[컴퓨터응용가공산업기사 필기] 18년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

금속 구멍 작업에서 칩의 배출이 용이하고 가공 정밀도가 가장 높은 드릴 날은 트위스트 드릴이다.
나선형 홈이 칩을 원활히 배출시키고 절삭날의 안내 작용으로 진직도와 정밀도가 우수해 가장 널리 쓰인다.

상향절삭과 하향절삭 설명 중 틀린 것은 '상향절삭은 절삭력이 상향으로 작용하여 가공물 고정이 유리하다'는 부분이다.
상향절삭은 절삭력이 위쪽으로 작용해 가공물을 들어 올리려는 힘이 생기므로 오히려 고정에 불리하다.
반대로 하향절삭은 절삭력이 아래쪽(테이블 방향)으로 작용해 가공물 고정에 유리하고, 공구수명이 길며 표면거칠기도 상향절삭보다 양호하다.

테일러의 원리를 따르지 않아도 되는 게이지는 테이퍼 게이지이다.
테일러의 원리는 통과측·정지측을 모두 갖춘 한계게이지(링·플러그·스냅 게이지)의 설계 기준으로, 합격·불합격을 판정하는 go/no-go 방식에 적용된다.
테이퍼 게이지는 테이퍼 각도나 치수를 직접 측정하는 용도이므로 통과·정지 판정 개념의 테일러 원리를 적용받지 않는다.

창성법에 해당하는 기어절삭가공은 호브에 의한 기어가공이다.
창성법은 공구와 소재의 상대운동으로 치형을 만들어내는 방식으로 호빙, 기어셰이핑 등이 해당하며, 형판이나 총형 바이트를 이용한 가공은 공구의 날 형상을 그대로 소재에 옮기는 총형법에 속한다.

밀링 가공에서는 거친 절삭(황삭)일수록 절삭속도를 낮추고 이송을 크게 주어 능률을 높이는 것이 일반적인 원칙이다.
절삭속도를 오히려 빠르게 하면 공구 마모가 급격히 진행되고 발열이 커지므로 거친 절삭의 원칙과 맞지 않는다.
다듬질(정삭)에서는 표면 정밀도를 위해 이송속도를 느리게 하고, 커터날이 빨리 마모되면 절삭속도를 낮추며, 적정속도보다 약간 낮게 운전하는 것이 공구 수명 연장에 유리하다는 설명은 모두 타당하다.

측정자의 직선 또는 원호 운동을 기어나 지렛대로 기계적으로 확대해 지침의 회전 변위로 바꾸어 눈금으로 읽는 측정기는 다이얼 게이지이다.
수준기는 기포관을 이용해 수평·수직 상태를 확인하는 기기이다.
스냅 게이지는 한계게이지의 일종으로 축 지름을 통과·정지로 판정하는 기기이다.
게이지 블록은 길이의 기준이 되는 블록형 표준게이지이다.

각도를 직접 측정할 수 있는 측정기는 사인 바이다. 사인 바는 블록과 롤러의 거리 및 게이지 블록을 이용해 삼각함수 원리로 정확한 각도를 설정하고 측정할 수 있는 정밀 각도 측정 기구이다. 마이크로미터는 길이(지름), 버니어캘리퍼스는 길이, 하이트 게이지는 높이 측정에 사용되므로 각도 측정에는 적합하지 않다.

머시닝센터의 드릴링 고정 사이클은 G73과 G83이다.
G73은 고속 심공 드릴링(칩 브레이킹) 사이클, G83은 펙 드릴링(단속 이송) 사이클로 깊은 구멍 가공 시 칩 배출을 돕는다.
G43은 공구길이 보정(+) 코드이고 G24는 드릴링 사이클과 무관하다.
G44는 공구길이 보정(-), G65는 매크로 호출 명령으로 드릴링 사이클이 아니다.
G54는 공작물 좌표계 선택, G92는 좌표계 설정 코드로 드릴링 사이클이 아니다.

연삭기의 이송방법은 테이블 왕복식, 연삭숫돌대 방식, 플랜지 컷(전후 이송) 방식 등으로 구분되며, 이는 숫돌 또는 테이블을 움직여 절삭을 진행시키는 방식이다.
마그네틱 척 이동 방식은 공작물을 고정하는 척킹(공작물 고정) 방법이지 연삭 이송방법이 아니다.

터릿선반은 여러 개의 공구를 터릿(회전 공구대)에 조합해 놓고 순서대로 자동 전환하며 가공하는 선반이다.
스윙이 큰 정면가공용 선반은 정면선반에 해당한다.
탁상에 설치하는 소형 정밀 선반은 시계선반(탁상선반)에 해당한다.
실물·모형을 따라 공구대가 자동으로 윤곽을 깎는 방식은 모방선반의 특징이다.

