 행정과 귀환 행정의 속도차를 이용하는 왕복 운동기계에 쓰이는 개념으로, 호빙머신의 기본 운동에는 포함되지 않는다.

호빙머신은 호브와 공작물을 동시에 회전시키며 치형을 창성하는 방식이므로 호브축의 회전·이송, 테이블(공작물)의 회전이 기본 운동을 이룬다.

• 호브축의 회전은 절삭날을 움직여 치형을 깎는 기본 운동이다.
• 호브의 이송은 축 방향으로 이동하며 기어 폭 전체를 절삭하는 운동이다.
• 테이블의 회전은 공작물을 돌려 호브와 물림 관계를 유지하며 치형을 창성하는 운동이다.

연삭액의 과다 공급은 냉각·윤활과 관련된 요인일 뿐, 숫돌 파손을 직접 일으키는 기계적 원인은 아니다.

숫돌 파손은 대부분 숫돌에 가해지는 충격이나 불균일한 압력처럼 기계적으로 과도한 힘이 국부적으로 작용할 때 발생한다.

• 연삭 숫돌과 공작물의 충격은 숫돌에 순간적인 큰 힘을 가해 균열·파손을 일으킬 수 있다.
• 숫돌 측면의 과다 압력은 숫돌 조직에 무리한 힘을 주어 파손 원인이 된다.
• 불균일한 플랜지의 압력은 숫돌을 한쪽으로만 조여 응력 집중을 일으켜 파손을 유발한다.

취성이 클 것은 절삭 공구 재료에 요구되는 성질과 반대로, 공구는 오히려 충격에 잘 견디도록 인성이 커야 하고 취성은 작아야 한다.

취성이 큰 재료는 절삭 중 충격이나 진동에 쉽게 깨지기 때문에 공구 재료로 부적합하다.

• 피절삭재보다 굳고 인성이 있어야 절삭 중 마모와 충격을 모두 견딜 수 있다.
• 고온에서도 경도가 잘 저하되지 않아야 절삭열에 의한 무뎌짐을 막을 수 있다.
• 원하는 형태로 쉽게 만들 수 있어야 다양한 공구 형상 제작과 재연삭이 가능하다.

평기어의 이 모양 치수 허용오차 항목에는 단일 피치 오차·인접 피치 오차·누적 피치 오차·법선 피치 오차 등이 있으며, 접선 피치 오차라는 항목은 없다.

평기어 정밀도 규격은 피치 관련 오차 외에 치형 오차, 이 홈의 흔들림, 잇줄 방향 오차를 함께 규정한다.

• 법선 피치 오차는 이면의 법선 방향(기초원 접선 방향)으로 잰 피치의 오차로 규정 항목이다.
• 단일 피치 오차는 각 피치의 실측값과 정확한 피치의 차이로 규정 항목이다.
• 인접 피치 오차는 서로 이웃한 두 피치의 차이로 규정 항목이다.

하향 밀링가공은 커터의 회전방향과 공작물의 이송방향이 같은 절삭방식을 말한다.

하향 밀링(다운 커트)은 칩이 두꺼운 쪽에서 얇은 쪽으로 절삭되어 표면 정밀도가 좋고 절삭력이 안정적인 반면, 백래시 관리가 필요하다.

다이아몬드 공구는 자연계에서 가장 높은 경도와 내마멸성을 갖지만, 철과 반응해 마모가 촉진되므로 강철·주철 절삭에는 적합하지 않고 비철금속의 정밀 절삭에 주로 쓰인다.

다이아몬드는 절삭 중 발생하는 열로 철 성분과 화학 반응을 일으켜 쉽게 마모되기 때문에 철계 금속 가공을 피한다.

• 세라믹은 높은 경도를 가지지만 인성이 낮아 충격에 약하고, 철계 금속의 고속 절삭에도 사용되는 재료로 이 문제의 조건과는 다르다.
• 탄소공구강은 경도와 내마멸성이 다이아몬드에 비해 크게 낮아 정밀 절삭용으로 적합하지 않다.
• 스텔라이트는 코발트를 주성분으로 한 주조 합금 공구재료로 다이아몬드만큼의 경도를 갖지 않는다.

