[기계설계산업기사 필기] 19년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

밀링 가공의 절삭속도는 커터 지름과 회전수로 계산하며, 날당 이송·날수는 절삭속도가 아닌 이송속도 계산에 쓰이는 값이다.
$V = \dfrac{\pi D N}{1000}$
$V = \dfrac{\pi \times 120 \times 900}{1000} \approx 339\ \mathrm{m/min}$

제시된 설명은 아베(Abbe)의 원리이다.
아베의 원리는 표준자(눈금)와 피측정물을 측정 방향의 같은 축선 위에 놓아야 측정 오차가 작아진다는 원리다. 두 축이 어긋나 있으면 안내면의 미세한 기울어짐이 지렛대처럼 확대되어 아베 오차가 생긴다.
외측 마이크로미터는 앤빌·스핀들·눈금이 한 축선에 놓여 이 원리를 만족하지만, 버니어 캘리퍼스는 본척과 측정면이 어긋나 있어 이 원리를 만족하지 못한다.
간격이 조금 다른 두 눈금의 차를 이용해 작은 값을 읽어내는 것은 버니어의 원리, 봉을 지지할 때 양 끝면이 평행해지는 지지점을 다루는 것은 에어리의 원리, 두 물체가 접촉할 때 생기는 접촉 변형을 다루는 것은 헤르츠의 원리다.

브라운 샤프형 분할판은 3장(No.1~No.3)으로 구성되며, 각 판의 구멍열은 다음과 같이 정해져 있다.
No.1
15, 16, 17, 18, 19, 20
No.2
21, 23, 27, 29, 31, 33
No.3
37, 39, 41, 43, 47, 49
제시된 No.4 구멍열은 브라운 샤프형 분할판에 존재하지 않는 구성이므로 틀린 설명이다.

거친 절삭(황삭)에서는 절삭 깊이를 깊게, 이송을 크게 하여 단시간에 많은 양을 제거하는 것이 효율적이며, 절삭속도는 오히려 낮추어 공구 마모를 줄이는 것이 일반적이다.
따라서 절삭 깊이를 얕게, 이송을 작게, 절삭속도를 빠르게 한다는 설명은 황삭 가공의 원칙과 어긋난다.
커터 수명 연장을 위해 절삭속도·이송을 줄이는 것, 날 끝이 약한 커터에 절삭속도·이송을 줄이는 것, 나비와 지름이 작은 커터에 절삭속도를 높이는 것은 모두 일반적인 밀링 가공 원칙에 맞는 설명이다.

칩 브레이커는 유동형 칩이 길게 이어져 작업을 방해하거나 작업자를 다치게 하지 않도록, 칩이 인위적으로 끊어지도록 바이트에 만들어 놓은 홈이나 단이다.
칩 자체의 한 종류나 바이트 생크의 형상을 가리키는 용어가 아니라, 바이트에 부가된 칩 처리용 형상을 의미한다.

구성인선(built-up edge)은 절삭 시 칩의 일부가 공구 날 끝에 압착·용착되어 마치 새로운 날처럼 작용하는 현상으로, 이를 줄이려면 경사각을 크게 하여 칩의 흐름을 원활하게 해야 한다.
절삭 깊이를 줄이고, 절삭속도를 빠르게 하며, 공구 인선을 날카롭게 하고 절삭유를 사용하는 것은 모두 구성인선을 억제하는 방법이지만, 경사각을 작게 하는 것은 오히려 구성인선 발생을 촉진하므로 방지 대책과 반대된다.

게이지 블록의 대표적인 구조형상은 요한슨형과 호크형이며, 그 외에 캐리형 등의 형식이 알려져 있다.
이들은 모두 정밀 블록 게이지 자체의 단면·형태를 구분하는 명칭인 데 비해, 레버형은 다이얼 게이지 등 지침식 측정기의 구조를 가리키는 용어로 게이지 블록의 구조형상 분류와는 관계가 없다.

사인 바는 원기둥 두 개의 중심거리와 낮은 쪽·높은 쪽 게이지 블록 높이차로 각도를 구하는 측정기구이며, 높은 쪽 게이지 블록의 높이는 낮은 쪽 높이에 $L\sin\theta$를 더해 구한다.
$h_2 = h_1 + L\sin\theta$
$h_2 = 5 + 200 \times 0.3665 = 5 + 73.3 = 78.3\ \mathrm{mm}$

깊은 구멍을 뚫을 때는 드릴이 휘거나 부러지기 쉽고 칩 배출도 어려워지므로, 회전수와 이송을 모두 느리게 하여 절삭 저항과 발열을 줄이는 것이 안전하고 정밀한 가공 조건이다.
회전수만 빠르게 하거나 이송만 빠르게 하는 조합은 드릴에 무리한 힘을 가해 파손이나 구멍 정밀도 저하를 일으킬 수 있다.