절삭속도 식 $V=\dfrac{\pi d n}{1000}$ 를 회전수에 대해 풀면 $n=\dfrac{1000V}{\pi d}$ 가 되므로, 1000과 V가 분자에 오고 $\pi d$ 가 분모에 오는 식이 옳다.
단위로 확인해도 같다. 드릴 지름 d는 mm, 절삭속도 V는 m/min이므로 V에 1000을 곱해 mm/min으로 바꾼 뒤 드릴 1회전당 이동하는 원둘레 $\pi d$(mm)로 나누어야 분당 회전수(rpm)가 된다.
V가 분모에 들어간 식: 절삭속도가 빠를수록 회전수가 줄어드는 잘못된 관계가 된다.
$\pi d V$ 나 $\pi d$ 가 분자에 오는 식: 지름이 커질수록 회전수가 커지는 형태여서, 지름과 회전수가 반비례하는 실제 관계와 어긋난다.

밀링 바이스 중 회전과 상하 경사가 모두 가능한 것은 만능 바이스이다.
수평 바이스는 테이블에 고정된 채 수평 방향으로만 회전하고, 유압 바이스는 유압으로 조임력을 제공할 뿐 경사 기능은 없으며, 회전 바이스는 수평면 내 회전만 가능하다.

W, Cr, V, Co 등을 함유해 600℃ 부근까지 고온 경도를 유지하는 공구재료는 고속도강(HSS)이다.
초경합금은 텅스텐카바이드 등을 소결한 재료로 고속도강보다 더 높은 고온경도를 갖지만 성분 구성이 다르며, 탄소공구강과 합금공구강은 상대적으로 낮은 온도(300℃ 이하)에서 경도가 급격히 저하되어 고온 절삭에 부적합하다.

연삭 작업에서는 숫돌 파손·비래 사고를 막기 위해 덮개(안전커버) 설치가 필수이며, 보안경 착용은 이를 대체할 수 없는 별개의 안전수칙이다.
따라서 덮개 설치보다 보안경 착용을 권장한다는 설명은 안전수칙에 어긋난다.
숫돌을 정확히 고정하고, 측면 연삭을 피하며, 원주 정면에 서지 않는 것은 모두 올바른 연삭 안전수칙이다.

절삭제는 절삭 저항을 감소시키고 공구 온도 상승을 막아 공구 수명을 늘리며 가공물의 정밀도 저하를 방지하기 위해 사용한다.
절삭 저항을 증가시키는 것은 절삭제 사용 목적과 정반대이므로 해당하지 않는다.

습식래핑은 랩액에 연마입자를 혼합해 공작물에 주입하며 가공하는 방식으로 능률이 높아 거친 래핑에 주로 쓰인다.
초경합금, 보석, 유리 등 특수재료의 래핑에 널리 쓰이는 것은 습식래핑이며, 건식래핑은 랩제를 랩면에 발라 충분히 닦아낸 뒤 건조 상태에서 정밀 다듬질에 사용하는 방식이다.
따라서 건식래핑이 초경질 합금 등 특수재료에 널리 쓰인다는 설명은 습식래핑의 용도를 잘못 서술한 것이다.

탭의 파손은 주로 탭이 경사지게 들어가거나, 가공속도가 지나치게 빠르거나, 탭이 구멍 바닥에 부딪히는 경우에 발생한다.
탭 재질 자체의 경도가 높다는 것만으로는 파손 원인이 되지 않으며, 오히려 적절한 경도는 탭의 내마모성을 높여준다.

절삭공구 수명 판정은 인선 마모량, 가공 치수 변화량, 가공면의 광택·색조·반점 발생 등을 기준으로 한다.
절삭저항의 주분력이 절삭 시작 시와 동일한 경우는 마모가 진행되지 않았다는 뜻이므로 수명 판정 기준이 될 수 없으며, 실제로는 저항이 급격히 증가할 때를 수명 도달의 신호로 본다.

이동식 방진구는 새들(saddle)에 설치되어 공구대와 함께 움직이며 절삭점 근처에서 공작물의 휨을 지지한다.
이에 비해 고정식 방진구는 베드 위에 고정되어 위치가 바뀌지 않는다.

연삭숫돌 표시는 숫돌입자 – 입도 – 결합도 – 조직 – 결합제 순서로 적으므로, WA 60 K m V에서 결합도는 K이고 m은 조직이다. 따라서 m을 결합도라고 한 설명이 틀렸다.
기호를 자리별로 풀면 다음과 같다.
WA: 백색 알루미나 계열 숫돌입자의 종류
60: 입자 크기를 나타내는 입도
K: 결합제가 입자를 붙잡는 세기인 결합도(A에서 Z로 갈수록 단단함)
m: 입자의 조밀 정도를 나타내는 조직(중간 조직)
V: 비트리파이드 결합제

반도체 재료의 주요 성분 원소는 Ge(게르마늄), Si(규소)이다.
이들은 원자가전자 4개를 가진 4족 원소로 도핑을 통해 전기적 성질을 제어할 수 있어 반도체 소자의 기본 재료로 쓰인다.

성형수축이 적고 성형 가공성이 양호한 열가소성 수지는 폴리스티렌 수지이다.
페놀 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지는 모두 열경화성 수지로 한 번 성형되면 다시 녹지 않는다는 점에서 폴리스티렌과 성질이 다르다.

