13년 1회차

절삭유를 많이 쓰는 습식 가공의 도입은 환경친화형 가공의 방향과 반대이므로 옳지 않습니다.

환경친화형 가공은 절삭유 사용을 줄이는 건식·준건식(MQL) 가공, 에너지·자원 절감을 지향합니다. 절삭유는 폐유 처리와 작업자 건강 문제를 일으킵니다.

• 공작기계의 소형화: 소재·에너지 사용과 설치 공간을 줄이므로 환경친화적 조건입니다.
• 주축 냉각을 오일에서 공기로 대체: 폐유 발생을 줄이므로 환경친화적 조건입니다.
• 가공시간의 단축: 에너지 소비를 줄이므로 환경친화적 조건입니다.

이 압연기의 압하율은 20%입니다.

압하율은 압연 전 두께에 대한 두께 감소량의 비율입니다.
$r=\dfrac{h_0-h_1}{h_0}\times 100$

값을 대입하면
$r=\dfrac{20-16}{20}\times 100=\dfrac{4}{20}\times 100=20\,\%$

• 압연 후 두께(16 mm)를 분모로 쓰면 25%가 되어 어느 보기와도 맞지 않으므로, 분모는 반드시 압연 전 두께입니다.

공간입방격자는 금속의 결정구조 분류에 해당하지 않습니다.

금속의 대표적인 결정구조는 체심입방격자(BCC)·면심입방격자(FCC)·조밀육방격자(HCP)의 세 가지입니다.

• 체심입방격자(BCC): 입방체 꼭짓점과 중심에 원자가 있으며 α철·Cr·Mo·W 등이 해당합니다.
• 면심입방격자(FCC): 꼭짓점과 각 면 중심에 원자가 있으며 Al·Cu·Ni·γ철 등으로 연성이 좋습니다.
• 조밀육방격자(HCP): 육각기둥 형태의 조밀 배열로 Mg·Zn·Ti 등이 해당합니다.

나사가 스스로 풀리지 않는 자립 조건은 마찰각이 나선각보다 크거나 같을 때이므로 ㄱ과 ㄷ이 옳다.

나사를 푸는 데 필요한 회전력은 $P'=Q\tan(\rho-\lambda)$($\rho$: 마찰각, $\lambda$: 나선각)이다. 이 값이 0 이상이어야 외력 없이 풀리지 않으므로 $\rho\ge\lambda$가 자립 조건이 된다.

• 마찰각 > 나선각: 푸는 데 양(+)의 회전력이 필요하므로 스스로 풀리지 않는다 — 옳다.
• 마찰각 = 나선각: 푸는 힘이 0인 경계 상태로, 자립 조건의 한계에 포함된다 — 옳다.
• 마찰각 < 나선각: 푸는 힘이 음(-)이 되어 축하중만으로 나사가 저절로 풀린다 — 옳지 않다.

무뎌지거나 눈메움된 숫돌 표면을 깎아 예리한 새 입자가 나오게 하는 작업은 드레싱(dressing)입니다.

드레싱은 드레서(공구)로 숫돌 표면층을 제거해 절삭성을 회복시키는 작업입니다.

• 트루잉(truing): 숫돌의 형상·진원도를 바로잡는 형상 수정 작업으로, 목적이 날 세우기가 아닙니다.
• 글레이징(glazing): 입자가 탈락하지 않고 무뎌져 표면이 반들반들해지는 현상(무딤)으로, 작업 명칭이 아닙니다.
• 로딩(loading): 기공에 칩이 메워지는 눈메움 현상 자체로, 작업 명칭이 아닙니다.

가공 경화로 강도가 증가하는 것은 냉간 가공의 특징이므로 열간 가공 설명으로 옳지 않습니다.

열간 가공은 재결정 온도 이상에서 가공하므로 변형과 동시에 재결정이 일어나 가공 경화가 거의 남지 않습니다.

• 가공 표면이 거칠다: 고온에서 산화 스케일이 생기므로 냉간 가공보다 표면이 거칠어 옳은 설명입니다.
• 필요한 동력이 작다: 고온에서 변형저항이 낮아지므로 옳은 설명입니다.
• 재결정 온도 이상에서 가공한다: 열간 가공의 정의이므로 옳은 설명입니다.

알루미늄 표면에 산화피막을 만들고 유기 염료로 착색하는 방법은 양극산화법(anodizing)입니다.

알루미늄을 양극으로 전해하면 다공질 산화피막($\mathrm{Al_2O_3}$)이 생기고, 이 기공에 염료를 흡착시킨 뒤 봉공 처리해 오래가는 착색피막을 얻습니다.