가공 기능이 다양하고 절삭·이송속도의 범위가 넓어, 다루는 제품에 맞추어 절삭조건을 자유롭게 선정해 가공할 수 있는 공작기계는 범용 공작기계이다.
단능 공작기계나 전용 공작기계는 특정 작업 하나에 특화되어 있어 절삭조건 선정의 자유도가 낮으며, 만능 공작기계는 한 대로 여러 종류의 가공을 겸하도록 만든 소규모 작업용 기계로 이 문항이 설명하는 절삭·이송속도 범위의 폭넓은 선택성과는 결이 다른 분류이다.

주성분이 점토와 장석이며 균일한 기공을 형성하고 가장 널리 쓰이는 연삭숫돌 결합제는 비트리파이드 결합제(V)이다.
비트리파이드 결합제는 내열성·내수성이 우수하고 기공 조절이 쉬워 일반 연삭작업 전반에 폭넓게 사용된다.
고무(R)·셸락(E)·실리게이트(S) 결합제는 각각 특수한 용도(정밀 절단, 광택 연마 등)에 한정적으로 쓰이는 결합제이다.

윤활유는 기계 접동부의 마찰을 줄이는 것을 목적으로 사용되는 것이지, 마찰 자체가 윤활유의 사용 목적이 될 수는 없다.
윤활유의 실제 사용 목적에는 발열 부위를 식히는 냉각 작용, 금속 표면의 녹을 막는 방청 작용, 마찰면을 매끄럽게 하는 본래의 윤활 작용 등이 포함된다.

지름 13mm 이하의 작은 구멍 뚫기에 쓰이며 작업대 위에 설치해 사용하고 이송을 수동으로 하는 소형 드릴링머신은 탁상 드릴링머신이다.
직립 드릴링머신은 바닥에 설치되는 대형 기종이고, 레이디얼 드릴링머신은 큰 공작물의 여러 위치에 구멍을 뚫기 위해 암(arm)이 회전하는 대형 기종이며, 다두 드릴링머신은 여러 개의 스핀들로 동시에 여러 구멍을 가공하는 기종으로 모두 소형 수동 탁상 가공과는 거리가 있다.

펄스 전동기를 구동원으로 하여 입력된 펄스 수만큼 움직이며, 위치를 검출하는 피드백 회로가 없는 서보기구는 개방(open) 회로 방식이다.
이 방식은 구조가 간단한 대신, 펄스 전동기와 볼 나사 자체의 정밀도에 직접적으로 정밀도가 좌우된다는 특징을 가진다.
반면 폐쇄 회로 방식은 테이블에, 반폐쇄 회로 방식은 서보 모터 축에 검출기를 두어 위치·속도를 피드백하며, 하이브리드 서보 방식은 반폐쇄 방식으로 제어한 뒤 남은 오차를 다시 보정하는 방식이므로 모두 피드백이 없는 이 문항의 설명과 다르다.

마이크로미터는 나사의 피치만큼 스핀들이 1회전 시 이동하며, 심블 눈금 1개당 이동량은 피치를 심블 등분수로 나눈 값이다.
$\text{1눈금 이동량} = \dfrac{0.2\ \mathrm{mm}}{100} = 0.002\ \mathrm{mm}$

슬로터(slotter)는 셰이퍼를 수직으로 세운 구조로, 램이 상하 방향으로 직선 왕복운동하며 주로 보스의 키 홈 등 내부 형상을 가공하는 공작기계이다.
규격은 램의 최대 행정과 테이블 지름으로 표시되며, 수직 셰이퍼라고도 불린다.
테이블이 수평 방향으로 왕복하고 공구가 가로 방향으로 이송하면서 넓은 평면을 가공하는 것은 평삭기(플레이너)의 작동 방식이므로, 이를 슬로터의 특징으로 설명한 부분은 틀린 내용이다.

드릴링 작업에서 가공물을 손으로 잡고 드릴링하는 것은 공작물이 회전하는 드릴에 딸려 돌면서 작업자가 다칠 수 있는 매우 위험한 행위이며, 반드시 바이스나 클램프로 고정해야 한다.
장갑을 끼지 않는 것, 구멍이 관통되기 직전 이송을 천천히 줄이는 것, 얇은 판 아래 보조 받침판을 대는 것은 모두 드릴링머신의 올바른 안전수칙에 해당한다.

크레이터 마모는 칩이 공구 경사면을 긁고 지나가며 발생하는 마모로, 마모가 커질수록 공구의 윗면경사각이 실질적으로 증가하고 칩의 곡률반지름은 작아지며, 결국 날 끝이 얇아져 파괴되기 쉬워진다.
이러한 크레이터 마모는 주로 고속·고온 절삭에서 칩-공구 계면의 확산 마모로 진행되는 현상으로, 저속에서 두드러지는 구성인선의 증가와는 직접적인 인과관계가 없어 크레이터 마모 확대에 따른 현상으로 보기 어렵다.

방전가공용 전극 재료는 가공정밀도가 높고 전극 소모가 적으며, 방전이 안정적이고 가공속도가 빨라야 하는 것은 물론 기계가공이 쉬워야 전극 제작이 용이하다.
따라서 전극을 제작할 때 기계가공이 어려울 것이라는 조건은 전극 재료가 갖추어야 할 구비 조건과 반대되는 내용이다.