Kelmet(켈밋)은 Cu-Pb계 합금으로 구리에 납을 다량(약 30~40%) 함유시킨 베어링용 합금이다.
열전도성이 좋고 하중 지지능력이 커 고속·고하중용 베어링 메탈로 자동차, 항공기 엔진 베어링 등에 사용된다.

주형에 냉금(칠)을 삽입해 주물 표면을 급냉시키면 그 부분이 백선화되어 경도가 높아지는 내마모성 주철을 칠드주철이라 한다.
구상흑연주철은 흑연을 구상화한 주철, 가단주철은 백주철을 열처리해 연성을 부여한 주철, 미해나이트주철은 접종으로 조직을 미세화한 고급 주철로 급냉 백선화와는 제조 원리가 다르다.

불변강은 온도 변화에도 길이나 탄성률이 거의 변하지 않는 합금으로 인바, 엘린바, 코엘린바 등이 대표적이다.
스프링강은 탄성과 피로강도를 높인 강으로 온도 불변성을 목적으로 하는 불변강에 속하지 않는다.

구리 95%, 아연 5%로 이루어진 황동은 연질이며 코이닝(각인) 가공성이 우수해 동전, 메달 등에 사용되는 길딩메탈(Gilding metal)이다.
Naval brass는 6:4 황동에 주석을 첨가한 내식성 황동, Cartridge brass는 7:3 황동으로 탄피 등에 사용, Muntz metal은 6:4 황동으로 강도가 높은 황동이라는 점에서 조성과 용도가 다르다.

블랭킹·피어싱 펀치 등 프레스 금형에는 담금질로 높은 경도와 내마모성을 얻을 수 있는 공구강이 사용된다.
STD11은 냉간금형용 합금공구강(다이스강), STS3은 절단·냉간금형용 합금공구강, STC3은 탄소공구강으로 모두 금형 펀치 재료로 쓰인다.
SM15C는 탄소 0.15% 정도의 기계구조용 탄소강으로, 경도가 낮아 표면경화 처리를 하더라도 금형 펀치 재료로는 적합하지 않다.

쾌삭강은 피삭성(절삭 가공성)을 좋게 하기 위해 황(S)을 첨가한 강이다.
황은 강 중에서 MnS 등의 개재물을 형성해 칩을 잘게 끊어주므로 절삭 저항을 줄이고 공구 수명을 늘리는 효과가 있다.

뜨임 취성은 특정 온도 범위에서 뜨임할 때 충격값이 저하되는 현상으로, Mo(몰리브덴)을 첨가하면 이를 효과적으로 방지할 수 있다.
Ni, Cr은 강도와 경도를 높이는 원소이고 Zr은 결정립을 미세화하는 원소로, 뜨임 취성 방지 효과는 Mo만큼 두드러지지 않는다.

Fe-C 평형상태도에는 다음 세 가지 불변반응이 나타난다.
포정반응(약 1495℃): δ페라이트 + 액상 → 오스테나이트
공정반응(약 1148℃): 액상 → 오스테나이트 + 시멘타이트(레데뷰라이트)
공석반응(약 727℃): 오스테나이트 → 페라이트 + 시멘타이트(펄라이트)
편정반응은 액상이 냉각 중 조성이 다른 또 다른 액상과 고상으로 분리되는 반응으로 Cu-Pb계 등 일부 합금계에서 나타나며 Fe-C계에는 존재하지 않는다.

축의 지름은 비틀림 모멘트와 허용전단응력의 관계식 $T = \dfrac{\pi}{16} \tau d^3$ 로 구한다.
$d^3 = \dfrac{16T}{\pi \tau} = \dfrac{16 \times 4{,}000{,}000\ \mathrm{N \cdot mm}}{\pi \times 60\ \mathrm{MPa}} \approx 339{,}530\ \mathrm{mm^3}$
$d = \sqrt[3]{339{,}530} \approx 70\ \mathrm{mm}$ 이므로 축의 지름은 약 70mm이다.

볼트 1개에 작용하는 하중은 내압에 의한 전체 힘을 볼트 개수로 나눈 값이다.
실린더 커버가 받는 전체 힘은 $F = p \times \dfrac{\pi D^2}{4} = 100\ \mathrm{N/cm^2} \times \dfrac{\pi \times 30^2\ \mathrm{cm^2}}{4} \approx 70{,}686\ \mathrm{N}$ 이다.
볼트 1개당 하중은 $W = \dfrac{70{,}686}{12} \approx 5{,}890\ \mathrm{N}$ 이다.

그림에서 세 스프링이 천장에서 하중까지 한 줄로 이어져 있으므로 직렬 연결이고, 합성 스프링상수로 계산한 하중은 약 243 N이다.
직렬이므로 $\dfrac{1}{k}=\dfrac{1}{k_1}+\dfrac{1}{k_2}+\dfrac{1}{k_3}=\dfrac{1}{40}+\dfrac{1}{50}+\dfrac{1}{60}=0.06167$
$k\approx 16.22\ \mathrm{N/cm}$
처짐 150mm는 15cm이므로
$P=k\,\delta=16.22\times 15\approx 243\ \mathrm{N}$
세 스프링을 나란히 놓인 것으로 보고 상수를 그냥 더하면 $k=150\ \mathrm{N/cm}$, $P=2250\ \mathrm{N}$이 나오는데, 그림처럼 위아래로 이어져 같은 하중을 차례로 받는 배치는 병렬이 아니라 직렬이므로 그렇게 계산하면 안 된다.