브로치는 하나의 날이 아니라 여러 개의 절삭날이 단계적으로 커지는 형태로 배열되어 있으며, 회전이 아니라 직선으로 밀거나 당겨서 가공한다.

브로칭은 브로치가 구멍을 한 번 통과하는 동안 여러 날이 순차적으로 조금씩 더 깊이 절삭해 최종 형상을 완성하는 가공법이다.

• 브로치 형상과 같은 구멍을 완성 가공한다는 설명은 브로치 단면이 곧 제품의 최종 형상이 되는 특징과 일치한다.
• 매우 복잡한 형상의 구멍을 정밀하게 가공할 수 있다는 것은 브로치의 날 형상을 자유롭게 설계할 수 있는 특징과 일치한다.
• 1회 왕복(1회 통과)으로 가공을 완료할 수 있다는 것은 여러 날이 순차 절삭을 마치는 브로칭의 특징과 일치한다.

소화기 근처에 물건을 적재해 두면 화재 발생 시 소화기 접근과 사용이 오히려 지연되므로, 이는 안전사고 예방과 반대되는 잘못된 방법이다.

소화기 주변은 항상 비워 두어 비상시 누구나 즉시 꺼내 쓸 수 있도록 관리하는 것이 기본 원칙이다.

• 사용한 공구를 공구함 제자리에 보관하는 것은 통로·작업대를 정리해 걸려 넘어지는 사고를 막는 올바른 방법이다.
• 칩을 일정한 장소에 모으는 것은 바닥의 칩에 의한 미끄러짐·베임 사고를 막는 올바른 방법이다.
• 보안경·작업화·보호면 등 보호구를 착용하는 것은 작업 중 신체를 보호하는 기본적인 안전 수칙이다.

초음파 가공은 공구를 초음파로 미세 진동시켜 공구와 공작물 사이의 연삭 입자가 표면을 두드려 깎아내는 방식으로, 소성 변형을 하지 않는 유리·세라믹·다이아몬드 같은 메진 재료의 구멍가공에 적합하다.

기계적 충격으로만 가공하므로 전기 전도성과 무관하게 부도체인 유리·세라믹·보석류에도 적용할 수 있다.

• 래핑 가공은 랩과 랩제로 표면을 매끄럽게 다듬는 정밀 다듬질 방법으로 구멍을 뚫는 가공이 아니다.
• 전해 가공은 전기가 통하는 금속을 전기화학적으로 용해시키는 방식이라 유리·세라믹 같은 절연체에는 쓸 수 없다.
• 플라스마 가공은 고온의 플라스마로 재료를 녹여 절단하는 열가공으로, 메진 재료의 정밀한 구멍가공에는 열 균열 때문에 적합하지 않다.

절삭 깊이를 크게 하면 절삭저항이 커져 오히려 구성인선(built-up edge)이 생기기 쉬워진다. 따라서 절삭 깊이를 크게 하는 것은 방지 대책이 될 수 없다.

구성인선은 절삭 중에 칩의 일부가 공구 날끝에 눌어붙어 쌓이는 현상이다. 절삭 깊이를 줄이고 절삭 속도를 높이는 방향으로 대책을 세운다.

• 공구의 윗면경사각을 크게 하면 칩이 원활하게 흘러 구성인선을 막는 데 도움이 된다.
• 윤활성이 있는 절삭제를 쓰면 공구와 칩 사이의 마찰이 줄어 구성인선이 덜 생긴다.
• 절삭 속도를 충분히 높이면 절삭 온도가 올라가 날끝의 부착물이 연화되어 떨어져 나가므로, 구성인선을 막는 데 효과적이다.

직립 드릴링 머신의 크기는 주축 끝에서 테이블면까지의 최대거리로 나타낸다.

이 거리는 테이블에 올려 가공할 수 있는 공작물의 최대 높이를 결정하므로 작업 능력을 나타내는 대표 기준이 된다.

• 기둥의 길이는 기계 구조의 치수일 뿐 가공 가능한 공작물 크기를 직접 나타내지 않는다.
• 테이블의 이동거리는 위치 조정 범위일 뿐 기계의 크기를 대표하는 기준으로 쓰이지 않는다.
• 주축 끝에서 베이스면까지는 최대거리를 써야 공작물 수용 한계가 나타나며, 최소거리로는 크기를 표시하지 않는다.