절삭 깊이와 이송량이 많아 가공량이 많은 거친 연삭에는 칩 배출과 눈메움을 고려해 거친 입도의 숫돌을 선택하는 것이 일반적인 기준이다.
반대로 다듬질 연삭이나 공구 연삭처럼 정밀한 표면을 요구할 때, 그리고 숫돌과 일감의 접촉 면적이 작을 때는 고운 입도를 선택하며, 연성이 큰 재료를 연삭할 때도 눈메움 방지를 위해 오히려 거친 입도를 쓰는 것이 원칙이다.

제시된 조합은 모두 축의 공차역이 h(h5·h6)인 축 기준식 끼워맞춤이다. 축 기준식에서 헐거운 끼워맞춤이 되려면 구멍의 공차역 기호가 영선(0선)보다 위쪽에 놓이는 A~H 계열이어야 하며, 제시된 조합 중에는 50 G7/h6이 이에 해당한다.
N6·P6은 구멍이 축보다 작아지도록 설계된 억지 끼워맞춤 계열이다.
JS7은 공차역이 영선을 기준으로 대칭인 중간 끼워맞춤 계열이다.

치수 수치를 괄호로 묶은 표기는 데이텀 치수가 아니라 참고 치수를 뜻하므로, 이 설명이 옳지 않다.
참고 치수는 도면을 이해하기 쉽게 하려고 덧붙인 치수여서 가공이나 검사의 기준이 되지 않고 공차도 적용되지 않는다. 데이텀은 기하공차의 기준면·기준선으로, 데이텀 삼각 기호와 문자(A, B …)를 붙여 따로 표시한다.
나머지 보조기호는 설명과 같다.
t : 판재의 두께. t=5는 두께 5mm를 뜻한다.
⌒ : 원호의 길이. ⌒20은 호의 길이 20mm를 뜻한다.
SR : 구의 반지름. SR30은 구 반지름 30mm를 뜻한다.

중간 끼워맞춤(중간 끼워맞춤, transition fit)은 축과 구멍의 공차 범위가 서로 겹쳐서 헐거울 수도, 억지일 수도 있는 조합에 해당한다. 축 ø12k6과 구멍 ø12H7의 조합이 대표적인 중간 끼워맞춤 등급이며, k6은 H7 기준구멍에 대해 공차역이 겹치는 대표적인 중간 끼워맞춤용 축공차이다. 나머지 보기는 h6/G7과 e8/H8은 헐거운 끼워맞춤, h5/N6은 억지 끼워맞춤에 해당한다.

그림처럼 부재를 그 자리에서 90° 돌려 단면 모양을 겹쳐 그린 것은 회전도시 단면도다.
그림은 레일 이음판 사이에 레일의 I형 단면을 제자리에서 회전시켜 그려 넣은 것으로, 암·리브·핸들·훅처럼 길이 방향 모양과 단면 모양을 함께 보여야 하는 부재에 쓰는 표현 방법이다.
절단한 자리에 그대로 겹쳐 그릴 때는 가는 실선으로, 도형을 파단해 벌린 자리나 절단선의 연장선 위에 그릴 때는 굵은 실선으로 그린다.
물체를 기본 중심선을 따라 전부 잘라 보이는 것은 온 단면도, 대칭인 물체를 절반만 잘라 겉모양과 단면을 함께 보이는 것은 한쪽 단면도, 필요한 일부만 파단선으로 잘라 보이는 것은 부분 단면도로, 모두 단면을 돌려 겹쳐 그리지는 않는다.

나사 제도에서 불완전 나사부는 완전한 나사산이 형성되지 않은 구간으로, 이를 나타내는 골지름 선은 축선에 대해 평행이 아니라 약 30°로 경사지게 표시한다.
수나사의 골지름을 가는 실선으로 그리는 것, 암나사 측면도에서 호칭지름 선을 가는 실선으로 그리는 것, 완전 나사부를 산봉우리와 골 밑이 모두 완전한 산형으로 이루어진 구간으로 정의하는 것은 모두 올바른 나사 제도 규칙이다.

나사 표시 “M50×2-6H”에서 M50은 미터 가는 나사의 호칭지름, 2는 피치(mm), 6H는 암나사의 등급을 나타내는 표시이다.
즉 6H는 수량이나 나사산의 방향을 나타내는 것이 아니라 암나사의 공차 등급을 의미하며, 이 표기에서 피치는 2mm로 명확히 알 수 있다. 별도의 좌나사 표시(LH)가 없으므로 감김 방향은 오른나사이다.

