23년 1회차

전기 전도율은 은(Ag) > 금(Au) > 알루미늄(Al) > 마그네슘(Mg) 순이다.

은은 금속 중 전기 전도율이 가장 높고 구리·금이 뒤를 잇는다. 알루미늄은 금보다 낮지만 마그네슘보다 높아 가벼운 도체로 쓰인다.

• 금 > 은 > 알루미늄 > 마그네슘: 은과 금의 순서가 바뀌었다.
• 금 > 은 > 마그네슘 > 알루미늄: 은·금 순서와 알루미늄·마그네슘 순서가 모두 바뀌었다.
• 은 > 금 > 마그네슘 > 알루미늄: 알루미늄과 마그네슘의 순서가 바뀌었다.

공구가 회전하며 주 절삭 운동을 하는 가공은 밀링(milling) 가공이다.

밀링은 여러 개의 날을 가진 커터가 회전하고, 테이블에 고정된 공작물이 이송 운동을 한다.

• 선반 가공: 공작물이 회전하고 바이트가 직선 이송한다.
• 셰이퍼 가공: 바이트가 직선 왕복 운동을 하고 공작물은 이송만 한다.
• 플레이너 가공: 큰 공작물을 실은 테이블이 직선 왕복 운동을 하고 공구는 이송한다.

절삭유는 냉각·윤활·세척 작용을 모두 갖추어야 한다.

절삭유는 절삭열을 식히고 마찰을 줄여 공구 수명과 다듬질면을 개선하며, 칩을 씻어 내어 절삭 부위를 깨끗하게 유지한다. 이 밖에 방청 작용도 요구된다.

• 냉각 작용: 절삭열로 인한 공구 마모와 공작물 열변형을 줄인다.
• 윤활 작용: 공구와 칩·공작물 사이 마찰을 줄여 구성인선을 억제한다.
• 세척 작용: 칩을 제거해 가공면 손상을 막는다.

납땜은 소성 가공이 아니라 접합 방법이다.

납땜은 모재보다 융점이 낮은 땜납을 녹여 이음부를 붙이는 방법으로, 재료를 소성 변형시켜 형상을 만드는 소성 가공과 원리가 다르다.

• 단조: 해머·프레스로 두드리거나 눌러 성형하는 소성 가공이다.
• 인발: 다이 구멍으로 재료를 잡아당겨 단면을 줄이는 소성 가공이다.
• 압출: 재료를 다이 구멍으로 밀어내어 일정한 단면으로 만드는 소성 가공이다.

크랭크축이 4회전하는 동안 폭발은 2회 일어난다.

4행정 기관은 흡입·압축·폭발·배기의 1사이클 동안 크랭크축이 2회전하고 폭발은 1회 일어난다.

폭발 횟수: $n = \dfrac{4}{2} = 2$

• 1회: 크랭크축 2회전 동안의 폭발 횟수다.
• 4회: 2행정 기관처럼 1회전마다 폭발한다고 본 값이다.

종동축 기어 잇수는 50개이다.

외접 표준 스퍼 기어의 중심거리: $C = \dfrac{m(Z_1+Z_2)}{2}$

대입: $375 = \dfrac{5(100+Z_2)}{2}$
$100+Z_2 = 150$, $Z_2 = 50$

• 75개: 중심거리가 437.5 mm가 되어 조건과 맞지 않는다.
• 100개: 중심거리가 500 mm가 되어 조건과 맞지 않는다.
• 125개: 중심거리가 562.5 mm가 되어 조건과 맞지 않는다.

볼·롤러의 간격을 고르게 유지하는 부품은 리테이너(retainer, 케이지)이다.

리테이너는 전동체를 원주 방향으로 일정하게 배치해 서로 부딪치지 않게 하므로 소음과 마모를 줄인다.

• 저널: 축에서 베어링이 받치는 부분으로 베어링 부품이 아니다.
• 내륜: 축에 끼워지며 전동체가 굴러가는 안쪽 궤도륜이다.
• 외륜: 하우징에 끼워지는 바깥쪽 궤도륜이다.

불림은 $A_3$선·$A_{cm}$선보다 30∼50 °C 높은 온도로 가열한 후 공랭하므로, 낮은 온도로 가열한다는 설명이 틀렸다.

불림은 강을 오스테나이트 단일 상까지 완전히 가열한 뒤 공기 중에서 식혀야 조직이 미세·균일해진다.

