25년 1회차

구멍 내면에 암나사를 깎는 작업은 태핑(tapping)이다.

탭(tap)을 뚫린 구멍에 돌려 넣어 나사산을 절삭하며, 바깥면에 수나사를 내는 다이스 작업과 짝을 이룬다.

• 보링(boring)은 이미 뚫린 구멍을 넓히거나 정밀하게 다듬는 작업이다.
• 리밍(reaming)은 리머로 구멍 내면을 매끈하고 정확한 치수로 다듬는 작업이다.
• 스폿 페이싱(spot facing)은 볼트·너트 머리가 닿는 자리를 평평하게 깎는 작업이다.

산소-아세틸렌 화염을 쓰는 것은 가스용접이므로, TIG 용접을 가스용접법이라 한 설명이 옳지 않다.

TIG 용접은 비소모성 텅스텐 전극과 모재 사이의 아크열로 용접하는 불활성가스 아크용접이다.

• 전극으로 텅스텐을 사용하며 전극이 녹지 않는다.
• 보호가스로 아르곤이나 헬륨 같은 불활성가스를 쓴다.
• 산화막이 문제 되는 알루미늄이나 스테인리스강 용접에 널리 쓰인다.

절삭속도는 공작물 원주 길이 × 회전수로 구하며, 결과는 $6\pi\ \mathrm{m/min}$이다.

공식: $V=\dfrac{\pi D N}{1000}$ (D는 mm, V는 m/min)
대입: $V=\dfrac{\pi\times 20\times 300}{1000}$
결과: $V=6\pi\ \mathrm{m/min}$

지름을 mm로 넣었으므로 1000으로 나누어 m 단위로 환산하는 것을 빠뜨리지 않아야 한다.

대면각 136°의 다이아몬드 사각뿔 압입자로 자국의 대각선 길이를 재는 시험은 비커스(Vickers) 경도시험이다.

압입 하중을 자국의 표면적으로 나누어 경도값을 구하며, 압입자 형상이 일정해 하중에 관계없이 비교적 일관된 값을 얻는다.

• 모스(Mohs) 시험은 광물끼리 긁어 상대적인 굳기 순서를 정하는 방법이다.
• 브리넬(Brinell) 시험은 강구 압입자로 낸 자국의 지름을 측정한다.
• 조미니(Jominy) 시험은 경도시험이 아니라 강의 경화능을 평가하는 끝단 담금질 시험이다.

두 축이 교차하는 기어로만 묶인 조합은 마이터 기어와 크라운 기어이다.

둘 다 베벨 기어 계열로, 마이터 기어는 잇수가 같은 한 쌍이 직각으로 교차하고, 크라운 기어는 피치면이 평면인 베벨 기어이다.

• 나사 기어는 두 축이 엇갈리고, 헬리컬 기어는 두 축이 평행하다.
• 직선 베벨 기어는 교차하지만 스퍼 기어는 평행축 기어이다.
• 래크와 피니언은 회전을 직선운동으로 바꾸는 평행축 계열이고, 하이포이드 기어는 엇갈림축 기어이다.

선반 작업 중 장갑 착용은 금지되므로, 면장갑을 반드시 착용하라는 설명이 옳지 않다.

회전하는 공작물이나 척에 장갑이 말려 들어가면 손이 함께 끌려 들어가는 협착 사고가 생긴다.

• 공구와 일감은 작업 중 이탈하지 않도록 확실히 고정해야 한다.
• 칩이 튀어 눈을 다칠 수 있으므로 보안경을 착용한다.
• 날카롭고 뜨거운 칩은 맨손이 아닌 브러시나 칩 갈고리로 제거한다.

내부 응력 제거, 절삭성 향상, 냉간 가공성 개선을 위한 열처리는 풀림(annealing)이다.

적정 온도로 가열한 뒤 서서히 냉각하여 조직을 연화·균질화하고 잔류응력을 없앤다.