정면도의 중심선 위·아래 끝에 대칭 도시 기호(중심선에 직교하는 짧은 평행선 2개)가 붙어 있고, 그 중심선을 기준으로 왼쪽 절반만 그려져 있다. 즉 대칭인 나머지 절반을 생략해 도시한 도면이다.
대칭인 물체는 도형을 절반(또는 1/4)만 그리고 중심선 양 끝에 이 기호를 기입해 생략했음을 표시한다. 오른쪽 그림은 해칭이 들어간 단면 측면도로, 보스와 림의 두께를 보여 준다.
부분 확대도라면 확대할 부분을 가는 실선의 원으로 둘러싸고 문자와 척도를 함께 적어야 하는데, 그런 표시가 없다.
암(살)은 반복되는 형상이지만 절반이 생략되어 모두 나타나 있지 않다.
암의 단면은 회전도시 단면으로 나타낼 수 있으나, 이 그림에는 키 홈을 회전도시 단면으로 표현한 부분이 없다.

평행한 두 세로선 기호(||)는 I형 맞대기 용접을 나타내며, 가장자리 용접 기호가 아니다. ㄷ자형 기호는 플러그 용접, 원은 점 용접, 직각삼각형은 필릿 용접으로 바르게 짝지어져 있다.

스퍼 기어의 도시에서 피치원은 가는 1점쇄선으로 그리는 것이 원칙이며, 가는 2점쇄선(가상선)으로 그리는 것은 틀린 표기이다.
잇봉우리원은 굵은 실선, 이골원은 가는 실선으로 그리되, 축에 직각 방향으로 단면 투상할 경우에는 이골원을 굵은 실선으로 그린다.

제시된 설명은 구 형상의 중심이 데이텀 A·B·C로 정해지는 이론적 위치를 기준으로 지름 0.3mm의 구 안에 있어야 한다는 것이므로, 점의 자리를 규제하는 위치도 기호가 맞다.
발문 도면의 공차 기입틀도 기호 칸만 비워 둔 채 SØ0.3 | A | B | C로 되어 있어, 공차값 앞의 SØ는 공차역이 구(球)임을, 뒤의 세 칸은 데이텀 A·B·C를 뜻한다. 위치도는 원 안에 십자선을 그은 ⊕ 모양으로 표기한다.
비스듬히 기운 두 선으로 각을 이룬 기호는 경사도로, 데이텀에 대해 지정된 각도를 유지하는지를 규제한다.
ㅗ를 세운 모양의 기호는 직각도로, 데이텀에 대한 90° 관계만 규제한다.
이중 원 기호는 동축도(동심도)로, 축선이나 중심이 데이텀 축선과 일치하는지를 규제한다.

해칭 부분에 글자나 기호를 기입해야 할 경우에는 해칭선을 중단하고 그 자리에 글자·기호를 써야 하며, 해칭선을 그대로 두고 그 위에 겹쳐 쓰지 않는다.
같은 절단면상 같은 부품에는 동일한 해칭을 적용하고, 해칭은 중심선에 대해 45°로 긋는 것이 원칙이며, 인접한 단면끼리는 해칭선의 각도·간격을 달리하여 구별하는 것은 모두 올바른 규칙이다.

같은 위치에 여러 종류의 선이 겹칠 때 KS 제도 규칙상 우선순위는 대체로 외형선 > 숨은선 > 절단선 > 중심선 > 무게중심선 > 치수보조선 순이다.
제시된 보기 중에서는 절단선이 중심선·무게중심선·치수보조선보다 우선순위가 높다.

KS 나사 표기에서 ISO 표준에 있는 관용 테이퍼 암나사는 Rc로 표시한다.
R은 관용 테이퍼 수나사, Rp는 관용 테이퍼 나사에 대응하는 평행 암나사를 나타내는 기호이며, PT는 옛 규격(구JIS)에서 쓰이던 관용 테이퍼 나사 표기로 현행 ISO 표준 표기와는 다르다.

공차 기입틀의 기호는 원에 평행한 두 사선을 그은 원통도 기호이고 공차값이 0.1이므로, 대상 원통면이 0.1mm 떨어진 두 개의 동축 원통면 사이에 있어야 한다는 뜻이다.
지시선의 화살표가 축의 바깥 외형선(표면)에 닿아 있으므로 규제 대상은 축선이 아니라 면이다. 원통도는 진원도와 직진도를 함께 포함하는 형상 공차여서 데이텀이 필요 없고, 그림의 기입틀도 데이텀 칸 없이 기호와 공차값 두 칸으로만 되어 있다.
축선을 지름 0.1mm의 원통 안에 두라는 것은 축선에 적용한 직진도의 해석이다.
축선을 평행한 두 평면 사이에 두라는 것도 축선을 대상으로 한 직진도의 해석이다.
면을 평행한 두 평면 사이에 두라는 것은 평면도(평면의 형상 공차)의 해석이다.

가공 방법 기호에서 다듬질(F) 가공 중 스크레이핑은 FS로 표시한다(Finishing Scraping). 같은 다듬질 계열로 줄 다듬질은 FF를 쓴다.