선반 작업에서 일감의 단면(끝면)을 절삭할 때 공구가 센터에 닿아 간섭되는 것을 피하기 위해 하프 센터를 사용한다.

하프 센터는 원추 부분의 일부가 잘려 있어 단면 가공 시 바이트와의 간섭을 줄여준다.

회전하는 선반 작업 중에 장갑을 끼는 것은 장갑이 회전체에 말려 들어갈 위험이 있어 오히려 금지해야 할 사항이다.

기름숫돌 다듬질이나 사포 작업도 공작물이 회전하는 상태에서 이루어지므로 맨손으로 작업해 말림 사고를 예방해야 한다.

• 긴 가공물에 방진구를 쓰는 것은 회전 중 휨과 흔들림을 막아 정밀도와 안전을 확보하는 올바른 방법이다.
• 바이트를 가급적 짧게 물리는 것은 떨림과 파손을 줄이는 올바른 방법이다.
• 무게 중심이 치우친 가공물에 균형추를 다는 것은 회전 불균형에 의한 진동·사고를 막는 올바른 방법이다.

절삭 칩은 일반적으로 유동형·전단형·열단형·균열형 네 가지로 분류되며, 탄성형 칩이라는 용어는 표준적인 칩 형태 분류에 속하지 않는다.

칩의 형태는 재료의 연성, 절삭 속도, 경사각 등 절삭 조건에 따라 달라지며 각각 뚜렷이 구분되는 생성 메커니즘을 가진다.

• 유동형 칩은 연성 재료를 큰 경사각·고속·작은 절삭깊이로 가공할 때 연속적으로 흘러나오는 형태이다.
• 전단형 칩은 연성 재료를 저속·작은 경사각으로 가공할 때 주기적으로 전단이 반복되며 생기는 형태이다.
• 균열형 칩은 주철처럼 취성이 큰 재료를 가공할 때 균열이 생기며 불연속으로 떨어져 나가는 형태이다.

피치 4 mm 리드 스크루로 피치 1 mm 나사를 깎으려면 변환기어의 잇수비가 $1:4$가 되어야 한다.

주동기어와 종동기어의 잇수비는 가공하려는 나사의 피치와 리드 스크루 피치의 비와 같으므로 $\dfrac{Z_{주동}}{Z_{종동}} = \dfrac{1}{4}$이다.

선반의 변환기어는 보통 잇수 20부터 5씩 커지는 세트로 갖추어져 있어 잇수 10짜리 기어는 쓰지 않는다. 따라서 1:4 비를 만족하면서 실제로 사용할 수 있는 잇수 쌍은 20과 80이다.

스핀들 회전수는 약 212rpm이다.

절삭속도 공식 $V = \dfrac{\pi D N}{1000}$을 회전수 N에 대해 정리하면 $N = \dfrac{1000V}{\pi D}$이다.

$N = \dfrac{1000 \times 20}{\pi \times 30} \approx 212\ \mathrm{rpm}$

• 약132rpm은 계산값 212rpm보다 훨씬 작아 맞지 않는다.
• 약477rpm은 지름과 절삭속도를 서로 바꿔 넣은 값(1000×30÷(π×20))이다.
• 약666rpm은 분모에서 π를 빠뜨린 값(1000×20÷30)이다.

사포 작업 시 장갑을 착용하는 것은 회전하는 공작물에 장갑이 말려 들어갈 위험이 있어 선반 작업에서는 피해야 할 행동이다.

사포로 표면을 다듬는 작업도 공작물이 회전한 상태에서 이루어지므로 맨손으로 작업해 말림 사고를 예방해야 한다.

• 절삭공구를 짧게 설치하는 것은 떨림과 휨을 줄여 가공 안정성과 안전을 높이는 올바른 방법이다.
• 칩이 튈 때 보안경을 착용하는 것은 눈을 보호하는 기본적인 안전 수칙이다.
• 공작물 측정을 정지 후에 하는 것은 회전 중 접촉 사고를 막는 올바른 방법이다.

축 설계에서는 응력집중을 줄이기 위해 지름 변화 부분에 라운드(필릿)를 주는 것이 원칙이므로, 응력집중효과를 높이기 위해 지름을 변화시킨다는 설명은 옳지 않다.

