[전산응용기계제도기능사 필기] 06년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

너비가 좁고 얇은 긴 보 형태로 하중을 지지하며 자동차 현가장치에 주로 쓰이는 스프링은 겹판 스프링이다.
코일 스프링은 나선 형태로 감아 만든 스프링이다.
토션바는 비틀림 변형을 이용하는 막대형 스프링이다.
접시형 스프링은 원판을 접시 모양으로 성형한 스프링이다.

피치원 지름은 모듈과 잇수의 곱으로 구하며 공식은 $D = mZ$이다.
모듈 $4$, 잇수 $48$을 대입하면 $D = 4 \times 48 = 192\,\mathrm{mm}$이다.

압축응력은 하중을 단면적으로 나누어 구하며 공식은 $\sigma = \dfrac{P}{A}$이다.
단면적은 $A = 20 \times 20 = 400\,\mathrm{mm^2}$, 하중은 $P = 4\,\mathrm{kN} = 4000\,\mathrm{N}$이다.
따라서 $\sigma = \dfrac{4000}{400} = 10\,\mathrm{N/mm^2}$의 압축응력이 발생한다.

탄성계수(영률)는 재료의 탄성 범위 내에서 수직응력을 세로변형률로 나눈 값으로 정의된다.
이는 응력-변형률 선도에서 직선 구간의 기울기에 해당하며, 재료의 강성을 나타내는 지표이다.

6:4 황동에 주석을 $0.75\sim1\%$ 첨가하여 내식성을 높인 합금은 네이벌 황동이며, 용접봉·파이프·선박용 기계 부품에 주로 사용된다.
애드미럴티 황동은 7:3 황동에 주석을 첨가한 합금이다.
델타메탈은 6:4 황동에 철을 첨가하여 강도를 높인 합금이다.
듀라나 메탈은 황동에 철 등을 첨가한 고강도 황동으로, 주석을 넣어 내식성을 높인 네이벌 황동과는 구분된다.

베어링 호칭번호의 뒤 두 자리인 안지름 번호가 $04$ 이상이면 그 번호에 $5$를 곱하여 안지름을 구한다.
호칭번호 6205의 안지름 번호는 $05$이므로 안지름은 $5 \times 5 = 25\,\mathrm{mm}$이다.

다이아몬드는 대표적인 천연 연마재로 분류되며, 인조 연마재에 해당하지 않는다.
용융 알루미나는 인공적으로 제조되는 인조 연마재이다.
탄화규소도 인공적으로 제조되는 인조 연마재이다.
산화철도 인공적으로 제조되는 인조 연마재이다.

금속은 대부분 불투명하여 빛을 통과시키지 않으므로, 일반적으로 투명하다는 설명은 금속재료의 특성이 될 수 없다.
금속은 고유의 광택, 전기·열의 양도체 성질, 소성변형이 쉬운 가공성 등을 공통적으로 갖는다.

표준 고속도강의 대표적인 주성분 비율은 텅스텐 $18\%$, 크롬 $4\%$, 바나듐 $1\%$이며, 흔히 18-4-1 고속도강이라 부른다.

Al-Mg계 합금으로 내식성이 우수하여 선박·건축 재료 등에 쓰이는 합금은 하이드로날륨이다.
모넬메탈은 Ni-Cu계 합금이다.
포금은 Cu-Sn계 청동 합금이다.
켈멧은 Cu-Pb계 베어링용 합금이다.

스테인리스강은 조직에 따라 페라이트계, 오스테나이트계, 마텐자이트계 등으로 분류되며, 펄라이트계라는 분류는 존재하지 않는다.

관용나사는 배관 등을 결합하는 체결용 나사이므로 운동용 나사에 속하지 않는다.
사다리꼴나사는 공작기계의 이송나사 등에 쓰이는 운동용 나사이다.
사각나사도 동력 전달용으로 쓰이는 운동용 나사이다.
톱니나사도 한쪽 방향의 힘을 전달하는 운동용 나사이다.

나사, 키, 핀은 부품을 서로 연결·고정하는 체결용 기계요소이지만, 브레이크는 운동을 제동시키는 제동용 기계요소이다.