• 침탄(carburizing)은 저탄소강 표면에 탄소를 침투시켜 표면만 단단하게 하는 표면경화법이다.
• 가공경화(work hardening)는 열처리가 아니라 소성변형으로 재료가 단단해지는 현상이다.
• 고주파 경화(induction hardening)는 유도가열로 표면만 급랭 경화하는 표면경화법이다.

압하율은 처음 두께에 대한 두께 감소량의 비로, 결과는 20 %이다.

공식: $r=\dfrac{h_0-h_1}{h_0}\times 100$
대입: $r=\dfrac{10-8}{10}\times 100$
결과: $r=20\ \%$

분모에는 압연 후 두께가 아니라 압연 전 두께를 넣는다.

관로 내 유속이 급변할 때 생기는 급격한 압력 상승으로 배관·밸브가 손상되는 현상은 수격 현상(water hammering)이다.

밸브를 급히 닫거나 펌프가 갑자기 멈추면 물의 운동에너지가 압력파로 바뀌어 관로를 왕복한다.

• 노크(knock)는 내연기관 연소실에서 비정상 연소로 생기는 타격 현상이다.
• 초킹(choking)은 유로에서 유속이 음속에 도달해 유량이 더 늘지 않는 현상이다.
• 서징(surging)은 펌프·송풍기에서 압력과 유량이 주기적으로 변동하는 맥동 현상이다.

피스톤이 상사점에서 하사점까지 움직이는 거리는 행정(stroke)이다.

행정과 실린더 단면적의 곱이 행정체적(배기량)이 된다.

• 푸시로드는 캠의 운동을 로커암에 전달해 밸브를 여닫는 막대이다.
• 라디에이터는 냉각수의 열을 공기로 방출하는 방열기이다.
• 점화 플러그는 가솔린기관에서 혼합기에 불꽃을 일으키는 장치이다.

재료를 컨테이너에 넣고 한쪽에서 압력을 가해 다이로 밀어내는 공정은 압출이므로, 이를 단접이라 한 설명이 옳지 않다.

단접은 접합할 부분을 가열한 뒤 해머 등으로 두드리거나 압력을 가해 접합하는 방법이다.

• 열간 가공은 재결정 온도 이상에서 하는 가공이다.
• 인발은 봉이나 선재를 다이 구멍으로 잡아당겨 단면적을 줄이는 공정이다.
• 단조는 해머나 프레스로 충격 또는 점진적 압력을 가해 형상을 만드는 공정이다.

Fe-C계 조직 설명 가운데 옳은 것은 시멘타이트는 철과 탄소의 화합물($\mathrm{Fe_3C}$)로 단단하고 취성이 크다는 설명이다.

나머지는 고용체와 층상 조직의 구성을 서로 바꿔 놓은 설명이다.

• 페라이트는 $\alpha$철에 탄소가 고용된 $\alpha$고용체이다.
• 오스테나이트는 $\gamma$철에 탄소가 고용된 $\gamma$고용체이다.
• 펄라이트는 오스테나이트가 아니라 페라이트와 시멘타이트의 층상 조직이다.

다이캐스팅은 반복 사용하는 금형을 쓰는 영구 주형 주조이므로, 소모성 주형 주조라고 한 설명이 옳지 않다.

소모성 주형은 주물을 꺼낼 때 주형을 부수는 방식으로, 사형 주조나 인베스트먼트 주조의 세라믹 주형이 해당한다.

• 사형 주조는 모래 주형에 용탕을 부어 응고시키는 공정이다.
• 인베스트먼트 주조는 왁스 모형을 내화재로 감싼 뒤 왁스를 녹여 내고 그 공간에 주입하는 정밀주조이다.
• 슬러시 주조는 원하는 두께로 응고층이 생기면 미응고 용탕을 쏟아내 속이 빈 주물을 만든다.

알루미늄은 표면의 치밀한 산화알루미늄(알루미나) 피막이 내부를 보호해 내식성이 좋으므로, 내식성이 좋지 않다는 설명이 옳지 않다.

이 산화 피막을 인위적으로 두껍게 만드는 처리가 양극산화(아노다이징)이다.

• 밀도가 철이나 구리보다 작아 가볍다.
• 알루미늄 합금은 주물용과 가공용으로 나뉜다.
• 전기전도율과 열전도율이 높아 송전선 등 전기재료로 쓰인다.