부식이 우려되는 프로펠러축·펌프축은 부식을 고려하고, 임계속도 부근에서의 운전을 피하며, 표면을 다듬질하여 피로수명을 늘리는 것은 모두 올바른 축 설계 고려사항이다.

새들키(안장키)는 축에는 홈을 파지 않고 보스에만 홈을 파서 그 속에 키를 박아 고정하는 방식이다.

축과의 결합을 마찰력에 의존하므로 큰 힘을 전달하기는 어렵고, 비교적 가벼운 하중의 고정에 주로 쓰인다.

• 묻힘키는 축과 보스 양쪽에 모두 키홈을 파서 사용하는 가장 일반적인 키이다.
• 반달키는 축에 반달 모양의 홈을 파서 끼우는 키이다.
• 드라이빙 키도 축에 키홈을 파서 사용하는 방식으로, 보스에만 홈을 파는 새들키와는 다르다.

완전풀림 온도는 300∼320℃이다라는 설명이 틀렸다. 300℃ 안팎은 황동의 자연 균열(시기 균열)을 막기 위한 저온 풀림(응력 제거 풀림) 온도 범위이고, 완전풀림은 재결정이 충분히 일어나는 그보다 높은 온도에서 한다.

황동은 구리와 아연의 합금으로 주조성·가공성·기계적 성질이 좋고 소성가공이 잘 되며, 색이 아름답고 주석이 들어가는 청동보다 값이 싸다.

• 주조성, 가공성, 기계적 성질이 좋다는 것은 황동이 널리 쓰이는 이유와 일치하는 옳은 특성이다.
• 압연과 단조가 가능하다는 것은 황동의 우수한 소성가공성과 일치하는 옳은 특성이다.
• 색체가 아름답고 청동에 비하여 값이 싸다는 것은 값비싼 주석 대신 아연을 넣는 합금이라는 점과 일치하는 옳은 특성이다.

가로 탄성계수(전단 탄성계수)는 전단응력을 전단변형률로 나눈 값으로 정의된다.

세로 탄성계수(영률)가 수직응력과 수직변형률의 비인 것처럼, 가로 탄성계수는 같은 종류의 응력과 변형률, 즉 전단응력과 전단변형률의 비로 정의되는 비례상수이다.

• 굽힘응력/전단변형률은 서로 다른 종류의 응력과 변형률을 짝지은 것으로 정의식이 될 수 없다.
• 전단응력/수직변형률도 응력과 변형률의 종류가 서로 달라 가로 탄성계수의 정의와 맞지 않는다.
• 수직응력/전단변형률 역시 응력과 변형률의 짝이 어긋나 있어 옳은 정의가 아니다.

표준 고속도강(18-4-1형)의 주성분은 텅스텐(W)·크롬(Cr)·바나듐(V)이다.

18-4-1이라는 명칭 자체가 텅스텐 18%, 크롬 4%, 바나듐 1%가 들어간다는 뜻으로, 고온에서도 경도를 유지하는 적경성이 뛰어나 고속 절삭 공구에 널리 쓰인다.

• Ni, Cr, V 조합은 표준 고속도강의 성분이 아니며, 니켈은 18-4-1형의 주성분에 포함되지 않는다.
• WC, TiC, TaC는 초경합금에 쓰이는 탄화물 성분으로 고속도강과는 다른 재료의 조성이다.
• Co, Cr, W는 스텔라이트 같은 주조 경질합금의 성분 구성에 가까워 표준 고속도강의 주성분과는 다르다.

로크 너트는 너트 두 개를 겹쳐 서로 밀어붙이도록 조여, 나사면에 생기는 마찰력으로 진동·충격에 의한 풀림을 막는 너트이다.

아래 너트를 조인 뒤 위 너트를 조이고, 아래 너트를 약간 되돌려 두 너트가 서로 버티게 하면 진동이 가해져도 쉽게 풀리지 않는다.

• 플레이트 너트는 판에 리벳 등으로 고정해 너트를 손으로 잡을 수 없는 곳에서 볼트를 체결하게 하는 너트로 풀림 방지가 목적이 아니다.
• 슬리이브 너트는 원통형으로 길게 만든 너트로 부품 연결용이며 풀림 방지 구조가 아니다.
• 나비 너트는 손으로 쉽게 조이고 풀도록 날개를 붙인 너트로 풀림 방지와는 반대 목적이다.