• 뜨임: 담금질한 강을 $A_1$선 아래로 재가열해 내부응력을 줄이고 인성을 높이므로 옳다.
• 담금질: 아공석강은 $A_3$선, 과공석강은 $A_1$선보다 높게 가열 후 급랭해 경도를 높이므로 옳다.
• 완전풀림: 담금질과 같은 온도 범위로 가열한 뒤 서랭해 연화시키고 연성을 높이므로 옳다.

왕복형 기관은 가스기관과 압축착화기관이다.

두 기관은 실린더 안에서 피스톤이 왕복 운동하며 크랭크축으로 회전력을 얻는다. 가스터빈은 연소 가스가 터빈 날개를 돌리는 회전형 기관이다.

• 가스기관: 기체 연료를 쓰는 피스톤 기관으로 왕복형이다.
• 가스터빈: 압축기·연소기·터빈이 연속 회전하는 기관으로 왕복형이 아니다.
• 압축착화기관: 디젤 기관처럼 압축열로 착화하는 피스톤 기관으로 왕복형이다.

입도 숫자가 클수록 고운 숫돌이므로, 거친 숫돌이라는 설명이 틀렸다.

입도 번호는 체 눈의 수(메시)를 뜻해 번호가 클수록 입자가 작고, 고운 숫돌은 다듬질 연삭에 쓴다.

• 거친 연삭의 연삭 깊이: 가공량을 늘리기 위해 깊게 깎으므로 옳다.
• 정밀 다듬질의 숫돌 조직: 입자 간격이 좁은 치밀한 조직이 고운 면을 내므로 옳다.
• 낮은 결합도: 입자를 붙드는 힘이 약해 입자가 쉽게 떨어지므로 옳다.

체인은 미끄럼이 없어 일정한 속도비로 동력을 전달하므로, 미끄럼이 발생한다는 설명이 틀렸다.

체인은 스프로킷의 이와 링크가 맞물리는 확실한 전동이라 큰 동력을 높은 효율로 전달한다. 다만 진동·소음이 생기기 쉽고 고속 회전에는 불리하다.

• 기어: 베벨 기어·웜 기어 등으로 교차하거나 엇갈린 축에도 동력을 전달하므로 옳다.
• 마찰차: 접촉 위치를 바꾸어 무단 변속이 가능하지만 미끄럼 때문에 큰 동력 전달에는 부적합하므로 옳다.
• 평벨트: 과부하 시 미끄러져 안전장치 역할을 하지만 미끄럼으로 속도비가 정확하지 않으므로 옳다.

나사의 피치는 2 mm이다.

리드 $L = n \times p$($n$은 줄 수)이고, 나사는 1회전에 리드만큼 축 방향으로 진행한다.

1회전 진행 거리: $L = \dfrac{8}{2} = 4\ \mathrm{mm}$
피치: $p = \dfrac{L}{n} = \dfrac{4}{2} = 2\ \mathrm{mm}$

• 4 mm: 1회전 진행 거리인 리드를 피치로 본 값이다.
• 8 mm: 2회전 전체의 진행 거리를 그대로 쓴 값이다.

운동용 나사는 볼 나사와 톱니 나사이다.

운동용 나사는 회전을 직선 운동으로 바꾸어 힘이나 운동을 전달하며 사각·사다리꼴·톱니·둥근·볼 나사가 있다. 관용 나사와 유니파이 나사는 부품을 죄는 체결용 나사다.

• 볼 나사: 강구가 굴러 마찰이 매우 작아 NC 공작기계 이송에 쓰는 운동용 나사다.
• 톱니 나사: 한 방향으로 큰 힘을 받는 바이스·잭 등에 쓰는 운동용 나사다.
• 관용 나사: 관의 연결과 기밀 유지를 위한 체결용 나사다.
• 유니파이 나사: 인치계 삼각 나사로 체결용이다.

볼트 머리가 묻히도록 구멍 입구를 원통형으로 한 단 크게 넓히는 가공은 카운터 보링(counter boring)이다.

그림처럼 단이 진 평평한 바닥의 자리를 만들어 육각 볼트나 캡 볼트의 머리가 부품 표면 아래로 들어가게 한다. 원뿔형으로 넓히는 카운터 싱킹과 구별해야 한다.

• 널링(knurling): 선반에서 공작물 외면에 미끄럼 방지용 요철 무늬를 새기는 가공이다.
• 태핑(tapping): 탭으로 구멍 안쪽에 암나사를 깎는 가공으로, 머리 자리를 만들지 않는다.
• 카운터 싱킹(counter sinking): 접시머리 나사의 머리가 묻히도록 구멍 입구를 원뿔형으로 넓히는 가공이다.