평면도가 오른쪽 끝에서 한 점으로 모이는 쐐기(삼각) 모양이므로 이 물체는 오른쪽으로 갈수록 안길이가 좁아진다. 이런 물체를 오른쪽에서 보면 안길이가 가장 넓은 왼쪽 끝의 폭이 그대로 윤곽이 되므로, 우측면도는 판의 두께를 나타내는 가로선 하나만 있는 직사각형이 되어야 한다.
그런데 이 조합의 우측면도에는 가로선 아래쪽에 안길이를 둘로 나누는 세로선이 하나 더 그어져 있다. 평면도의 좌우 경계선은 계단이 아니라 비스듬한 직선이므로 그런 세로선이 생길 수 없어, 세 투상도가 하나의 입체로 대응하지 않는다.
구멍이 뚫린 육각형 평면도 조합은 정면도 폭(맞모금)이 우측면도 폭(맞변)보다 넓게 그려져 육각 기둥과 어긋나지 않는다.
서로 반대쪽 모서리를 모따기한 조합은 정면도·평면도의 가로선이 모따기 경계선과 대응한다.
가운데가 솟은 지붕형 조합은 평면도의 세로선이 마루선, 우측면도의 가로선이 처마 높이와 대응한다.

기준선 위에 그려진 직각삼각형은 필릿 용접 기호이고, 그 위에 덧붙은 오목한 곡선은 용접 표면을 오목하게 다듬으라는 오목 보조기호이다. 따라서 한쪽 플랜지형으로 용접한다는 설명이 틀렸다.
화살표와 기준선이 만나는 자리의 원은 온둘레(전주) 용접을, 그 위에 달린 깃발은 현장 용접을 뜻하므로 이 이음은 현장에서 한 바퀴 돌려 용접한다.
용접 기호가 파선(식별선) 쪽이 아니라 실선인 기준선 쪽에 기입되어 있으므로 용접하는 곳은 화살표 쪽이다.

최대 실체 치수에서 벗어난 만큼 직각도 공차가 늘어나므로, 지름 49.8mm로 만들어진 이 축에 허용되는 직각도는 ø0.5mm이다.
도면은 축 지름 ø50±0.2, 데이텀 A에 대한 직각도 ø0.1Ⓜ(최대 실체 공차방식)이다. 축은 재료가 가장 많은 상태가 최대 치수이므로 최대 실체 치수는 50.2mm이고, 이때 적용되는 직각도는 도면값 그대로 ø0.1mm이다.
실효 치수 = 50.2 + 0.1 = 50.3mm
허용 직각도 = 50.3 − 49.8 = 0.5mm
실제 치수가 최대 실체 치수보다 0.4mm 작아진 만큼이 보너스 공차로 더해져 직각도 공차가 0.1mm에서 0.5mm로 커진 것이다.

화살표가 가리키는 면을 정면으로 잡으면 아래 밑판의 앞쪽 왼편 모서리에 사각 홈이 파여 있으므로, 평면도에서는 아래쪽(앞쪽) 왼편, 정면도에서는 왼쪽 끝, 우측면도에서는 왼쪽(앞쪽)에 그 홈이 실선으로 나타나야 한다.
이 홈은 모서리를 물어낸 자리라 앞면과 왼쪽 면 양쪽으로 열려 있어 정면도와 우측면도 모두에서 바깥 윤곽이 끊긴 모양(실선)으로 그려진다. 숨은선이 되지 않는 이유가 여기에 있다.
입체도는 두꺼운 밑판 위에 뒤쪽이 한 단 높은 블록이 얹히고 그 앞으로 낮은 단이 이어지는 형상이어서, 정면도는 밑판 위에 낮은 단과 높은 블록이 층을 이루고 우측면도는 뒤쪽(오른쪽)이 높은 계단 모양이 된다.
홈을 오른쪽(뒤쪽)에 그린 조합이나, 우측면도에서 홈을 오른쪽 끝 또는 숨은선으로 나타낸 조합은 홈의 앞·뒤 위치가 뒤바뀌어 입체도와 맞지 않는다.

강자성체 금속은 자석에 강하게 끌리는 성질을 가진 Fe(철), Ni(니켈), Co(코발트) 등이 대표적이다.
Sb(안티모니)는 이러한 강자성체에 속하지 않는 금속이다.

가공으로 소성 변형된 제품이 특정 온도 이상으로 가열되면 원래의 모양으로 돌아가는 현상을 형상기억 효과라고 하며, 이는 형상기억합금(Ni-Ti계 등)의 대표적 특성이다.
초전도 효과는 전기저항이 사라지는 현상, 연속주조는 응고 성형 공정, 초소성 효과는 특정 조건에서 재료가 파단 없이 매우 큰 변형을 견디는 현상으로, 모두 형상 복원과는 무관하다.

Al(알루미늄)을 표면에 침투시켜 내식성과 내열성을 높이는 금속침투법은 칼로라이징이다.
보로나이징은 붕소(B), 세라다이징은 아연(Zn), 실리코나이징은 규소(Si)를 침투시키는 처리법으로, 침투 원소가 서로 다르다.