담금질의 목적은 강의 경도를 높이는 것이다.

강을 오스테나이트 영역까지 가열한 뒤 급랭시켜 마텐자이트 조직으로 만들면 강도와 경도가 크게 증가한다.

• 재질을 균일하게 하는 것은 불림(노멀라이징)의 목적으로, 담금질의 직접적인 목적과는 다르다.
• 취성이 높아지는 것은 담금질 후에 나타나는 부수적 결과일 뿐, 담금질을 하는 목적 자체는 아니다.
• 연성이 낮아지는 것 역시 경도 상승에 따라 함께 나타나는 결과이지, 담금질의 본래 목적은 아니다.

줄·쇠톱날·정과 같은 수기가공용 공구는 주로 탄소공구강으로 만든다.

탄소공구강은 담금질로 높은 경도를 얻을 수 있어 손으로 다루는 절삭·다듬질 공구에 적합하면서도 고속도강보다 값이 저렴하다.

• 기계구조용 탄소강은 강도보다 인성과 가공성을 중시하는 축·기어 같은 구조용 부품에 쓰이는 재료로 절삭날을 세우는 공구에는 적합하지 않다.
• 주강은 주조로 형상을 만드는 대형 부품용 재료로 정밀한 절삭날이 필요한 수공구에는 쓰이지 않는다.
• 고속도강은 고온에서도 경도를 유지해야 하는 선반 바이트·드릴 같은 고속 절삭공구에 주로 쓰이며 수기가공용 공구와는 용도가 다르다.

두 기어의 중심거리는 200mm이다.

스퍼기어의 중심거리는 두 기어 피치원 지름의 평균, 즉 모듈×잇수의 합÷2로 구한다.

$C = \dfrac{M(Z_1+Z_2)}{2} = \dfrac{5\times(30+50)}{2} = 200\ \mathrm{mm}$

• 150mm는 작은 기어의 피치원 지름(5×30)일 뿐 중심거리가 아니다.
• 250mm는 큰 기어의 피치원 지름(5×50)일 뿐 중심거리가 아니다.
• 300mm는 계산값 200mm보다 커 두 기어가 물리지 않는 거리이다.

스프링의 늘어남은 10mm이다.

스프링 상수는 하중을 변형량으로 나눈 값이므로, 변형량은 하중을 스프링 상수로 나누어 구한다.

$\delta = \dfrac{P}{K} = \dfrac{20\ \mathrm{kgf}}{2\ \mathrm{kgf/mm}} = 10\ \mathrm{mm}$

• 2mm이면 걸리는 하중이 2×2 = 4kgf에 불과해 20kgf와 맞지 않는다.
• 0.2mm이면 하중이 0.4kgf밖에 되지 않아 맞지 않는다.
• 0.1mm는 스프링 상수를 하중으로 거꾸로 나눈 값(2÷20)이다.

산화물계 세라믹의 주재료는 알루미나(산화알루미늄)이다.

산화물계라는 이름 그대로 금속과 산소가 결합한 산화물을 주성분으로 하며, 알루미나는 대표적인 산화물 세라믹 공구 재료이다.

• 탄화규소는 규소와 탄소가 결합한 탄화물로 산화물계가 아닌 탄화물계 세라믹에 속한다.
• 탄화티탄도 티탄과 탄소의 화합물인 탄화물로 산화물계 분류에 해당하지 않는다.
• 탄화붕소 역시 붕소와 탄소의 화합물인 탄화물로 산화물계와는 다른 계통이다.

표준 규격의 기계요소를 사용해야 하는 가장 중요한 이유는 호환성을 확보하기 위해서이다.

규격화된 부품을 쓰면 제조사가 달라도 같은 규격이면 서로 교체해 쓸 수 있어 부품 조달과 유지보수가 쉬워진다.

• 안전성은 표준화의 부수적 효과일 수는 있지만, 표준 규격을 채택하는 가장 근본적인 목적은 아니다.
• 역학적 타당성은 설계 계산의 적절성을 의미하는 것으로 표준 부품 사용 여부와는 직접 관련이 없다.
• 생산성 향상도 표준화의 이점이 될 수 있지만, 표준 규격 채택의 가장 핵심적인 이유는 호환성 확보이다.