가죽벨트의 최대전달동력은 유효장력과 벨트속도의 곱으로 구한다.
허용 인장력은 $T_t = \sigma \times b \times t = 2.35\ \mathrm{N/mm^2} \times 116\ \mathrm{mm} \times 8\ \mathrm{mm} \approx 2{,}180.8\ \mathrm{N}$ 이다.
유효장력은 $T_e = T_t \left(1-\dfrac{1}{e^{\mu\theta}}\right) = 2{,}180.8 \times \left(1-\dfrac{1}{2.5}\right) \approx 1{,}308.5\ \mathrm{N}$ 이고, 전달동력은 $H = T_e \times v = 1{,}308.5 \times 8 \approx 10{,}468\ \mathrm{W} \approx 10.47\ \mathrm{kW}$ 이다.

축선에 직각인 하중(레이디얼 하중)과 축선 방향 하중(스러스트 하중)을 동시에 지지할 수 있는 베어링은 테이퍼 베어링(원추 롤러 베어링)이다.
레이디얼 베어링은 축직각 방향 하중만, 스러스트 베어링은 축방향 하중만 지지하도록 설계되며, 칼라 베어링은 축방향 하중을 지지하는 스러스트 베어링의 한 형태로 복합 하중용은 아니다.

코터를 박아 넣은 뒤 저절로 빠지지 않으려면(자립조건) 코터의 기울기 각도가 접촉면에서 생기는 마찰각 이내에 들어와야 한다.
양쪽 기울기(양구배): 두 접촉면 각각에서 기울기 α가 작용하므로 자립조건은 α ≤ ρ 이다.
한쪽 기울기(편구배): 한 면만 경사져 있으므로 자립조건은 α ≤ 2ρ 로 완화된다.
문제는 양쪽 기울기를 가진 코터를 묻고 있으므로 α ≤ ρ 가 옳다. 부등호 방향이 반대인 조건(α ≥ ρ, α ≥ 2ρ)은 오히려 코터가 쉽게 빠지는 상태를 뜻하므로 자립조건이 될 수 없다.

응력-변형률 선도에서 재료가 파단 전 저항할 수 있는 최대의 공칭응력을 극한강도(인장강도)라 한다.
비례한도는 응력과 변형률이 비례하는 한계, 탄성한도는 하중 제거 시 변형이 완전히 회복되는 한계, 항복점은 하중 증가 없이 변형이 급격히 진행되기 시작하는 지점으로 모두 극한강도보다 낮은 응력에서 나타난다.

그림은 힌지에서 a만큼 떨어진 곳에 조작력 F, b만큼 떨어진 곳에 블록이 있고, 마찰력의 작용선이 힌지에서 c만큼 아래로 벗어난 배치이다. 드럼이 반시계로 돌면 마찰 모멘트가 조작력을 돕는 쪽으로 작용하므로 $F=\dfrac{Q}{\mu a}\left(b-\mu c\right)$ 가 된다.
제동력(마찰력)이 $Q=\mu P$ 이므로 블록을 누르는 수직력은 $P=\dfrac{Q}{\mu}$ 이다.
힌지 둘레의 모멘트 평형: $F\cdot a = P\cdot b - \mu P\cdot c$
정리하면 $F=\dfrac{P\left(b-\mu c\right)}{a}=\dfrac{Q\left(b-\mu c\right)}{\mu a}$
괄호 안이 $b+\mu c$ 인 식은 드럼이 반대 방향으로 돌아 마찰 모멘트가 조작력을 방해할 때의 관계이고, 분모가 $a$ 뿐인 식들은 제동력 Q를 수직력 P 자리에 그대로 넣어 $1/\mu$ 이 빠진 형태이다.

기어에서 이의 크기를 나타내는 방법에는 원주피치, 모듈, 지름피치가 있다.
피치원지름은 기어 자체의 크기(피치원의 지름)를 나타내는 값이지 개별 이의 크기를 나타내는 단위가 아니다.

용접은 열원을 국부적으로 가해 접합하는 방식이므로 용접부 주변에 열영향부(HAZ)가 생겨 재료의 조직과 성질이 변질되는 것이 일반적인 특징이다.
따라서 열 영향에 의한 재료 변질이 거의 없다는 설명은 용접의 실제 특성과 반대된다.
공정 수 감소로 인한 제작비 절감, 우수한 기밀·수밀성, 잔류응력 발생 가능성은 모두 용접의 타당한 특징이다.

XY평면상의 곡선은 일반적으로 매개변수 형태, 양함수 형태, 음함수 형태의 세 가지 방식으로 표현한다.
단어번지 형태는 NC 프로그램에서 어드레스와 수치로 블록을 구성하는 지령 형식으로, 곡선을 수학적으로 표현하는 방법과는 관계가 없다.