나사의 접촉면 사이로 유체가 새어 나오는 것을 막기 위해 너트 위쪽을 막은 형태로 만든 너트는 캡너트이다.
사각너트·육각너트·플랜지너트는 모두 관통된 형태여서 유체의 누설을 막는 기능은 없다.

나사의 호칭 지름은 관례적으로 수나사의 바깥지름을 기준으로 표시한다.
피치는 나사산 사이의 간격, 유효지름은 나사산과 골의 중간에 해당하는 지름이므로 호칭 지름의 기준이 되지 않는다.

선반에서 공작물의 끝면을 절삭할 때 센터와 바이트의 간섭을 피하기 위해 원추부의 일부를 잘라낸 형태의 센터를 하프센터라 한다.

방진구는 밀링 머신이 아니라 선반에서 가늘고 긴 공작물의 처짐과 떨림을 막기 위해 사용하는 부속장치이다.
원형 테이블, 래크 밀링장치, 밀링 바이스는 모두 밀링 머신에서 공작물을 고정하거나 특수 가공을 하기 위한 부속품이다.

센터리스 연삭기는 대형·중량물 가공에는 적합하지 않다.
척이나 센터로 고정하지 않고 조정숫돌과 지지날로 공작물을 받쳐 연삭하는 방식이라 대형 중량물은 안정적으로 지지하기 어렵고, 지름이 작고 긴 원통형 소형 부품의 대량생산에 적합하다.
연속 이송이 가능해 대량생산에 유리하다.
긴 축 재료도 연속적으로 연삭할 수 있다.
척킹이 필요 없어 연삭여유를 적게 잡을 수 있다.

릴리빙(relieving)은 총형 밀링 커터나 호브 등의 여유면을 깎아 여유각을 만드는 특수 절삭 작업으로, 릴리빙 선반과 같은 전용 기계에서 이루어지며 드릴링 머신으로는 할 수 없다.
드릴링 머신에서는 구멍을 다듬는 리밍, 접시머리 자리를 파는 카운터싱킹, 나사를 내는 태핑 등의 작업이 가능하다.

절삭유는 공구와 칩 사이의 마찰을 줄여 절삭 성능을 향상시키는 역할을 한다.
냉각 작용과 윤활 작용을 동시에 하여 공구 수명을 늘리고 다듬질 면을 좋게 하며, 빌트업 에지 발생을 억제한다.
빌트업 에지 발생을 촉진한다는 설명은 절삭유의 실제 효과와 반대이다.
다듬질 면에 흠을 낸다는 설명도 윤활 효과와 맞지 않는다.
절삭 공구 자체의 경도를 저하시키지는 않는다.

표준 스퍼기어의 소재(블랭크) 지름은 이끝원 지름으로 잡으며, $D_a = M(Z+2)$로 구한다.
$D_a = 3 \times (32+2) = 3 \times 34 = 102$
따라서 소재의 직경은 Φ102㎜ 정도가 적당하다.

스퍼기어나 헬리컬 기어를 호빙 가공할 때는 일반적으로 한줄 오른나사 형태의 호브를 사용한다.
호브는 웜과 같은 나사 형상의 절삭 공구로, 표준 인벌류트 치형을 만들기 위해 단선(한줄) 오른나사 방식이 널리 쓰인다.

선반에서 일감을 절삭 가공하는 도중에 측정기로 치수를 재는 것은 회전물에 손이나 측정기가 말려들 위험이 있어 금지되는 행동이다.
측정은 반드시 회전을 멈춘 뒤에 하는 것이 안전수칙이다.
칩을 맨손으로 제거하지 않는 것은 올바른 안전수칙이다.
회전 중 백 기어를 조작하지 않는 것도 올바른 안전수칙이다.
척 렌치를 사용 후 바로 빼두는 것도 올바른 안전수칙이다.

탄소강은 래핑작업에서 랩제로 사용되지 않으며, 오히려 래핑을 받는 공작물 쪽 재료에 가깝다.
랩제로는 탄화규소(SiC), 알루미나(Al₂O₃), 산화철 등 미세한 연삭 입자가 쓰인다.

