[전산응용기계제도기능사 필기] 08년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

스프링 상수는 가해진 힘을 늘어난 길이로 나눈 값이다.
늘어난 길이는 $120 - 100 = 20\ \mathrm{mm}$이므로, 스프링 상수는 $k = \dfrac{40\ \mathrm{N}}{20\ \mathrm{mm}} = 2\ \mathrm{N/mm}$이다.

베어링 재료는 하중을 지지해야 하므로 압축 강도가 높아야 한다.
압축 강도가 낮아야 한다는 설명은 이와 반대되므로 틀린 내용이다.
이 밖에도 베어링 재료는 눌러 붙지 않는 내열성, 낮은 마찰계수, 높은 피로 강도를 갖추어야 한다.

심냉처리(sub-zero treatment)는 담금질 후 남아 있는 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 변태시켜 조직을 안정화하는 처리이다.
치수 정밀도의 장기적 안정이 특히 중요한 게이지강은 잔류 오스테나이트로 인한 치수 변화를 막기 위해 심냉처리가 필요하다.

금속 탄화물 분말을 프레스로 성형한 뒤 소결하여 만든 합금은 초경합금이며, 경도와 내열성·내마멸성이 뛰어나 절삭 공구 재료로 널리 쓰인다.

재료의 안전성을 고려하여 안전하다고 인정되는 최대의 응력을 허용응력이라 한다.
허용응력은 재료의 기준강도(항복점 등)를 안전율로 나눈 값으로 정해지며, 실제 사용응력은 이 허용응력 이하가 되도록 설계한다.

아공석강(탄소량 0.77% 미만) 영역에서 탄소량이 증가하면 인장강도·항복점·경도는 커지지만, 연신율은 반대로 감소한다.

주형에 냉금(chill)을 삽입해 주물 표면을 급냉시켜 표면을 백선화하고 경도를 높인 내마모성 주철을 칠드주철이라 한다.

분할핀은 한쪽 끝이 두 갈래로 갈라져 있어 이를 벌려 너트의 풀림을 막거나 축에 끼운 부품의 이탈을 방지하는 데 쓰이는 독립된 핀의 한 종류이다.
분할핀은 테이퍼 핀과 형상·용도가 다른 별개의 핀이므로, 테이퍼 핀의 일종이라는 설명은 틀린 내용이다.

축방향 하중을 받는 볼트의 골지름은 허용응력과 하중으로부터 필요 단면적을 구해 계산한다.
필요 단면적은 $A = \dfrac{P}{\sigma_a} = \dfrac{8000\ \mathrm{N}}{40\ \mathrm{N/mm^2}} = 200\ \mathrm{mm^2}$이다.
골지름은 $d = \sqrt{\dfrac{4A}{\pi}} = \sqrt{\dfrac{4 \times 200}{\pi}} \approx 15.96\ \mathrm{mm}$이므로 볼트의 골지름은 약 15.96mm 이상이어야 한다.

V벨트는 풀리의 홈에 벨트가 끼워져 걸리는 구조이므로 벨트가 꼬여야 하는 엇걸기(십자걸기)로는 사용할 수 없다.
엇걸기는 접촉면이 평평한 평벨트에서만 가능한 걸이 방식이므로, V벨트가 엇걸기로 사용 가능하다는 설명은 틀린 내용이다.
V벨트는 홈과의 쐐기 작용으로 마찰력이 커서 고속운전, 큰 속도비, 정숙한 동력 전달과 충격 흡수에 유리하다.

6:4 황동에 철을 1~2% 첨가하여 강도와 내식성을 높인 동합금은 델타메탈이며, 광산기계·선박용 기계 등에 사용된다.
톰백은 아연 함량이 적은 황동, 문츠메탈은 6:4 황동 자체, 네이벌황동은 6:4 황동에 주석을 첨가한 합금이므로 철 첨가 합금과는 구별된다.