커습 높이는 볼 엔드밀 반경과 경로 간격(픽 피드)으로부터 $h = R - \sqrt{R^2 - \left(\dfrac{d}{2}\right)^2}$ 로 구한다.
$R^2 = 5,\ \left(\dfrac{2}{2}\right)^2 = 1$ 이므로 $h = \sqrt{5} - \sqrt{5-1} = \sqrt{5} - 2$ 이다.
따라서 커습 높이는 √5-2 cm이다.

와이어프레임 모델은 점과 선(모서리)만으로 형상을 정의하므로 면과 체적 정보가 없어 유한요소망 생성이나 정밀한 NC 공구경로 계산에 한계가 있다.
따라서 3차원 형상 모델 중 어느 것으로도 해석용 유한요소생성과 NC 공구경로 계산이 가능하다는 설명은 옳지 않다.
서피스 모델은 곡면 정보를 바탕으로 NC 가공면 구축에 유리하고, 솔리드 모델은 체적 정보를 포함해 파일 크기가 크지만 물체의 실체를 온전히 표현한다는 설명은 타당하다.

변환 행렬 $T_{H}=\left[\begin{array}{cc:c} a & b & p \\ c & d & q \\ \hdashline m & n & s \end{array}\right]$ 에서 p·q는 대칭(reflection)이 아니라 투영(perspective) 변환을 담당하는 항이므로 이 설명이 틀렸다.
동차좌표로 $[\,x^{*}\ \ y^{*}\ \ 1\,]=[\,x\ \ y\ \ 1\,][\,T_{H}\,]$ 를 계산할 때 각 항이 맡는 역할은 다음과 같다.
왼쪽 위 2×2의 a·b·c·d: 회전·스케일링·전단·대칭 등 형상 자체를 바꾸는 변환
m·n: 좌표를 그대로 옮기는 이동(translation)
p·q: 원근 효과를 주는 투영 변환
s: 결과 전체를 같은 비율로 키우거나 줄이는 전체 스케일링
대칭 변환은 x축 대칭이면 d를 −1로, y축 대칭이면 a를 −1로 두는 식으로 2×2 부분에서 처리되므로, 대칭을 p·q가 담당한다는 설명만 성립하지 않는다.

2차원 단면(프로필)을 임의의 경로를 따라 이동하면서 3차원 솔리드를 생성하는 기법은 스위핑(sweeping)이다. 스위핑은 2D 프로필을 3D 공간의 경로(직선, 곡선 등)를 따라 이동·확대·회전시키면서 그 궤적으로 3D 형상을 만드는 방식으로, 원통·구·회전체 등 다양한 형태를 생성할 수 있다. 블렌딩은 두 곡면을 부드럽게 연결하는 기법이고, 트리밍과 클리핑은 기존 형상을 절단하거나 자르는 기법으로 스위핑과는 다르다.

CSG 방식은 구, 원뿔, 원통, 육면체 등 기본 3차원 입체(primitive)를 불리언 연산으로 조합해 형상을 만드는 모델링 방식이다.
쿤스 곡면은 경계 곡선으로부터 곡면을 정의하는 서피스 모델링 기법으로, CSG의 기본 입체(primitive)에 해당하지 않는다.

원점에서의 거리(r)와 기준축과 이루는 각도(θ)로 점의 위치를 나타내는 방식은 극좌표계이다.
직교좌표계는 (x, y)처럼 두 축의 좌표값으로 위치를 표시하고, 구좌표계는 3차원에서 거리와 두 각도로 표시하며, 원주좌표계 역시 3차원(반지름·각도·높이) 좌표계이므로 2차원 (r, θ) 표시와는 다르다.

CAM에서 곡면을 가공하는 방식에는 나선형 가공, Island/Area 가공, 등매개변수(iso-parametric) 가공 등이 있으며, 프레스 가공은 금형으로 판재를 성형하는 소성가공법이지 CAM의 곡면 가공방식이 아니다.

조립체(assembly) 모델링은 부품 간의 만남 조건과 구속 조건을 부여하고 조립 전개도를 생성하는 기능으로 구성된다.
리프팅(lifting) 기능은 조립 구속과 무관한 별개의 개념이므로 조립체 모델링 기능에 해당하지 않는다.

RP(rapid prototyping) 방식에는 3차원 프린팅, 지표경화(SGC), 용착적층 모델링(FDM) 등이 있다.
레이져 인젝션몰딩은 실제로 존재하지 않는 방식으로, 사출성형(injection molding)은 적층 방식이 아닌 금형을 이용한 성형 가공법이므로 RP의 종류가 아니다.

직접변환기를 이용해 n개의 시스템이 서로 데이터를 교환하려면 각 시스템 쌍마다 양방향 변환기가 필요하다.
$n \times (n-1) = 10 \times 9 = 90$
따라서 필요한 변환기의 수는 90개이다.

부품준비 소프트웨어(part preparation software)는 CAD 모델 검증, 지지구조물 생성, 모델의 위치와 방향 결정 등 출력 전 준비 작업을 담당한다.
전체 제작공정 결정은 RP 시스템 전반의 공정 계획에 해당하는 상위 개념으로, 부품준비 소프트웨어의 기능 범위를 벗어난다.

