19년 1회차

주형을 구성하는 요소가 아닌 것은 플래시(flash)이다.

플래시는 상·하 주형의 맞춤면 틈으로 쇳물이 새어 나와 굳은 얇은 지느러미 모양의 주물 결함으로, 주형 요소가 아니라 후처리로 제거하는 대상이다.

• 라이저(riser, 압탕)는 응고 수축을 보충할 쇳물을 저장하는 주형 요소이다.
• 탕구(sprue)는 쇳물을 주입해 주형 내부로 보내는 수직 통로이다.
• 코어(core)는 주물의 속이 빈 부분을 만들기 위해 주형 안에 넣는 요소이다.

옳지 않은 것은 열간가공이 냉간가공보다 치수 정밀도와 표면상태가 우수하다는 설명이다.

열간가공은 재결정온도 이상에서 가공하므로 큰 변형이 쉽지만, 냉각 수축과 산화 스케일 때문에 치수 정밀도와 표면이 냉간가공보다 떨어진다.

• 압연은 회전하는 롤 사이로 재료를 통과시켜 두께를 줄이는 가공이다.
• 인발은 다이 구멍으로 재료를 잡아당겨 단면적을 줄이는 가공이다.
• 전조는 소재와 공구를 회전시키며 눌러 나사·기어 등을 성형하는 가공이다.

옳지 않은 것은 TIG 용접이 소모성 전극을 쓴다는 설명이다.

TIG(가스 텅스텐 아크) 용접은 녹지 않는 비소모성 텅스텐 전극으로 아크를 만들고 용가재를 따로 공급한다. 소모성 전극을 쓰는 것은 MIG 용접이다.

• 용제(flux)를 쓰지 않아 슬래그가 없으므로 후처리가 쉽다.
• 전극 재료로 텅스텐을 사용한다.
• 아르곤·헬륨 같은 불활성 가스로 용접부를 보호한다.

가공 시간은 30초이다. 드릴은 구멍 깊이에 끝 원추 높이를 더한 거리만큼 이송해야 구멍이 완전히 뚫린다.

이송 거리: $L=95+5=100\,\mathrm{mm}$
분당 이송: $fN=1\,\mathrm{mm/rev}\times 200\,\mathrm{rpm}=200\,\mathrm{mm/min}$
가공 시간: $T=\dfrac{L}{fN}=\dfrac{100}{200}=0.5\,\mathrm{min}=30\,\mathrm{s}$

• 10초는 이송 거리 100mm를 분당 이송 200mm/min으로 나눈 30초보다 짧아, 이 조건으로는 구멍을 끝까지 뚫을 수 없다.
• 1분은 분당 이송을 100mm/min으로 절반만 잡았을 때 나오는 값이다.
• 0.5시간은 계산 결과 0.5분을 시간 단위로 혼동한 값이다.

옳지 않은 것은 제품 두께가 두꺼우면 수축량이 감소한다는 설명이다.

두꺼운 부분은 냉각이 느리고 수축할 수지 체적이 커서 수축량이 증가하며, 싱크마크도 생기기 쉽다.

• 고분자 재료마다 수축률이 달라 같은 금형이라도 제품 크기가 달라진다.
• 사출압력을 높이면 캐비티에 수지가 더 많이 충전되어 수축량이 줄어든다.
• 성형온도가 높으면 유동성이 좋아져 압력이 충분히 전달되므로 수축량이 줄어드는 경향이 있다.

옳지 않은 것은 관용나사의 나사산각이 60°라는 설명이다.

관용나사는 휘트워스 계열 나사로 나사산각이 55°이다. 나사산각 60°는 미터나사·유니파이나사의 값이다.

• 관 내부 유체의 누설을 막는 기밀 목적으로 사용한다.
• 관용 평행나사와 관용 테이퍼나사의 두 종류가 있다.
• 관용 테이퍼나사의 테이퍼는 $\dfrac{1}{16}$이다.

옳지 않은 것은 초정밀가공이 단결정 다이아몬드 공구로 탄소강의 경면을 얻는다는 설명이다.

다이아몬드는 탄소로 이루어져 고온에서 철과 친화성이 커 철계 재료 절삭 시 급격히 마모된다. 따라서 단결정 다이아몬드 초정밀가공은 알루미늄·구리 등 비철금속이나 광학 소재에 주로 쓰인다.