제동압력은 브레이크 블록을 미는 힘을 블록의 접촉 면적으로 나눈 값이다.
접촉면적은 $60 \times 20 = 1200\ \mathrm{mm^2}$이므로, 제동압력은 $p = \dfrac{900\ \mathrm{N}}{1200\ \mathrm{mm^2}} = 0.75\ \mathrm{N/mm^2}$이다.

표준 고속도강은 텅스텐(W) 18%, 크롬(Cr) 4%, 바나듐(V) 1%를 기본 성분으로 하는 합금강(18-4-1형)이다.
니켈은 고속도강의 주요 성분에 포함되지 않는다.

알루미늄-구리계 합금, 다이캐스팅용 합금, 알루미늄-규소계 합금은 유동성이 좋아 주로 주조용으로 쓰인다.
반면 내식성 알루미늄합금(하이드로날륨 등)은 압연·단조 등으로 성형되는 가공용 알루미늄합금에 해당한다.

기어, 마찰차, 체인은 회전 운동이나 힘을 전달하는 동력 전달용 기계요소이다.
유압 댐퍼는 진동이나 충격을 흡수하는 완충용 요소로, 동력을 전달하는 목적이 아니므로 이에 해당하지 않는다.

현재까지 알려진 공구 재료 중 경도가 가장 높고 내마멸성이 커서 고속·능률적인 절삭이 가능한 재료는 다이아몬드이다.
다만 취성이 커서 충격에 약하고 가격이 매우 비싸다는 단점이 있다.

절삭시간은 회전수와 이송속도로부터 구한다.
회전수는 $n = \dfrac{1000v}{\pi D} = \dfrac{1000 \times 100}{\pi \times 50} \approx 636.6\ \mathrm{rpm}$이다.
절삭시간은 $T = \dfrac{L}{f \times n} = \dfrac{400}{0.1 \times 636.6} \approx 6.3\ \mathrm{min}$이다.

슬로터(slotter)는 공구를 수직으로 왕복시켜 절삭하는 공작기계로, 구멍의 내면·곡면은 물론 내접 기어, 스플라인 구멍과 같이 안쪽 형상을 가공하는 데 적합하다.
셰이퍼와 플레이너는 주로 평면 절삭에, 드릴링 머신은 구멍 뚫기에 쓰이므로 내면 곡면 가공 용도와는 차이가 있다.

일감 표면에 약한 압력으로 숫돌을 대고 일감에 회전과 이송을 주면서, 숫돌에 매우 작고 빠른 진동을 가해 다듬는 가공법은 슈퍼피니싱이다.
래핑은 랩제를 사용한 문지름 가공, 호닝은 혼(hone)을 회전·왕복시키는 가공, 액체호닝은 연마제를 액체와 함께 분사하는 가공으로 진동을 이용한 슈퍼피니싱과는 방식이 다르다.

숫돌 표면에서 무디어진 입자나 기공을 메운 칩을 제거하여 숫돌을 본래의 형태와 예리함으로 수정하는 작업을 드레싱이라 한다.
무딤과 눈메움은 숫돌이 무뎌지는 현상 자체를 가리키는 용어이고, 시닝은 드릴 끝의 치즐 에지를 얇게 가공하는 작업이므로 숫돌을 수정하는 드레싱과는 구별된다.

21구멍 분할판을 사용해 7등분하려면 5회전하고 15구멍씩 돌리면 된다.
분할 회전수는 $\dfrac{40}{N}$ 공식으로 구하며, N=7이면 $\dfrac{40}{7} = 5\dfrac{5}{7}$회전이다.
분수 $\dfrac{5}{7}$를 21구멍 분할판 기준으로 통분하면 $\dfrac{5}{7} = \dfrac{15}{21}$이므로, 21구멍짜리 원에서 15구멍씩 이동시키면 된다.

측장기는 길이를 정밀하게 측정하는 기기이므로 각도 측정기에 해당하지 않는다.
사인바는 삼각함수를 이용해 각도를 측정한다.
수준기는 기포관을 이용해 수평·경사를 측정한다.
오토콜리메이터는 광학적으로 미세한 각도 변화를 측정한다.