• 침탄법: 강의 표면에 탄소를 침투시켜 경화하는 방법으로 착색과 무관합니다.
• 화학증착법(CVD): 기체 반응으로 TiN 등 경질 박막을 입히는 방법으로 염료 착색이 아닙니다.
• 고주파경화법: 유도가열 후 급랭으로 강 표면을 경화하는 방법입니다.

소재에 없던 구멍을 새로 가공하는 데 적합한 것은 밀링(milling)입니다.

밀링은 엔드밀 등 회전 공구를 축 방향으로 이송해 구멍이나 포켓을 새로 가공할 수 있습니다.

• 브로칭: 내면 브로칭은 브로치가 통과할 기존 구멍이 있어야 하므로 없던 구멍을 만들 수 없습니다.
• 셰이핑: 바이트의 직선 왕복운동으로 평면·홈을 깎는 가공으로 구멍 가공용이 아닙니다.
• 리이밍: 이미 뚫린 구멍의 치수 정밀도와 표면을 다듬는 정밀 다듬질 가공입니다.

중공축의 바깥지름은 $d_2=\sqrt[3]{\dfrac{32M}{\pi(1-x^4)\sigma_a}}$로 구한다.

중공 원형 단면의 단면계수는 $Z=\dfrac{\pi(d_2^4-d_1^4)}{32d_2}=\dfrac{\pi d_2^3(1-x^4)}{32}$이다.
굽힘응력식 $\sigma_a=\dfrac{M}{Z}$에 대입하면 $d_2^3=\dfrac{32M}{\pi(1-x^4)\sigma_a}$가 된다.

• 분자 $64M$, 분모 $(1-x^4)$인 식: 64는 단면 2차 모멘트 $I=\dfrac{\pi d^4}{64}$의 계수로, 단면계수의 계수 32와 혼동한 것이다.
• 분자 $32M$, 분모 $(1-x^3)$인 식: 단면계수는 지름의 4제곱 차에서 나오므로 지름비도 $x^4$로 들어가야 한다.
• 분자 $64M$, 분모 $(1-x^3)$인 식: 계수와 지름비 지수가 모두 틀렸다.

구성인선을 줄이려면 공구 경사각을 크게 해야 하므로, 작게 한다는 설명이 옳지 않습니다.

경사각이 크면 칩이 공구 면을 원활하게 흘러 나가 칩의 용착이 줄어듭니다. 이 밖에 절삭속도를 높이고 절삭 깊이를 줄이며 윤활성 좋은 절삭유를 쓰는 것도 방지책입니다.

• 발생→성장→분열→탈락의 주기를 반복한다: 구성인선의 생성 주기로 옳은 설명입니다.
• 절삭 날에 칩이 달라붙은 것이다: 구성인선의 정의로 옳은 설명입니다.
• 마찰 계수가 작은 공구를 사용하면 감소한다: 용착이 줄어들므로 옳은 설명입니다.

고무 스프링은 성형이 쉬워 다양한 크기와 모양으로 만들 수 있으므로, 제작이 어려워 용도가 제한적이라는 설명이 옳지 않습니다.

고무는 내부 마찰이 커서 진동·충격 흡수에 유리하여 방진 마운트 등에 널리 쓰입니다.

• 충격흡수에 좋다: 고무의 큰 감쇠 특성으로 옳은 설명입니다.
• 기름·직사광선을 피해야 한다: 고무는 기름과 자외선에 열화되므로 옳은 설명입니다.
• 방진효과가 우수하다: 진동 에너지를 흡수하므로 옳은 설명입니다.

취성은 소성변형 없이 쉽게 깨지는 성질이므로 소성가공에 이용하는 성질이 아닙니다.

소성가공은 재료가 파괴되지 않고 영구변형되는 성질을 이용합니다.

• 가소성: 외력을 제거해도 변형이 남는 성질로 소성가공의 기본 성질입니다.
• 가단성: 두드리거나 눌러 얇게 펼 수 있는 성질로 단조·압연에 이용됩니다.
• 연성: 가늘고 길게 늘어나는 성질로 인발·신선 등에 이용됩니다.

가스 용기를 밀폐 공간 내부에 두면 누설 가스가 축적되어 폭발·질식 위험이 커지므로 옳지 않습니다.

가스 용기는 통풍이 잘 되는 곳에 세워 고정하고, 화기와 떨어진 곳에 보관해야 합니다.

• 가연성 물질·폐기물 사전 제거: 스패터에 의한 화재를 막으므로 옳은 예방책입니다.
• 작업 공간의 지속적 환기: 용접 흄과 유해가스를 배출하므로 옳은 예방책입니다.
• 몸에 맞는 작업복·방진마스크·작업화 착용: 말려듦과 흄 흡입, 낙하물 부상을 막으므로 옳은 예방책입니다.