솔리드 모델링 시스템의 전형적인 특징현상(feature)에는 구멍(hole), 필릿(fillet), 모따기(chamfer) 등이 있다.
리프팅(lifting)은 형상 특징현상이 아니라 별개의 동작 개념이므로 특징현상에 해당하지 않는다.

입출력 장치와 컴퓨터 사이에서 자료를 주고받을 때 처리 속도 차이를 완충하기 위해 자료를 임시로 저장하는 공간은 버퍼(Buffer)이다.
블록(Block)은 자료를 처리 단위로 묶은 것을 말한다.
채널(Channel)은 입출력을 제어하는 전용 처리 경로이다.
콘솔(Console)은 시스템을 조작하는 제어용 장치이다.

5축 가공의 장점은 공구 자세의 자유도 증가로부터 비롯된다. 보기 1의 '곡면의 등고선을 따른 밀링'은 3축 가공에서도 Z축 높이를 조정하며 수행 가능한 작업으로, 5축 특유의 이점이 아니다. 보기 2는 3축으로 접근 불가능한 복잡한 곡면을 공구 자세 변경으로 가공 가능하게 하는 5축의 핵심 장점이고, 보기 3·4는 공구 법선 방향을 곡면에 최적으로 조정할 수 있는 5축의 능력으로 cusp 최소화와 윤곽가공 한 번 완료 같은 효율성 향상을 가능하게 한다.

베지어 곡선은 국소적 제어(local control) 성질이 없어 조정점 하나를 움직이면 곡선 전체의 모양이 변한다. 따라서 조정점 하나를 움직이면 곡선 일부의 모양만 변한다는 설명은 옳지 않다.
곡선의 차수가 (조정점 개수-1)인 점, 곡선이 조정점들의 볼록포(convex hull) 안에 위치하는 점, 조정점 순서를 거꾸로 해도 같은 곡선이 나오는 대칭성은 모두 베지어 곡선의 실제 성질이다.

퍼거슨 곡선은 곡률(curvature) 연속을 보장하지만 곡률변화율(curvature derivative) 또는 비틀림(torsion) 연속을 보장하지 않으므로, 자동차 외관처럼 곡률 변화가 부드러워야 하는 경우에는 더 고차 또는 스플라인 곡선이 필요하다. 따라서 곡률변화율이 중요한 경우 곡면 품질을 향상시킨다는 것은 퍼거슨 곡선의 특성이 아니다.
퍼거슨 곡선·곡면은 4개의 제어점(끝점 2개, 접선벡터 2개)으로 정의되는 3차 베지에 곡선의 한 형태다.
곡선/곡면의 일부를 간단히 표현한다(○).
평면과 3차원 공간 곡선·곡면 모두 표현 가능하다(○).
좌표 변환 시 제어점(벡터)만 변환하면 되는 특성이 있다(○).

회전(Revolve) 곡면은 하나의 곡선(모선)을 축을 중심으로 회전시켜 만드는 곡면이며, 축을 따라 평행이동시키는 것은 스윕(Sweep) 곡면에 해당한다. 따라서 회전 곡면을 평행이동으로 설명한 것은 옳지 않다.
스윕 곡면, 그리드 곡면, 블렌딩 곡면에 대한 설명은 각각 실제 정의와 일치한다.

공구 반경보다 곡률 반경이 작은 오목한 부분을 가공할 때, 공구가 표면을 파고들어 과절삭이 생기는 현상을 거징(Gouging)이라 한다.
Collision은 공구와 공작물·고정구 등의 충돌, Clamping은 공작물 고정 동작, Contacting은 단순 접촉을 의미하므로 과절삭 현상과는 다르다.

곡면을 수학적으로 표현하는 대표적 방법에는 Coons 곡면, Bezier 곡면, B-Spline 곡면이 있다.
반면 Repular 곡면은 곡면 표현 이론에서 사용되는 정식 용어가 아니므로 곡면을 표현하는 방법에 해당하지 않는다.

나사 호칭 앞의 기호 G는 관용 평행나사를 나타내는 KS 규격 기호이다.
관용 테이퍼나사는 별도의 테이퍼나사 기호를 사용하고, 사다리꼴나사는 Tr 등의 별도 기호를 사용하므로 G 기호와는 구분된다.

억지 끼워맞춤에서 최대 죔새는 조립 전 축과 구멍의 치수 차이가 가장 클 때의 값으로, 축의 최대허용치수에서 구멍의 최소허용치수를 뺀 값이다.
구멍 치수끼리 또는 축 치수끼리 빼는 계산은 허용치수의 범위(공차)를 구하는 것이지 죔새를 구하는 식이 아니다.

V-벨트 풀리에서 암(Arm)과 같이 길게 뻗은 부분은 KS 제도 규칙상 길이 방향으로 절단하여 도시하지 않는다.
풀리 홈의 치수가 형별·호칭지름에 따라 정해지는 점, 축 직각 방향 투상을 정면도로 삼을 수 있는 점, 일반용 V 고무벨트가 단면치수별로 6종류로 구분되는 점은 모두 옳은 설명이다.