어미자를 스탠드 홈을 따라 상하로 조금씩 이동시켜 0점 조정을 할 수 있는 구조는 HT형 하이트 게이지이다.
스크라이버 밑면이 정반에 닿기 때문에 정반면을 기준으로 한 높이를 그대로 읽을 수 있고, 어미자가 움직이므로 마모나 오차가 생겨도 0점을 다시 맞출 수 있다.
HB형은 스크라이버가 홈형으로 되어 있으며 0점 조정 기구가 없다.
HM형은 본체가 견고해 정밀도 유지에 유리하지만 어미자가 고정되어 0점 조정을 할 수 없다.

밀링 머신은 공구가 회전 운동을 하며 절삭하는 공작기계로, 나머지 기계들과 운동 방식이 다르다.
세이퍼는 바이트가 직선 왕복운동을 하며 절삭한다.
플레이너는 테이블(일감)이 직선 왕복운동을 하며 절삭한다.
슬로터는 바이트가 수직 방향으로 직선 왕복운동을 하며 절삭한다.

연삭숫돌을 고정하는 평형 플랜지의 지름은 숫돌 바퀴 지름의 1/3 이상이어야 안전하다.
플랜지가 이보다 작으면 숫돌을 충분히 지지하지 못해 회전 중 파손·비산 사고로 이어질 수 있다.

평면도를 나타내는 기하공차 기호는 정사각형(□)이 아니라 평행사변형(▱)이므로 잘못 표기되었다.
진직도(직선), 진원도(원), 원주 흔들림(화살표 한 개)은 올바르게 표기된 기호이다.

E 구멍은 기초가 되는 치수 허용차가 아래 치수 허용차이므로 공차역은 $\phi 25^{+0.073}_{+0.040}$, 즉 +0.040 ~ +0.073mm다.
구멍 기호 A~H는 기초가 되는 치수 허용차가 아래 치수 허용차(EI)이므로 EI = +0.040mm.
위 치수 허용차 ES = EI + IT8 = 0.040 + 0.033 = +0.073mm
따라서 구멍의 허용 치수는 최소 25.040mm, 최대 25.073mm가 된다. 나머지 조합은 위·아래 허용차의 차, 곧 공차역의 폭이 IT8 기본공차 0.033mm와 맞지 않는다.

최대 죔새는 축의 최대 허용 치수에서 구멍의 최소 허용 치수를 뺀 값이다.
죔새는 축이 구멍보다 커서 억지로 끼워질 때 생기는 치수 차이이므로, 축이 가장 크고 구멍이 가장 작은 조합일 때 죔새가 최대가 된다.

도면에 붙은 기하공차 기입틀은 이중 원(◎) 기호 · ⌀0.08 · A-B 순으로 적혀 있으므로, 데이텀 A-B를 공통 축직선으로 삼는 동축도 공차를 지정한 것이다.
첫 칸의 ◎는 동축도(동심도)를 나타내는 기호이고, 둘째 칸에서 공차값 앞에 ⌀가 붙으면 공차역이 원통이 된다. 즉 가운데 ⌀20 부분의 축선이, 좌우 축부에 지정된 데이텀 A와 B가 만드는 공통 축직선을 축으로 하는 지름 0.08mm의 원통 안에 들어와야 한다는 뜻이다.
나머지 설명이 맞지 않는 이유는 다음과 같다.
흔들림 공차는 화살표 모양 기호로 나타내므로 이중 원 기호와 다르다.
공차값에 ⌀가 붙은 이상 공차역은 원통이며 "두 평면 사이"가 될 수 없다.
원통도는 데이텀이 필요 없는 모양 공차라서 A-B 같은 데이텀 문자를 함께 적지 않는다.

10점 평균 거칠기를 나타내는 기호는 Rz이다.
Ra는 산술평균거칠기를 나타낸다.
Ry는 최대높이거칠기를 나타낸다.
Sm은 요철의 평균 간격을 나타낸다.