평균압력과 원주속도의 곱(pv값)은 미끄럼 베어링의 발열 한계를 보는 지표이므로, 이를 구름 베어링의 속도지수라 한 설명이 옳지 않다.

구름 베어링의 속도 한계는 보통 베어링 안지름과 회전수의 곱(dn값)으로 나타낸다.

• 기본 동정격하중은 내륜 회전·외륜 고정 조건에서 정격수명 100만 회전을 얻는 일정한 하중이다.
• 기본 정정격하중은 최대 접촉부의 전동체와 궤도륜 영구 변형량 합이 전동체 지름의 1만분의 1이 되는 정하중이다.
• 정격수명은 같은 베어링 무리 중 90 %가 피로 박리 없이 도달하는 총회전수이다.

둥근나사의 나사산 각도는 30°이므로, 60°라고 한 설명이 옳지 않다.

둥근나사(너클나사)는 산과 골을 같은 반지름의 원호로 이은 나사로, 먼지·모래가 끼기 쉬운 곳이나 전구 소켓 등에 쓰인다.

• 사각나사가 자립 조건(마찰각 ≥ 리드각)을 만족하면 나사효율은 50 % 미만이 된다.
• 리드는 줄 수 × 피치이므로 두줄 나사의 리드는 같은 피치 한줄 나사의 2배이다.
• 아이 볼트는 머리에 고리가 있어 훅을 걸거나 핀을 끼워 물체를 들어 올릴 수 있다.

리벳이음에서 판의 효율은 구멍 없는 판의 인장강도에 대한 구멍 있는 판의 인장강도 비이므로, 리벳의 전단강도 비라고 한 설명이 옳지 않다.

구멍 없는 판의 인장강도에 대한 리벳 전단강도의 비는 리벳의 효율이다.

• 강판을 이을 때 리벳은 연강이나 특수강을 쓴다.
• 리벳 작업 후 판 끝을 눌러 붙이는 풀러링이나 코킹으로 기밀을 높인다.
• 리벳은 구조가 간단하고 용접과 달리 열에 의한 잔류 변형이 거의 없다.

두 개의 너트를 서로 밀게 조여 나사면 접촉 압력으로 마찰을 키우는 것은 로크너트(lock nut)이므로, 이를 절입너트라 한 설명이 옳지 않다.

절입너트는 너트에 홈을 내고 이를 조여 나사면을 죄는 탄성력으로 풀림을 막는 방식이다.

• 고정와셔는 너트와 결합 부품을 서로 고정해 너트의 회전을 막는다.
• 톱니붙이 와셔는 바깥쪽이나 안쪽의 경사진 이빨이 면을 물어 풀림을 막는다.
• 멈춤나사는 너트 옆면의 나사 구멍에 작은 나사를 조여 마찰을 키운다.

디스크가 흐름 방향과 직각으로 미끄러져 유로를 여닫고, 대유량·저빈도 개폐용으로 쓰는 밸브는 슬루스 밸브(sluice valve)이다.

게이트 밸브라고도 하며, 완전히 열면 유로가 직관에 가까워 압력손실이 작다.

• 콕(cock)은 구멍 뚫린 원뿔 마개를 회전시켜 빠르게 개폐하는 장치이다.
• 체크 밸브(check valve)는 유체를 한 방향으로만 흐르게 하는 역류 방지 밸브이다.
• 릴리프 밸브(relief valve)는 회로 압력이 설정값을 넘으면 열려 압력을 제한한다.

열에너지로 재료를 제거하는 특수가공은 방전가공(EDM)이다.

전극과 공작물 사이의 불꽃(스파크) 방전열로 재료를 국부적으로 용융·증발시켜 제거한다.

• 전해연마는 전기화학적 용해를 이용하는 가공이다.
• 초음파 가공은 공구의 초음파 진동과 연마입자의 충격을 이용하는 기계적 가공이다.
• 워터 제트 가공은 고압 물줄기의 충돌 에너지를 이용하는 기계적 가공이다.