두랄루민은 강도를 높이기 위해 구리를 다량 첨가한 고강도 알루미늄합금으로, 내식성보다는 기계적 강도에 초점을 맞춘 합금이라 내식용 Al합금으로 분류되지 않는다.

내식용 알루미늄합금은 주로 마그네슘·망간·규소 등을 첨가해 부식에 강하도록 만든 합금들이다.

• 하이드로날륨은 알루미늄에 마그네슘을 첨가한 합금으로 내식성이 우수한 대표적인 내식용 Al합금이다.
• 알드레이는 알루미늄에 마그네슘과 규소를 첨가한 합금으로 내식성과 강도를 함께 갖춘 내식용 Al합금이다.
• 알민은 알루미늄에 망간을 첨가한 합금으로 내식성이 좋은 내식용 Al합금이다.

비중은 재료의 질량과 부피의 관계를 나타내는 물리적 성질로, 힘에 대한 저항과 관련된 기계적 성질에는 속하지 않는다.

기계적 성질은 외력이 가해졌을 때 재료가 어떻게 반응하는지를 나타내는 성질로, 경도·충격저항·피로저항 등이 여기에 해당한다.

• 경도는 외부의 압입에 대한 저항 정도를 나타내는 대표적인 기계적 성질이다.
• 충격저항은 순간적인 충격 하중에 견디는 정도를 나타내는 기계적 성질이다.
• 피로저항은 반복 하중에 견디는 정도를 나타내는 기계적 성질이다.

유니파이 가는나사의 표시기호는 UNF이며, UNC는 유니파이 보통나사를 나타내는 기호이므로 이 표시는 서로 어긋나 있다.

유니파이 나사는 피치가 굵은 보통나사(UNC)와 피치가 가는 가는나사(UNF)로 나뉘어 서로 다른 기호를 쓴다.

• 미터나사의 기호 M은 실제 규격 표시와 일치하는 올바른 표시이다.
• 30° 사다리꼴 나사의 기호 TM은 실제 규격 표시와 일치하는 올바른 표시이다.
• 관용 평행나사의 기호 PF는 실제 규격 표시와 일치하는 올바른 표시이다.

KS 기계제도에서 기어나 체인의 피치원선은 가는 일점쇄선으로 표시한다.

• 굵은 일점쇄선은 특수 지정선으로 특수 가공 부위 등을 나타낸다.
• 굵은 이점쇄선과 가는 이점쇄선은 각각 특수한 용도나 가상선을 나타내는 데 쓰이며 피치선 표시와는 다르다.

위치 공차에 속하는 것은 크기가 다른 두 원이 겹쳐진 동심도(◎) 기호이다.

위치 공차는 위치도·동심도·대칭도이다. 원 하나(진원도)와 원에 평행 사선 두 줄이 걸친 기호(원통도)는 데이텀 없이 형상 자체를 규제하는 모양 공차이고, 밑변이 있는 반원(면의 윤곽도)도 데이텀 없이 쓰면 모양 공차로 분류한다.

• 원 하나만 있는 기호: 진원도로, 모양 공차이다.
• 원 양쪽에 평행 사선 두 줄이 걸친 기호: 원통도로, 모양 공차이다.
• 밑변이 있는 반원 기호: 면의 윤곽도로, 모양 공차로 분류된다.

올바른 설명은 “M은 가공에 의한 커터의 줄무늬가 여러 방향으로 교차 또는 무방향이다”이다.

그림에서 기호 오른쪽 아래의 M은 줄무늬 방향 기호로, 여러 방향을 뜻한다. 이 밖에 위의 G는 가공 방법(연삭), 왼쪽의 6.3과 1.6은 표면 거칠기 값의 상한·하한, “λc 2.5”는 컷오프값 2.5 mm이다.

• G는 녹색 도장: 지시선 위의 G는 연삭 가공 방법 약호이며, 도장 색과 관계없다.
• 6.3은 컷오프값 6.3 mm: 컷오프값은 λc 뒤의 2.5이고, 6.3은 거칠기 값의 상한이다.
• 최대 높이 거칠기값이 2.5 mm: 2.5는 λc(컷오프) 기호 뒤의 값이라 거칠기값이 아니다.