보조 투상도는 경사면의 실제 모양을 나타내기 위한 투상도이며, 구멍·홈 등 일부를 확대하여 도시하는 것은 부분 확대도에 대한 설명이다.
주투상도 선정 기준, 숨은선을 피하는 배치, 보충 투상도를 최소화하는 원칙은 모두 투상도 표시 방법에 맞는 설명이다.

면의 지시기호에서 d 자리는 줄무늬(가공무늬) 방향의 기호를 적는 위치이므로, d를 '중심선 평균 거칠기 이외의 표면거칠기 값'이라고 설명한 것은 틀렸다.
그림처럼 삼각형 지시기호에 꼬리선을 붙였을 때 각 자리의 뜻은 a = 중심선 평균 거칠기(Ra) 값, b = 가공 방법, c = 컷오프 값(c′는 기준 길이·평가 길이), d = 줄무늬 방향 기호, e = 다듬질 여유, g = 표면 파상도이다.
중심선 평균 거칠기 이외의 표면거칠기 값(최대 높이 Ry, 10점 평균 거칠기 Rz 등)은 f 자리에 적는다. 출제 당시 KS B 0617 표면거칠기 표시 기준이다.

도면에 그려진 내용을 좌표처럼 읽을 수 있도록 마련하는 것은 도면의 구역이다.
도면 테두리를 따라 문자와 숫자를 일정 간격으로 표시해 특정 위치를 좌표처럼 지시할 수 있게 한다.

축의 원통면 위에 가는 실선으로 대각선(X)을 그어 넣은 표시는 그 부분이 둥글지 않고 깎여 있는 평면임을 나타낸다.
오른쪽 측면도를 보면 원 안에 모서리가 둥근 사각형 윤곽이 들어 있어, 둥근 축의 옆면이 평평하게 다듬어져 있음을 알 수 있다. 정면도에서는 이 평면을 그대로 두면 원통면과 구별되지 않으므로, 평면인 자리에 대각선을 X자로 그어 표시한다.
따라서 이 표기는 구멍이나 회전체를 뜻하는 기호가 아니라 평면 표시이며, 도면에서 별도의 투상도를 더 그리지 않고도 형상을 알려 주는 약도법이다.

보기 도면은 정면도를 기준으로 위에 저면도, 아래에 평면도, 왼쪽에 우측면도, 오른쪽에 좌측면도가 놓여 있으므로 제1각법으로 그린 도면이다. 표제란에는 제1각법 기호를 기입해야 한다.
제3각법은 눈→투상면→물체 순이라 평면도가 정면도 위, 우측면도가 정면도 오른쪽에 배치된다. 이 도면은 그 반대로 배치되어 있으므로 눈→물체→투상면 순인 제1각법이다.
각법 기호는 원뿔대(절두 원추)를 옆에서 본 사다리꼴과 끝면을 본 동심원 두 개로 나타낸다. 끝면 투상을 어느 쪽에 놓느냐로 구분하는데, 제1각법 기호는 원뿔대의 지름이 큰 쪽이 동심원을 향하고, 제3각법 기호는 지름이 작은 쪽이 동심원을 향한다. 정답 기호는 왼쪽이 좁고 오른쪽으로 갈수록 넓어지는 사다리꼴의 오른쪽에 동심원이 놓여 있으므로 제1각법 기호다.

KS 재료기호에서 STS는 합금 공구 강재를 의미한다.
Steel Tool Special의 약자로, 탄소공구강에 합금원소를 첨가해 경도와 내마모성을 높인 공구강이다. 참고로 탄소공구강은 STC(Steel Tool Carbon)로 표기한다.