KS 재료 기호에서 STS는 합금 공구강을 나타내는 기호이며, 제시된 보기 중 STS 5가 이에 해당한다.
SUS 316은 스테인리스강, SC 40은 탄소강 주강품, GCD 550은 구상흑연주철을 나타내는 기호로 합금 공구강과는 분류가 다르다.

γ고용체 → α고용체 + Fe₃C는 하나의 고체(오스테나이트)가 냉각 중 두 개의 고체(페라이트와 시멘타이트)로 동시에 분해되는 반응으로, 이는 공석반응의 정의에 해당한다(철-탄소 상태도에서 723℃, 탄소 0.8% 지점, 펄라이트 생성).
나머지 반응은 각각 이 반응식과 다르다.
공정반응은 액체가 두 고체로 분해되는 반응(액상 → 오스테나이트+시멘타이트)이다.
포정반응은 액체와 고체가 반응하여 새로운 고체를 생성하는 반응이다.
포석반응은 고체와 고체가 반응하여 새로운 고체를 만드는 반응이다.

대표적인 알루미늄 합금인 두랄루민은 Al + Cu + Mg + Mn을 주성분으로 하는 고강도 알루미늄 합금이다.
가볍고 강도가 높아 항공기 등 경량 구조재에 널리 사용되며, 시효경화 처리로 강도를 높이는 것이 특징이다.

불림(노멀라이징)은 결정 입자를 미세화하고 조직을 균일하게 만드는 열처리이다.
담금질은 급랭시켜 경도를 높이는 처리이며 서냉이 아니다.
뜨임은 담금질한 재료의 취성을 줄이고 인성을 회복시키는 처리이다.
풀림은 재질을 연화시켜 가공성을 높이고 조직을 균일화하는 처리이다.

청동(Bronze)은 구리에 주석을 첨가한 합금으로, 주요 성분은 Cu-Sn이다.
구리에 아연을 첨가한 합금은 황동(Brass, Cu-Zn)으로 청동과 구분된다.

금속 표면에 스텔라이트나 초경합금 등의 경질 재료를 용착시켜 내마모성이 큰 표면 경화층을 만드는 방법은 하드페이싱이다.
침탄처리법은 표면에 탄소를 침투시켜 담금질로 경화시키는 방법이다.
금속침투법은 다른 금속 원소를 표면에 확산 침투시키는 방법이다.
쇼트피닝은 강구를 고속으로 분사해 표면에 압축잔류응력을 부여하는 가공법이다.

플라스틱은 금속과 달리 전기절연성이 우수한 것이 일반적 특성이다.
금속재료에 비해 강도는 낮은 편이다.
내열성은 금속보다 떨어진다.
비중은 금속보다 작다.

스프링 지수 C = D/d = 32/4 = 8이고, 이때 Wahl의 응력수정계수는 K = (4×8−1)/(4×8−4) + 0.615/8 = 31/28 + 0.0769 ≒ 1.184이다.
코일 스프링의 최대 전단응력은 $\tau = K\,\dfrac{8PD}{\pi d^{3}}$ 이므로, 하중에 대해 정리하면 $P = \dfrac{\tau\,\pi d^{3}}{8KD}$ 이다.
P = (340 × π × 4³) ÷ (8 × 1.184 × 32)
= 68361 ÷ 303.1 ≒ 225 N
지름은 mm, 응력은 MPa = N/mm²로 단위가 맞물리므로 계산 결과가 그대로 N이 된다.

공칭응력 기준으로 재료가 파괴되지 않고 견딜 수 있는 최대 응력은 극한강도이다.
응력-변형률 선도에서 하중이 최대가 되는 점의 응력값에 해당하며, 이 지점을 지나면 네킹이 진행되어 하중이 감소하다가 파단에 이른다.

기계식 브레이크 중 마찰력을 이용하지 않는 것은 폴 브레이크이다.
폴 브레이크는 폴(pawl)이 래칫 휠의 이(tooth)에 걸려 역회전을 막는 맞물림식(형상 구속) 제동 방식으로, 마찰이 아닌 걸림 작용으로 작동한다.
블록 브레이크, 밴드 브레이크, 내부확장식 브레이크는 모두 마찰면 사이의 마찰력으로 제동력을 발생시킨다.

축에 걸리는 토크로부터 접선력을 구하고 키의 전단강도 조건으로 최소 길이를 구하면 약 60mm이다.
접선력은 $F = \dfrac{2T}{d} = \dfrac{2 \times 950{,}000\,\mathrm{N\cdot mm}}{50\,\mathrm{mm}} = 38{,}000\,\mathrm{N}$
키의 전단응력 조건 $\tau = \dfrac{F}{b \cdot l}$에서 $l = \dfrac{F}{\tau \cdot b} = \dfrac{38{,}000}{80 \times 8} \approx 59.4\,\mathrm{mm}$이므로 안전을 고려하면 60mm가 최소 길이가 된다.

니들 롤러 베어링은 롤러 지름이 5mm 이하로 매우 작아 단위 면적당 부하용량이 크고, 일반적으로 리테이너 없이 사용된다.
이 때문에 좁은 공간에서도 큰 하중을 지지할 수 있어 축 지름에 비해 외경이 작은 구조에 적합하다.