누락된 우측면도는 왼쪽(정면 쪽)에 경사선이 있고, 그 안쪽에 세로 파선과 경사 파선이 이어진 사다리꼴이다.

평면도에는 뒤쪽 약 1/3 지점에 가로선이 폭 전체에 걸쳐 있고, 그 앞부분은 가운데 세로선으로 좌우가 나뉜다. 정면도에는 가운데 세로선이 있고, 왼쪽 절반에만 위에서 약 1/3 높이에 가로선이 있다. 따라서 오른쪽 절반은 앞쪽 아래 모서리에서 뒤쪽 1/3 지점의 윗면까지 올라가는 경사면이고, 왼쪽 절반은 같은 깊이까지 더 완만하게 약 2/3 높이로 올라간 뒤 수직으로 꺾여 윗면에 닿는다.

우측면도에서는 가까운 오른쪽 절반의 경사선이 외형선이 된다. 뒤에 있는 왼쪽 절반의 완만한 경사선과 수직 단은 가려지므로 숨은선(파선)으로 그린다. 제3각법 우측면도는 왼쪽이 정면 쪽이므로 경사선도 왼쪽에 와야 한다.

• 경사선이 왼쪽에 있고, 파선 꺾임점에서 뒤쪽까지 가로 파선이 더 있는 보기: 그 높이에서 폭 방향으로 이어지는 모서리가 없으므로 가로 파선은 생길 수 없다.
• 경사선이 오른쪽(뒤쪽)에 있고 가로 파선이 있는 보기: 경사면을 뒤쪽에 둔 모양이라 평면도의 가로선 위치(뒤쪽 1/3)와 맞지 않고, 필요 없는 가로 파선도 있다.
• 경사선이 오른쪽(뒤쪽)에 있고 가로 파선이 없는 보기: 파선 구성은 비슷하지만 경사가 뒤쪽에 있어 앞뒤가 뒤집혔다.

베어링 안지름은 75mm이다.

베어링 호칭번호 뒤 두 자리가 안지름 번호이며, 안지름 번호가 04 이상이면 그 번호에 5를 곱해 실제 안지름(mm)을 구한다. 53315는 앞의 533이 베어링 계열, 뒤의 15가 안지름 번호이다.

$d = 15 \times 5 = 75\ \mathrm{mm}$

• 15mm는 안지름 번호를 그대로 읽은 것으로, 5를 곱해야 실제 안지름이 된다.
• 90mm는 안지름 번호 18에 해당하는 값으로 뒤 두 자리 15와 맞지 않는다.
• 95mm는 안지름 번호 19에 해당하는 값으로 뒤 두 자리 15와 맞지 않는다.

올바른 투상은 정면도·평면도 모두 왼쪽 위(평면도는 왼쪽 앞)에 작은 사각형이 있고, 우측면도에 왼쪽 아래에서 오른쪽 위로 올라가는 경사 파선이 있는 도면이다.

입체도는 직육면체에서 정면 기준 왼쪽 앞 윗모서리를 비스듬히 깎은 모양이다. 앞면 왼쪽 절반 가량은 높이가 낮고, 여기서 깊이 절반쯤 되는 곳의 윗면 높이까지 경사면이 올라간다. 오른쪽 절반은 전체 높이 그대로이다.

정면도에는 경사면의 앞 모서리(가로선)와 단의 세로선이 왼쪽 위에 작은 사각형을 만들고, 평면도에서는 경사면이 왼쪽 앞(아래쪽)에 사각형으로 보인다. 우측면도에서는 경사면이 오른쪽 절반에 가려지므로 파선이 되고, 앞쪽(왼쪽)이 낮고 뒤쪽이 높으니 오른쪽 위로 올라간다.

• 정면도·평면도는 같고 우측면도 파선이 위에서 오른쪽 아래로 내려가는 보기: 경사가 뒤쪽으로 낮아지는 모양이 되어 앞쪽이 낮은 입체와 반대이다.
• 작은 사각형이 오른쪽에 있고 파선이 오른쪽 위로 올라가는 보기: 깎인 부분의 좌우가 뒤바뀌었다.
• 작은 사각형이 오른쪽에 있고 파선이 오른쪽 아래로 내려가는 보기: 깎인 부분의 좌우도, 경사 방향도 반대이다.