평면도는 바깥 윤곽이 직사각형이고, 앞쪽 좌·우 구석에서 안쪽 위로 비스듬한 대각선이 하나씩 들어간 도형이다.
정면도를 읽으면 바닥은 전폭이고, 왼쪽 바깥면과 오른쪽 바깥면이 위로 갈수록 안쪽으로 좁아지는 경사면이며, 가운데에는 높은 기둥과 그보다 낮은 단이 홈을 사이에 두고 서 있다. 우측면도는 아래가 넓고 위가 좁은 사다리꼴로, 앞면 전체가 하나의 경사면이고 뒷면은 수직이며 안쪽에 실선 한 줄(낮은 단의 윗면)과 숨은선 한 줄(홈 바닥)이 보인다.
좌우 경사면과 앞쪽 경사면이 서로 만나는 모서리는 위에서 보면 앞쪽 두 구석에서 안쪽으로 뻗는 대각선이 된다. 또 각 윗면의 앞 모서리는 높이가 높을수록 뒤쪽에 찍히므로, 가장 높은 기둥 윗면의 앞 모서리가 가장 뒤에, 가장 낮은 홈 바닥의 앞 모서리가 가장 앞에 오도록 세 개의 가로선이 계단처럼 어긋나 그려져야 한다.

물체를 대칭 중심을 지나는 하나의 평면으로 절단해 앞부분을 통째로 제거하고 남은 부분의 단면 전체를 그린 것은 온단면도이다.
한쪽 단면도는 대칭인 물체의 1/4을 절단해 외형과 단면을 절반씩 나타내는 방식이므로 이 설명과는 다르다.

도면을 접어서 보관할 때는 표제란이 있는 부분이 앞면에 나오도록 접는다.
표제란에는 도면번호, 도명, 척도 등 도면 관리에 필요한 정보가 담겨 있어 접었을 때 바로 확인할 수 있어야 하기 때문이다.

구멍의 최소 허용 치수가 축의 최대 허용 치수보다 커서 항상 틈새가 생기는 끼워맞춤은 헐거운 끼워 맞춤이다.
이 방식은 축이 구멍 안에서 자유롭게 움직여야 하는 회전·직선운동 부품의 조립에 사용된다.

치수 숫자 아래에 굵은 실선으로 밑줄을 그은 치수는 그림이 그 치수에 비례하도록 그려지지 않았다는 표시, 즉 비례척이 아닌 치수를 뜻한다.
보기 도면은 가로 50, 세로 20으로 기입돼 있는데 50에만 밑줄이 그어져 있다. 도면 일부를 줄이거나 늘려 그렸거나 형상을 생략해 그려 실제 비율과 맞지 않을 때 이렇게 표시해, 도면에서 직접 재어 쓰지 못하게 알린다.
다듬질 치수·가공 치수·기준 치수는 각각 다른 방법으로 나타내며 치수 밑줄과는 관계가 없다. 출제 당시 KS 기계제도의 치수 기입 규칙이다.

치수를 각 투상도에 고르게 분산시키는 것은 치수기입 원칙에 어긋난다.
치수기입은 서로 관련된 치수를 되도록 한 투상도에 모아서 기입하는 것이 원칙이며, 여러 투상도에 분산시키면 도면을 읽기 어려워진다.

벨트 풀리 암 등의 단면형을 도형 안에 겹쳐서 회전 단면으로 도시할 때는 가는 실선으로 그린다.
같은 회전 단면을 도형 밖(절단선의 연장선 위나 파단선 사이)에 그릴 때는 외형선인 굵은 실선을 사용한다는 점과 구분해야 한다.

특별한 지시가 없는 코일 스프링은 원칙적으로 오른쪽 감기로 도시하므로, 왼쪽 감기로 그린다는 설명은 틀렸다.
왼쪽으로 감긴 스프링을 그릴 때만 별도로 '감긴 방향 왼쪽'이라고 표시한다.

"좌 M10-6H/6g" 표기에서 6H/6g는 나사의 등급을 나타낼 뿐 리드 값이 아니므로, 리드가 6mm라는 설명은 틀렸다.
'좌'는 왼나사, 줄수 표시가 없으므로 한 줄 나사, M10은 호칭지름 10mm의 미터보통나사를 뜻하며, 6H는 암나사 등급, 6g는 수나사 등급이다.