체인의 평균속도는 약 5.3 m/s이다.
$v = \dfrac{p \times z \times n}{60{,}000} = \dfrac{15.875 \times 40 \times 500}{60{,}000} \approx 5.3\,\mathrm{m/s}$

축방향 인장응력과 전단응력이 동시에 작용할 때 최대전단응력은 약 26.4 MPa이다.
$\tau_{max} = \sqrt{\left(\dfrac{\sigma}{2}\right)^2 + \tau^2} = \sqrt{16^2 + 21^2} = \sqrt{697} \approx 26.4\,\mathrm{MPa}$

이뿌리 언더컷을 막으려면 압력각을 크게 해야 하므로, 압력각이 작은 기어로 교체하는 것은 대책이 될 수 없다.
압력각이 작을수록 이뿌리가 가늘어져 언더컷이 발생하기 쉬워지므로, 오히려 압력각을 크게 하는 것이 방지책이다.
치형 수정, 이끝 깎기, 전위기어 적용은 모두 언더컷을 줄이는 실제 대책이다.

리벳 1개가 부담할 수 있는 전단력으로 필요 개수를 구하면 8개 이상이 필요하다.
리벳 단면적 $A = \dfrac{\pi}{4} d^2 = \dfrac{\pi}{4} \times 16^2 \approx 201.1\,\mathrm{mm^2}$
리벳 1개당 허용 전단력 $F = \tau \times A = 6.5 \times 201.1 \approx 1{,}307\,\mathrm{N}$
필요 리벳 수 $n = \dfrac{10{,}000}{1{,}307} \approx 7.65$이므로 정수로 올림하면 8개가 된다.

원통 커플링에는 머프 커플링, 클램프(분할원통) 커플링, 셀러(원추) 커플링 등이 있다. 올덤 커플링은 두 축이 평행하지만 중심선이 약간 어긋나 있을 때 쓰는 커플링이므로 원통 커플링에 속하지 않는다.

두 곡면이 교차하며 생기는 모서리를 주어진 반지름으로 둥글게 처리하는 기능을 블렌딩(blending)이라 한다.

CAD 시스템의 입력장치는 마우스이다.
프린터, 모니터(LCD 포함)는 결과를 사람에게 보여주거나 인쇄하는 출력장치에 해당한다.

분해 모델(decomposition model)의 대표적 표현 방식은 복셀, 옥트리, 세포(cell) 표현이며, 컴파운드(compound) 표현은 이에 해당하지 않는다.
복셀 표현은 정육면체 단위 격자로, 옥트리 표현은 이를 계층적으로 세분화한 트리 구조로, 세포 표현은 단순 입체(셀)의 집합으로 형상을 근사한다.

3×2 행렬과 2×3 행렬을 곱하면 3×3 행렬이 되므로 행(row)의 개수는 3이다.
m×n 행렬과 n×p 행렬의 곱은 m×p 행렬이 되는 규칙에 따라, 3×2와 2×3을 곱하면 행은 앞 행렬의 행수인 3이 된다.

이미 만들어진 실물을 3차원으로 측정해 그 형상 데이터를 거꾸로 CAD 모델로 되살리는 작업은 역공학(Reverse engineering)이다.
3차원 스캐너나 측정기로 얻은 점군(point cloud)을 곡면·솔리드로 재구성하므로, 설계 도면이 남아 있지 않은 제품이나 손으로 다듬어 만든 형상을 디지털 모델로 만들 때 쓰인다.
피처 기반 모델링은 구멍·필릿·모따기 같은 형상 단위를 쌓아 올려 설계 의도를 담아 모델을 만드는 방식이다.
디지털 목업은 실물 시제품 대신 컴퓨터 모델로 조립·간섭·작동을 검증하는 것이다.
가상 생산은 생산 공정 전체를 컴퓨터로 모사해 공정을 미리 검증·최적화하는 것이다.

화면에서 뷰포트를 벗어나는 부분을 잘라내는 처리를 클리핑(Clipping)이라 한다.
윈도잉은 화면 표시 대상 영역을 지정하는 과정이다.
매핑은 좌표계를 변환해 대응시키는 과정이다.
패닝은 화면을 이동시켜 보여주는 기능이다.

전자발광형(EL) 패널은 스스로 빛을 내는 자발광 소자이므로 별도의 백라이트가 필요 없다.
백라이트를 사용해 화질을 구현하는 방식은 TFT-LCD의 특성이며, EL 패널의 설명으로는 틀린 내용이다.
자발광 특성 덕분에 TFT-LCD보다 시야각 제한이 적다.
응답속도가 빨라 고화질 영상 처리에 유리하다.

퍼거슨 곡면의 16개 경계벡터 중 곡면 내부의 볼록한 정도(뒤틀림)에 영향을 주는 것은 꼬임 벡터(twist vector)이다.
꼭짓점 벡터는 패치의 네 모서리 위치를, U·V 방향 접선벡터는 경계에서의 기울기를 결정하지만, 꼬임 벡터는 곡면 내부의 뒤틀림·부풀어 오르는 정도를 좌우한다.