• 경식선삭(hard turning)은 경화처리된 고경도 재료를 연삭 대신 선삭으로 경제적으로 가공하는 방법이다.
• 열간절삭은 레이저빔·플라즈마아크 등의 열원으로 소재를 가열해 연화시킨 뒤 절삭하는 방법이다.
• 고속절삭은 강성·회전정밀도가 높은 주축으로 가공해 절삭열이 칩으로 많이 빠져나가므로 공작물의 열팽창과 변형을 줄일 수 있다.

NC 블록의 주소는 G-준비기능, F-이송기능, S-주축기능, T-공구기능, M-보조기능이다.

G 코드는 직선·원호 보간 등 동작 방식을 지정하고, F는 이송속도, S는 주축 회전수, T는 공구 번호, M은 주축 정·역회전·절삭유 등 기계 보조 동작을 지령한다.

• F와 S를 바꿔 주축기능, 이송기능 순으로 놓은 연결은 F(feed)와 S(spindle)의 의미를 뒤바꾼 것이다.
• T와 M을 바꿔 보조기능, 공구기능 순으로 놓은 연결은 T(tool)와 M(miscellaneous)을 뒤바꾼 것이다.
• G를 보조기능, M을 준비기능으로 놓은 연결은 준비기능(G)과 보조기능(M)을 뒤바꾼 것이다.

타이밍 벨트(치형 벨트)의 특징으로 옳지 않은 것은 효과적인 윤활이 필수라는 설명이다.

타이밍 벨트는 고무·수지 벨트의 이와 풀리의 이가 맞물려 동력을 전달하므로 체인이나 기어와 달리 윤활이 필요 없다.

• 마찰이 아닌 맞물림으로 전동하므로 초기 장력이 작아 베어링 하중을 줄일 수 있다.
• 이가 맞물려 정확한 회전비를 얻을 수 있다.
• 미끄럼이 거의 발생하지 않는다.

해머를 낙하시켜 반발 높이로 경도를 구하는 방법은 쇼어 시험(Shore test)이다.

쇼어 시험은 반발식 경도시험으로 압입자국이 경미해 완성품이나 대형 부품의 경도 측정에 쓰인다.

• 누우프 시험은 길쭉한 마름모꼴 다이아몬드 압입자를 눌러 생긴 자국의 긴 대각선 길이로 경도를 구하는 압입식 시험이다.
• 비커스 시험은 대면각 136°의 다이아몬드 사각뿔 압입자 자국의 대각선 길이(표면적)로 경도를 구한다.
• 로크웰 시험은 기준하중과 시험하중을 걸었을 때의 압입 깊이 차로 경도를 구한다.

비틀림 강성을 이용하는 막대 모양의 스프링은 토션 바(torsion bar)이다.

토션 바는 한쪽 끝을 고정하고 다른 끝을 비틀어 에너지를 축적하며, 단위 무게당 저장 에너지가 커서 자동차·전동차 현가장치에 쓰인다.

• 코일 스프링은 선재를 나선형으로 감은 스프링으로, 막대 모양이 아니다.
• 판 스프링은 얇은 판을 여러 장 겹쳐 굽힘으로 하중을 받는 스프링이다.
• 공기 스프링은 고무 용기 안의 압축 공기의 탄성을 이용하는 스프링이다.

디젤 기관 설명으로 옳지 않은 것은 노크 방지를 위해 착화지연을 길게 한다는 것이다.

디젤 노크는 착화지연 동안 분사된 연료가 쌓였다가 한꺼번에 연소하며 생긴다. 따라서 세탄가가 높은 연료 사용, 압축비 증가 등으로 착화지연을 짧게 해야 한다.

• 공기만 흡입·압축하고 그 압축열로 연료가 착화되는 자기착화 방식이다.
• 가솔린 기관보다 압축·폭발압력이 높아 소음과 진동이 심하다.
• 압축비가 높아 가솔린 기관보다 열효율이 높고 연료소비율이 낮다.

프레스 가공에 해당하지 않는 것은 리소그래피(lithography)이다.

리소그래피는 감광재에 빛을 노광해 패턴을 형성하는 반도체·미세가공 공정으로, 금형과 프레스로 판재를 가공하는 방법이 아니다.

• 트리밍(trimming)은 성형품 가장자리의 불필요한 부분을 잘라내는 프레스 전단가공이다.
• 전단(shearing)은 판재를 날로 잘라내는 프레스 가공이다.
• 블랭킹(blanking)은 판재에서 필요한 형상을 펀칭해 떼어내는 프레스 전단가공이다.