생산 능력과 납기를 고려해 제작 순서와 일정을 계획하는 부서는 생산 관리실입니다.

생산 관리는 공정 계획·일정 계획·진도 관리 등 생산 활동의 계획과 통제를 담당합니다.

• 품질 관리실: 제품이 요구 품질을 만족하는지 검사·관리하는 부서입니다.
• 제품 개발실: 새로운 제품을 기획하고 개발하는 부서입니다.
• 설계 제도실: 제품의 설계와 도면 작성을 담당하는 부서입니다.

무기질 원료를 고온 소성해 만들며 고온에 강하고 내마멸성이 큰 소재는 파인 세라믹입니다.

파인 세라믹은 고순도 원료로 정밀하게 제조한 세라믹으로 내열성·내마모성·생체적합성이 좋아 특수 타일, 인공 뼈, 엔진 부품 등에 쓰입니다.

• 형상기억합금: 변형 후 가열하면 원래 형상으로 돌아가는 Ni-Ti 등의 합금입니다.
• 두랄루민: Al-Cu-Mg계 고강도 경량 알루미늄 합금입니다.
• 초전도합금: 임계온도 이하에서 전기저항이 0이 되는 합금입니다.

용접부는 내부 결함 확인이 어려워 결함 검사가 쉽지 않으므로, 검사가 쉽다는 설명이 적절하지 않습니다.

용접부의 기공·균열·용입 불량 등은 내부에 숨어 있어 방사선·초음파 같은 비파괴검사가 필요합니다.

• 기밀이 요구되는 제품에 사용한다: 이음부가 일체화되어 기밀·수밀성이 좋으므로 적절합니다.
• 열영향으로 모재가 변형된다: 국부 가열·냉각으로 변형과 잔류응력이 생기므로 적절합니다.
• 이음효율이 높다: 리벳 이음 등에 비해 이음효율이 높으므로 적절합니다.

주철을 급랭해 탄소가 흑연이 아닌 시멘타이트로 존재하는 주철은 백주철입니다.

급랭하면 흑연화가 억제되어 시멘타이트($\mathrm{Fe_3C}$)가 많아지고, 파면이 흰색을 띠며 단단하고 취약합니다.

• 주강: 주조용 강으로 탄소량이 주철보다 적어 주철의 분류가 아닙니다.
• 가단주철: 백주철을 열처리(풀림)해 시멘타이트를 분해시켜 인성을 준 주철입니다.
• 구상흑연주철: Mg·Ce 등을 첨가해 흑연을 구상화한 주철로 시멘타이트 위주가 아닙니다.

베어링 평균압력은 하중을 축의 표면적이 아니라 투영면적으로 나눈 값이므로 옳지 않습니다.

저널 지름을 $d$, 저널 길이를 $l$, 하중을 $P$라 하면 평균압력은 투영면적 $dl$ 기준입니다.
$p=\dfrac{P}{dl}$

• 축 반경 방향 하중을 지지한다: 레이디얼 베어링의 정의로 옳습니다.
• 끝저널과 중간저널로 구분한다: 축을 지지하는 위치에 따른 분류로 옳습니다.
• 열전도율이 좋아야 한다: 마찰열을 빨리 방출해야 하므로 옳은 조건입니다.

인벌류트 치형은 중심거리가 다소 변해도 속도비가 일정하게 유지되므로, 일정한 속도비를 유지할 수 없다는 설명이 옳지 않습니다.

중심거리가 변하면 압력각과 백래시만 달라질 뿐 기초원 지름비는 그대로여서 각속도비가 변하지 않습니다. 이것이 인벌류트 치형의 큰 장점입니다.

• 접촉점의 공통법선이 일정한 점을 지나야 한다: 치형 기구학의 기본 법칙으로 옳습니다.
• 모듈은 피치원 지름(mm)을 잇수로 나눈 값이다: 모듈의 정의로 옳습니다.
• 물림률은 물림길이를 법선피치로 나눈 값이다: 물림률의 정의로 옳습니다.

바닥의 유도로를 따라 컴퓨터 통제로 소재를 운반하는 장치는 무인 반송차(AGV)입니다.

무인 반송차는 FMS 등 공장 자동화에서 작업장 사이의 자재 운반을 자동으로 담당합니다.

• 자동 창고시스템: 자재·제품을 자동으로 입출고·보관하는 설비로 운반차가 아닙니다.
• 3차원 측정기: 가공품의 치수·형상을 측정하는 검사 장비입니다.
• NC 공작기계: 수치 제어로 가공을 수행하는 기계로 운반 기능이 없습니다.