스퍼기어의 모듈은 잇수와 피치원 지름으로 구하며, 계산하면 6이 된다.
$m = \dfrac{D}{Z} = \dfrac{108}{18} = 6$

베어링 호칭번호 "62/22"에서 슬래시(/) 뒤의 숫자는 안지름 22mm를 직접 나타낸다.
안지름이 표준 계열에 맞지 않는 특수 치수인 경우, 안지름 번호 대신 실제 치수를 슬래시 뒤에 그대로 표기하는 방식이 사용된다.

"평행 핀 … 5×32 SM45C" 호칭에서 5×32는 지름×길이를 의미하므로 핀의 길이는 32mm이다.
핀 호칭 표기에서 앞의 숫자는 지름, 뒤의 숫자는 길이를 나타내는 것이 일반적인 규칙이다.

축은 원칙적으로 길이 방향으로 절단하여 온단면도로 표현하지 않는다.
축, 키, 볼트, 리벳, 핀과 같이 길이 방향 단면이 의미 없는 부품은 길이 방향 절단을 피하고, 필요하면 부분 단면이나 회전 단면으로 나타낸다.

머리에 육각 홈이 파여 있어 볼트 머리가 부품 밖으로 튀어나오지 않아야 하는 곳에 쓰는 볼트는 육각구멍붙이 볼트이다.
육각 머리가 그대로 노출되는 육각볼트와 달리, 홈에 렌치를 꽂아 조이므로 머리를 부품 표면과 나란하게 묻을 수 있다.

배관 도면에서 수증기를 나타내는 기호는 W가 아니라 S(Steam)이므로 "수증기-W" 연결은 틀렸다.
W는 물(Water)을 나타내는 기호이며, 공기-A, 유류-O, 가스-G 표기는 올바르다.

기어 제도에서 피치원을 나타내는 선은 가는 1점 쇄선이다.
피치원은 실제로 존재하지 않는 가상의 기준원이기 때문에 축의 중심선과 같은 방식으로 표시한다.

점(스폿) 용접은 작은 원(○) 하나로 나타낸다.
스폿 용접은 겹쳐 놓은 두 판을 전극으로 눌러 한 점씩 녹여 붙이는 이음이므로, 그 용접 자국인 점을 원 하나로 상징한 기호를 쓴다. 이 기호는 지시선 끝의 기준선 위나 아래에 붙여 용접하는 쪽을 나타낸다.
원에 두 줄의 평행선이 겹쳐진 기호는 점이 아니라 이음선을 따라 연속으로 붙이는 심(seam) 용접이며, 나머지 기호들도 원 하나만으로 된 형태가 아니므로 스폿 용접과 구별된다.

단면도 작성이 쉽고 체적·무게중심 등 물리적 성질 계산이 용이한 3차원 모델링 방식은 솔리드 모델링이다.
내부까지 꽉 찬 데이터로 형상을 표현하므로 절단면 생성과 질량 특성 계산이 가능하지만, 와이어프레임·서피스 모델링은 표면 정보만 가지고 있어 이러한 계산이 어렵다.

1MB(메가바이트)는 $2^{20}$ byte이다.
컴퓨터의 저장 단위는 2진수를 기준으로 하므로 1KB=$2^{10}$, 1MB=$2^{20}$, 1GB=$2^{30}$ byte로 정의된다.

태블릿은 좌표를 입력하는 입력장치이므로 CAD 시스템의 출력장치에 해당하지 않는다.
플로터, 잉크젯 프린터, 디스플레이 장치는 모두 작업 결과를 화면이나 종이로 출력하는 출력장치이다.

마지막 입력점을 기준으로 각도와 거리를 지정해 다음 점을 지정하는 방식은 상대극좌표 입력방법이다.
절대좌표는 원점을 기준으로 위치를 지정하고, 상대좌표는 이전 점으로부터의 X·Y 증분으로 위치를 지정한다는 점에서 이 방식과 다르다.