낮은 압력과 숫돌의 미세 진동으로 고정밀 다듬질 면을 얻는 가공은 슈퍼 피니싱(super finishing)이다.

회전하는 공작물에 미세 입자 숫돌을 가볍게 누르고 축 방향으로 짧은 진폭의 진동을 주어 표면의 미세한 요철과 변질층을 없앤다.

• 래핑: 랩과 공작물 사이에 미세한 랩제를 넣고 상대 운동시켜 다듬는 가공이다.
• 호닝: 숫돌 막대(혼)를 회전·왕복시켜 구멍 내면을 정밀 다듬질하는 가공이다.
• 드레싱: 눈메움·무딤이 생긴 연삭숫돌 표면을 깎아 새 날을 내는 작업이다.

(가)는 쇼어(Shore) 경도 시험, (나)는 $H_S = \dfrac{10000}{65}\times\dfrac{h}{h_0}$ 이다.

쇼어 경도는 다이아몬드 추를 떨어뜨려 반발 높이로 경도를 재는 반발식 시험으로, 반발 높이 비 $\dfrac{h}{h_0}$에 계수 $\dfrac{10000}{65}$를 곱한다.

• 쇼어 시험과 계수 $\dfrac{65}{10000}$: 계수의 분자와 분모가 뒤바뀐 식이다.
• 로크웰 시험과 $130-500(h_0-h)$: 로크웰은 압입자를 눌러 생긴 압입 깊이로 재는 압입식 시험이라 낙하·반발 방식이 아니다.
• 로크웰 시험과 $500-130(h_0-h)$: 같은 이유로 지문의 측정 방식과 맞지 않는다.

압력 제어 밸브는 감압 밸브와 릴리프 밸브이다.

압력 제어 밸브는 회로의 압력을 일정하게 유지하거나 최고 압력을 제한한다. 체크 밸브와 슬라이드 밸브는 흐름 방향을 막거나 바꾸는 방향 제어 밸브다.

• 체크 밸브: 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 방향 제어 밸브다.
• 감압 밸브: 출구 쪽 압력을 입구보다 낮은 일정 압력으로 유지하는 압력 제어 밸브다.
• 릴리프 밸브: 회로 압력이 설정값을 넘으면 작동유를 탱크로 되돌려 최고 압력을 제한하는 압력 제어 밸브다.
• 슬라이드 밸브: 밸브체가 미끄러지며 유로를 전환하는 방향 제어 밸브다.

텅스텐(W)은 연성이 아니라 경도와 고온 강도를 높이므로 설명이 틀렸다.

텅스텐은 단단한 탄화물을 만들어 경도·내마멸성과 고온 경도를 높이므로 고속도강 등 공구강에 첨가된다.

• 니켈: 강인성과 내식성을 높이고 저온 충격 특성을 개선하므로 옳다.
• 크로뮴: 내식성·내열성·내마멸성을 높이며 스테인리스강의 주요 원소이므로 옳다.
• 몰리브데넘: 뜨임 취성을 방지하고 내식성을 높이므로 옳다.

공압 기기는 압축성 공기를 쓰므로 효율이 낮고 큰 힘을 내기 어렵다.

공기는 압축되기 쉬워 사용 압력이 낮고 에너지 손실이 크다. 큰 힘이 필요하면 작동유를 쓰는 유압 장치가 유리하다.

• 구조와 취급: 구조가 간단하고 사용한 공기를 대기로 배출하면 되므로 취급이 쉽다.
• 힘과 속도 조절: 압력 조절 밸브와 유량 조절 밸브로 쉽게 조절할 수 있다.
• 작업 속도의 균일성: 공기의 압축성 때문에 부하가 변하면 속도가 흔들려 균일한 속도를 얻기 어렵다.

전자 제어로 제동 압력을 조절해 바퀴 잠김을 막는 장치는 잠김 방지 브레이크 시스템(ABS)이다.

ABS는 바퀴 속도 센서로 잠김을 감지하면 제동 압력을 짧은 주기로 낮췄다 높였다 하여 조향성과 제동 안정성을 유지한다.

• 밴드 브레이크: 드럼 바깥을 강철 밴드로 조여 제동하는 기계식 브레이크다.
• 드럼 브레이크: 회전하는 드럼 안쪽에 슈를 밀착시켜 제동하는 마찰 브레이크다.
• 블록 브레이크: 회전 드럼에 블록을 눌러 제동하는 기계식 브레이크다.