SCM420은 크로뮴에 몰리브데넘(Mo)이 첨가된 크로뮴 몰리브데넘강을 나타내는 기호이며, 니켈 크로뮴강은 별도의 SNC 계열 기호를 사용한다. 따라서 SCM420을 니켈 크로뮴강이라 짝지은 것은 잘못되었다.
SCr420(크로뮴강), SMn420(망가니즈강), SMnC420(망가니즈 크로뮴강)의 기호와 강종 대응은 옳다.

네 보기의 옆면도는 모두 앞쪽(왼쪽) 일부가 낮고 평평한 단이고 거기서 뒤로 가면서 경사가 올라가 뒷부분은 전높이 벽인 형상을 나타낸다. 그러므로 평면도에서도 경사면의 모서리가 앞쪽 끝까지 내려오지 않고 맨 앞에 낮은 단에 해당하는 띠가 남아 있어야 하며, 그렇게 그린 투상도가 옳다.
정면도도 네 보기가 모두 같다. 좌·우 변의 3/4 높이에서 중앙 꼭대기까지 올라가는 $\Lambda$ 모양이고 그 아래 1/4 구간이 통짜로 남는데, 이 아래쪽 띠가 바로 앞쪽 낮은 단이다. 입체도에서도 앞쪽 끝의 수직 모서리는 아주 짧고 뒤쪽 끝의 수직 모서리는 전체 높이만큼 길어 같은 형상을 보여 준다. 결국 판정은 평면도에서 갈린다.
나머지 투상도가 맞지 않는 이유는 다음과 같다.
평면도의 사선이 앞쪽 좌·우 모서리까지 곧장 닿는 것(둘): 앞쪽 낮은 단이 사라져 옆면도·정면도 아래쪽 띠와 어긋난다. 그중 하나는 옆면도에 다른 보기에는 없는 세로선까지 하나 더 그어져 있다.
평면도의 사선이 앞쪽 가운데로 모여 골($V$)을 이루는 것: 가운데가 솟은 실제 형상과 오르내림이 정반대다.

원뿔 전개도의 중심각은 $\theta=360^{\circ}\times\dfrac{r}{L}$ 이므로 $\theta=120^{\circ}$ 가 되려면 모선 L 이 밑면 반지름의 3배여야 하고, 답은 150mm 이다.
그림에서 밑면 지름이 $\phi 100$ 으로 기입되어 있고 L 은 꼭짓점에서 밑면 끝까지 이어지는 모선을 가리키므로 $r=\dfrac{100}{2}=50\,\mathrm{mm}$ 이다.
대입하면 $120^{\circ}=360^{\circ}\times\dfrac{50}{L}$
$L=\dfrac{360\times 50}{120}=150\,\mathrm{mm}$
이 식은 전개된 부채꼴의 호 길이가 밑면 원둘레와 같아야 한다는 조건 $2\pi L\times\dfrac{\theta}{360^{\circ}}=2\pi r$ 에서 나온다. 200mm·180mm·120mm 를 넣으면 중심각이 각각 90°·100°·150° 가 되어 조건에 맞지 않는다.

화살표 방향에서 본 정면도는 왼쪽이 낮고 오른쪽이 높은 L 자 계단 모양이고, 계단의 단 모서리가 실선으로 보이는 쪽은 낮은 단이 있는 왼쪽이다. 따라서 세로선 하나로 나뉜 평면도를 정면도 바로 위에 두고, 가로선 하나로 나뉜 옆면도를 정면도의 왼쪽에 배치한 것이 옳은 제3각법 3면도다.
세로선 하나로 나뉜 직사각형은 평면도다. 위에서 내려다보면 계단의 경계선이 정면도의 좌우 방향과 직각으로 지나가므로 세로 실선 하나로 나타난다.
가로선 하나로 나뉜 직사각형은 낮은 단 쪽에서 본 옆면도다. 이 방향에서는 낮은 단의 윗면 모서리가 가려지지 않아 실선으로 보이지만, 높은 블록이 있는 반대쪽에서 보면 그 모서리는 블록에 가려 숨은선(파선)이 되어야 한다. 그래서 같은 그림을 정면도의 오른쪽에 놓은 배치는 옳지 않다.
나머지 둘은 평면도가 정면도 아래에 놓여 제1각법 배치이므로 제3각법을 묻는 이 문제의 답이 될 수 없다.

가공 모양의 기호는 표면 가공으로 인한 줄무늬 방향을 나타낸다. 1번은 = 기호로 줄무늬가 투영면에 평행한 경우로 정확하다. 2번은 X 기호로 줄무늬가 투영면에 대해 비스듬하게 교차하는 경우로 정확하다. 3번은 M 기호로 줄무늬가 여러 방향인 경우로 정확하다. 4번은 R 기호인데, R은 중심에 대하여 거의 동심원 모양이 아니라 중심에 대하여 거의 방사상(원주 방향)의 줄무늬를 나타낸다는 점에서 잘못되었다.

대상물의 일부를 파단한 경계는 파단선으로 나타내며, 이는 가는 자유 실선이나 지그재그선으로 그린다. 가는 2점 쇄선은 인접 부분이나 이동 위치 등을 나타내는 가상선과 무게 중심선에 쓴다.