래스터 방식 모니터에서 수직·수평선을 제외한 선분이 계단 모양으로 표시되는 현상을 앨리어싱(aliasing)이라 한다.
이는 픽셀 격자 위에 곡선이나 사선을 표현할 때 해상도의 한계로 나타나는 현상이며, 안티앨리어싱 처리로 완화할 수 있다.

공정 계획·운용과 공장 자원의 인터페이스를 통해 생산 운전을 제어하는 컴퓨터 활용 기술은 CAM(Computer-aided Manufacturing)이다.
CAP은 공정 계획 자체를 컴퓨터로 지원하는 기술이다.
CAE는 설계 단계의 해석·검증을 지원하는 기술이다.
CAI는 검사 공정을 컴퓨터로 지원하는 기술이다.

원주상의 한 점과 반지름만으로는 원의 중심이 정해지지 않아 유일한 원을 그릴 수 없다.
중심점이 그 점에서 반지름만큼 떨어진 무수히 많은 위치 중 하나가 될 수 있으므로, 원을 확정하려면 중심점 또는 추가 조건이 더 필요하다.
원주상의 세 점, 중심점과 반지름, 반지름과 두 접선(교점 기준)을 알면 원이 유일하게 결정된다.

컴퓨터에서 물리적으로 읽고 쓰는 최소 입출력 단위는 블록(block)이다.
필드나 워드, 비트는 데이터를 다루는 논리적·물리적 단위이지만, 입출력 장치가 한 번에 읽고 쓰는 물리적 레코드 단위는 블록으로 정의된다.

단위형상(primitive)의 조합으로 솔리드를 표현하는 방법은 B-rep이 아니라 CSG 방식이므로 해당 설명은 틀렸다.
B-rep 방식은 면·모서리·꼭짓점 등 경계 요소로 솔리드의 표면을 구성해 형상을 표현하는 방법이다.
솔리드 모델링이 3차원 형상정보를 명확히 표현한다는 설명은 맞다.
특징형상(모떼기, 필릿, 포켓 등)을 저장해두고 불러 쓰는 방법도 실제 존재한다.

Bezier 곡선에서 시작점·끝점의 n차 미분값은 인접한 n+1개의 꼭짓점에 의해 결정되므로, 이를 n-1개라고 한 설명은 틀렸다.
곡선이 다각형의 시작점과 끝점을 반드시 지난다는 성질은 맞다.
첫 선분과 마지막 선분이 각각 시작점·끝점의 접선 방향과 같다는 성질도 맞다.
꼭짓점 순서를 거꾸로 해도 같은 곡선이 생성되는 대칭성도 Bezier 곡선의 성질이다.

두 벡터의 내적은 크기의 곱에 사잇각의 코사인을 곱한 값이므로 약 12.99이다.
그림은 한 점에서 출발하는 두 벡터 a, b가 각 θ를 이루고 있는 모습이고, 발문에서 |a| = 5, |b| = 3, θ = 30°이다.
$\vec{a}\cdot\vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|\cos\theta$
= 5 × 3 × cos30° = 15 × 0.8660 ≒ 12.99
사잇각의 사인을 쓰면 외적의 크기(15 × 0.5 = 7.5)가 되므로 내적과 혼동하지 않아야 한다.

형상 구속조건과 치수조건을 입력해 형상을 정의하는 모델링 기법은 파라메트릭 모델링이다.
치수나 구속조건 값을 변경하면 형상이 그에 맞춰 자동으로 갱신되는 것이 특징이다.

서피스, 솔리드, 와이어프레임 모델링은 3차원 기하학적 형상을 표현하는 방식이지만, 시스템 모델링은 형상 모델링 범주에 속하지 않는다.

출력장치 중 펜 플로터는 펜으로 선을 그려 벡터 방식으로 도형을 출력하므로 래스터 방식이 아니다.
정전식·열전사식·잉크젯식 플로터는 점(도트) 단위로 화상을 형성하는 래스터 방식 출력장치이다.

Bernstein 다항식은 Bezier 곡선의 블렌딩 함수로 쓰이는 근사(approximation) 방식이므로, 주어진 점들을 모두 지나는 고전적 보간법과는 관계가 멀다.
선형보간, 3차 스플라인 보간, Lagrange 다항식 보간은 모두 주어진 점들을 정확히 지나도록 곡선을 구성하는 전통적인 보간법이다.

세 점이 이루는 삼각형의 면적은 5이다.
세 점은 모두 y=1 평면 위에 있으므로 x, z 좌표만으로 다룰 수 있다: A(1,1), B(2,4), C(5,3).
$\vec{AB} = (1,3),\ \vec{AC} = (4,2)$이고, 넓이는 $S = \dfrac{1}{2}|1\times2 - 3\times4| = \dfrac{1}{2}\times10 = 5$이다.