φ40H7에서 7은 공차의 등급(IT 등급)을 나타내는 숫자이다.

φ40은 기준 치수, H는 구멍 기준 공차역의 위치를 나타내는 기호이며, 그 뒤에 붙는 숫자는 공차의 크기(정밀도 등급)를 나타낸다.

• 기준 치수는 φ40 부분이 나타내는 값으로, 7이라는 숫자와는 별개이다.
• 구멍 기준을 나타내는 것은 알파벳 H이지 뒤의 숫자 7이 아니다.
• 공차 치수(공차값 자체)는 등급 숫자와 기준 치수로부터 별도로 정해지는 값이지, 7이라는 숫자 자체가 공차 치수를 뜻하지는 않는다.

평면도는 가운데 가로선(V홈 바닥)이 끝까지 이어지고, 오른쪽 끝 가운데에서 위아래 모서리 쪽으로 두 사선이 벌어지며, 사선이 시작하는 곳에 세로선이 없는 모양이다.

우측면도의 V자는 윗면 전체 폭에 걸친 V홈이고, 정면도의 파선은 길이 방향으로 이어진 홈 바닥이다. 정면도 오른쪽 윗부분은 윗면에서 시작해 오른쪽 끝에서 홈 바닥 높이까지 내려오는 경사면으로 잘려 있다.

이 경사면과 V홈의 두 빗면이 만나는 교선이 평면도의 두 사선이다. 경사가 시작하는 곳에서는 옆쪽 윗모서리에서만 만나고, 오른쪽 끝에서는 홈 바닥(가운데)에서 만난다. 경사 시작 위치에는 폭을 가로지르는 모서리가 없으므로 세로선이 생기지 않는다.

• 경사 시작 위치에 세로선이 있고 가로선이 끝까지 이어진 보기: 윗면이 V홈 빗면뿐이라 그 위치에 폭 전체를 가로지르는 모서리가 없다.
• 세로선이 있고 가로선이 그 세로선에서 끊긴 보기: 없는 세로선이 있고, 홈 바닥선도 오른쪽 끝까지 이어져야 하는데 끊겼다.
• 오른쪽 모서리 두 꼭짓점에서 안쪽 한 점으로 모이는 보기: 사선의 방향이 반대라 경사가 오른쪽 끝에서 가장 높아지는 모양이 된다.

가는 실선으로 대각선을 X자로 그은 부분은 그 면이 평면임을 나타내므로, 평면으로 가공해야 할 곳이다.

그림에서 왼쪽 부분의 네모 테두리 안과 오른쪽 가는 부분의 위아래 띠에 가는 실선 X가 그려져 있다. 둥근 면과 구별해 평평하게 가공할 면을 나타내려고 이 평면 표시를 쓴다.

• 현장 끼워맞춤 표시한 곳: 가는 실선 대각선은 끼워맞춤과 관계없고, 끼워맞춤은 치수 공차 기호로 나타낸다.
• 정밀하게 가공해야 할 곳: 가공 정밀도는 표면 거칠기 기호나 치수 공차로 나타내며, 대각선은 면의 모양(평면)을 나타낼 뿐이다.
• 사각구멍을 뚫어야 할 곳: 네모 테두리 안의 X는 평평한 면이라는 표시이며, 구멍이라면 숨은선이나 단면으로 따로 나타낸다.

현의 치수는 현에 평행한 직선 치수선과 현에 수직인(서로 평행한) 치수 보조선으로 기입한다. 이렇게 된 보기가 올바르다.

올바른 보기는 호의 양 끝점에서 수직으로 평행한 보조선을 올리고, 두 보조선 사이에 곧은 치수선을 긋고 40을 적었다. 현은 두 점을 잇는 직선 거리이므로 치수선도 직선이어야 한다.

• 직선 치수선에 보조선이 부채꼴 옆변 연장선(반지름 방향)으로 벌어진 보기: 보조선이 현에 수직이 아니라서 치수선 양 끝 사이 거리가 현 길이보다 길어진다.
• 호 모양 치수선에 평행한 보조선을 쓴 보기: 호의 길이를 기입하는 방식이라 현의 치수가 아니다.
• 호 모양 치수선에 반지름 방향 보조선을 쓴 보기: 각도를 기입하는 방식의 선 배치라 현의 치수가 아니다.