KS 제도 규칙상 선이 겹칠 때의 우선순위는 외형선 > 숨은선 > 절단선 > 중심선 순이다. 이 중 숨은선, 절단선, 중심선 세 종류만 비교하면 숨은선이 절단선보다, 절단선이 중심선보다 앞서는 순서가 실제 규정과 일치한다.
중심선을 숨은선이나 외형선보다 앞세우거나, 중심선을 절단선보다 앞에 두는 나머지 보기들은 실제 우선순위와 어긋난다.

방전가공에서는 전극과 공작물이 닿지 않고 방전 간극(gap)을 사이에 두고 가공되므로, 갭은 가공된 구멍 치수에서 전극 치수를 뺀 값의 절반으로 구한다.
구멍은 전극보다 지름 기준으로 갭의 2배만큼 커지므로 $\text{gap}=\dfrac{\text{구멍의 가공치수}-\text{전극치수}}{2}$ 가 되고, 반지름 방향 한쪽 간극을 얻기 위해 2로 나눈다.
두 치수를 더해 2로 나눈 식은 평균 지름을 구한 것일 뿐이고, 전극치수와 전극의 소모량으로 만든 식들은 전극의 마모(소모)를 다루는 것이어서 극간 간극과는 관계가 없다.

나사 가공에서 주축 이송속도(F)는 주축 회전수와 나사 피치의 곱으로 구한다.
$F = N \times p = 250 \times 2 = 500\ \mathrm{mm/min}$
따라서 주축 이송속도는 500mm/min으로 설정해야 한다.

머시닝센터 보조기능 중 M06은 공구 교환(ATC)을 지령하는 코드이다.
M05는 주축 정지, M19는 주축 정위치 정지, M30은 프로그램 종료 및 되감기를 지령하므로 공구 교환과는 무관하다.

CNC 공작기계는 프로그램에 따라 다양한 형상을 표준 공구로 가공할 수 있어 특수 공구 사용이 줄고 공구 관리비가 절감되는 것이 특징이다. 따라서 특수 공구가 많이 사용되어 관리비가 상승한다는 설명은 옳지 않다.
생산능률 증대, 균일한 품질 관리, 작업시간 단축을 통한 생산성 향상은 CNC 공작기계의 실제 장점이다.

CNC 프로그램 지령절에서 N은 전개번호(시퀀스 번호)를 나타내는 기능이며, 준비기능은 G 코드가 담당한다. 따라서 N을 준비기능으로 설명한 것은 옳지 않다.
S(주축기능), F(이송기능), M(보조기능)에 대한 설명은 실제 지령절 구성과 일치한다.

CNC 선반의 휴지(dwell) 지령 G04에서 X 또는 U 주소는 초 단위 값을 소수점을 포함해 그대로 사용할 수 있어, 2.5초를 정지시키려면 $X2.5$로 지령한다.
반면 P 주소는 밀리초 단위의 정수만 사용할 수 있어 소수점을 포함한 값은 문법상 성립하지 않는다.

CNC 선반에서 나사절삭에 사용하는 준비기능은 G32(나사절삭), G76(복합형 나사절삭 사이클), G92(단일형 나사절삭 사이클)이다.
G72, G75, G90은 각각 단면·홈·외경 절삭 사이클로 나사절삭 기능이 아니므로, 이들이 포함된 조합은 나사절삭 전용 기능만으로 짝지어진 것이 아니다.

ISO 선삭 인서트 형번은 노즈 반지름을 끝 두 자리 숫자로, $\dfrac{1}{100}\,\mathrm{mm}$ 단위로 표기한다. TNMG120408B 는 08 이므로 노즈 반지름은 0.8R 이다.
형번을 자리별로 끊어 읽으면 T(정삼각형 형상)–N(여유각 0°)–M(치수 허용차 등급)–G(칩브레이커·구멍 형식)–12(절삭날 길이)–04(인서트 두께)–08(노즈 반지름)–B(부가 기호) 가 된다.
따라서 1R·2R 이라면 끝 두 자리가 각각 10·20 으로, 0.4R 이라면 04 로 적혀 있어야 하므로 이 형번과는 맞지 않는다.

기계의 테이블(이동체)에 직접 위치 검출기를 설치하여 실제 위치를 검출·피드백하는 서보 방식은 폐쇄회로 방식이다.
개방회로 방식은 검출기 없이 펄스 신호로만 제어하고, 반개방회로·반폐쇄회로 방식은 모터축 등 테이블이 아닌 위치에서 검출하므로 테이블에 직접 검출기를 설치하는 방식과는 구분된다.

머시닝센터 작업 중에는 공구와 공작물이 회전·이동하고 있으므로 손으로 칩을 직접 제거해서는 안 되며, 작업 상태 확인을 이유로 가동 중 칩을 제거하는 것은 안전수칙에 어긋난다.
공작물 고정 시 손 조심, ATC 작동 시 공구 교환 점검, 작업 중 문을 닫고 작업하는 것은 모두 올바른 주의사항이다.