방전가공 설명으로 옳지 않은 것은 소재제거율이 공작물의 경도·강도·인성에 따라 달라진다는 것이다.

방전가공은 스파크 열로 재료를 용융·증발시켜 제거하므로 기계적 성질과는 무관하고, 융점·열전도율 등 열적 성질과 방전 조건에 좌우된다. 그래서 초경합금·담금질강 같은 고경도 재료 가공에 유리하다.

• 전극과 공작물 사이의 스파크 방전에 의한 침식을 이용한다.
• 전기가 통하는 전도체이면 경도와 관계없이 가공할 수 있다.
• 전류밀도가 크면 방전 에너지가 커져 제거율은 늘지만 방전흔이 커져 표면거칠기는 나빠진다.

옳지 않은 것은 열가소성 수지의 예로 페놀 수지·멜라민 수지를 든 설명이다.

페놀 수지와 멜라민 수지는 성형 후 재가열해도 녹지 않는 열경화성 수지이다. 열가소성 수지의 예는 폴리에틸렌·폴리프로필렌·PVC 등이다.

• 합성 수지는 전기 절연성이 좋고 착색이 자유롭다.
• 열경화성 수지는 재가열해도 재생할 수 없으며 에폭시·요소 수지 등이 있다.
• 아크릴 수지는 투명도가 좋아 투명 부품·조명 기구에 쓰인다.

옳지 않은 것은 중심선을 굵은 1점 쇄선으로 표시한다는 설명이다.

KS 기계제도에서 중심선은 가는 1점 쇄선(또는 가는 실선)으로 표시한다. 굵은 1점 쇄선은 특수 지정선(표면처리 범위 등)에 쓴다.

• 가상선은 가는 2점 쇄선으로 표시한다.
• 지시선은 가는 실선으로 표시한다.
• 외형선은 굵은 실선으로 표시한다.

설명에 해당하는 측정기기는 삼차원 측정기(CMM)이다.

삼차원 측정기는 촉침(probe)이 측정물에 닿는 점의 X·Y·Z 좌표를 기록해 복잡한 형상의 치수와 윤곽을 측정한다.

• 공구 현미경은 현미경으로 확대 관찰하며 공구·나사 등의 길이·각도를 측정한다.
• 윤곽 투영기는 측정물 그림자를 스크린에 확대 투영해 형상을 비교 측정하며, 촉침 좌표를 기록하지 않는다.
• 마이크로미터는 나사의 이동량으로 외경·두께 등 길이를 측정하는 기기이다.

옳지 않은 연결은 관성모멘트의 단위를 $\mathrm{kg\cdot m/s}$로 쓴 것이다.

질량 관성모멘트는 $I=\sum mr^2$이므로 단위는 $\mathrm{kg\cdot m^2}$이다. $\mathrm{kg\cdot m/s}$는 운동량의 단위이다.

• 일률은 단위시간당 일이므로 $\mathrm{N\cdot m/s}=\mathrm{W}$이다.
• 압력은 단위면적당 힘이므로 $\mathrm{N/m^2}=\mathrm{Pa}$이다.
• 힘은 $F=ma$이므로 $\mathrm{kg\cdot m/s^2}=\mathrm{N}$이다.

설명에 해당하는 열처리는 뜨임(tempering)이다.

뜨임은 담금질한 강을 변태점(A1) 이하로 재가열·유지 후 냉각해 잔류응력을 제거하고 취성을 줄여 인성을 부여한다.

• 표면경화는 침탄·질화·고주파 경화 등으로 표면만 단단하게 하는 처리이다.
• 풀림은 변태점 부근 이상으로 가열 후 서랭해 재료를 연화시키는 처리이다.
• 불림은 변태점 이상으로 가열 후 공랭해 조직을 미세·균일하게 하는 처리이다.

옳은 것은 진응력-진변형률 선도의 파괴강도가 공칭 선도의 값보다 크다는 설명이다.

공칭응력은 처음 단면적으로 나누지만, 진응력은 네킹으로 줄어든 실제 단면적으로 나누므로 파단 시 값이 더 크게 나타난다.

• 탄성한도 내에서는 응력을 제거하면 변형이 원래대로 회복되므로 변형이 유지되지 않는다.
• 연성재료는 네킹 이후 하중이 줄어 공칭 선도상 파괴강도가 극한강도보다 작다.
• 상·하항복점이 뚜렷이 나타나는 것은 연강 같은 연성재료이며, 취성재료는 뚜렷한 항복 없이 파단한다.