회전수는 $N=\dfrac{1000V}{\pi D}$ 식으로 구하며, 계산 결과 스핀들 회전수는 약 25rpm이다.
$N=\dfrac{1000 \times 15.7}{\pi \times 200}=\dfrac{15700}{628.3}$
$N \approx 25\ \mathrm{rpm}$

완전나사부와 불완전나사부의 경계선은 가는실선이 아니라 굵은실선으로 그린다.
수나사·암나사의 바깥지름·안지름을 나타내는 선은 굵은실선, 골지름을 나타내는 선은 가는실선으로 그리는 것이 나사 도시법의 원칙이다.

축, 키, 볼트, 너트, 리벳과 같이 길이방향으로 절단해도 의미가 없는 기계요소는 원칙적으로 길이 방향으로 절단하지 않는다.
필요할 때는 부분단면이나 회전단면을 이용하며, 긴 축은 중간을 파단해 짧게 그리고 널링은 축선에 대해 30˚로 엇갈리게 그려 가공 방향을 나타낸다.

관련 있는 치수는 되도록 한 곳에 모아서 기입하는 것이 원칙이며, 정면도·측면도·평면도에 분산해서 기입하는 것은 치수기입 원칙에 어긋난다.
치수는 대상물의 기능·제작·조립을 고려해 명료하게, 마무리 치수를 기준으로, 계산이 필요 없고 중복되지 않게 기입해야 한다.

구멍 φ50H7 기준에서 축의 공차역이 기준선(0선)보다 아래쪽으로 더 멀리 떨어질수록 틈새가 커지며, 제시된 등급 중 g6이 가장 헐거운 끼워맞춤이라 틈새가 가장 크다.
m6·p6은 축이 커지는 방향의 중간·억지 끼워맞춤이고, js6은 구멍과 축의 공차역이 대칭인 중간 끼워맞춤이라 g6보다 틈새가 작다.

정면도의 큰 V, 평면도의 서로 어긋난 두 대각선, 우측면도의 기울어진 파선을 종합하면, 앞쪽은 넓고 깊게 뒤로 갈수록 좁고 얕아지는 쐐기 모양 V홈이 윗면에 파인 직육면체가 된다.
평면도에서 홈의 두 모서리가 세로선이 아니라 대각선으로 그려진 것은 홈의 폭이 앞뒤로 변한다는 뜻이고, 우측면도의 파선이 앞쪽에서 낮고 뒤쪽에서 높게 기울어진 것은 홈 바닥 능선의 깊이가 뒤로 갈수록 얕아진다는 뜻이다.
정면도의 큰 V는 가장 넓고 깊은 앞면 쪽 개구부이고, 그 안쪽 윗변 가운데의 작은 V와 세로선은 좁고 얕아진 뒷면 쪽 개구부와 홈 바닥 능선이 겹쳐 보인 것이다.
폭과 깊이가 앞뒤로 일정한 V홈 입체도라면 평면도에는 나란한 두 세로선이, 우측면도에는 수평한 파선이 나타나야 하므로 주어진 투상도와 맞지 않는다.

치수선은 외형선·중심선·기준선과 겸용하지 않고 별도의 가는실선으로 긋는 것이 원칙이므로, 이들을 치수선으로 주로 사용한다는 설명은 적합하지 않다.
치수보조선을 치수선보다 2~3㎜ 길게 긋는 것은 올바른 방법이다.
치수선 끝에 화살표·검정점·사선을 붙이는 것도 올바른 방법이다.
지시선의 각도를 수평선에 대해 60˚로 긋는 것도 올바른 방법이다.

양 끝에 나사를 낸 머리 없는 볼트로, 한쪽 끝은 본체에 박아 고정하고 반대쪽 끝에 너트를 끼워 죄는 것은 스터드 볼트다.
볼트 머리를 놓을 자리가 없거나 자주 분해·조립하는 부분에 쓰며, 본체 쪽 나사는 박아 둔 채 너트만 풀어 부품을 떼어내므로 암나사의 마모가 적다.
관통 볼트는 두 부재를 관통시켜 반대쪽에서 너트로 죄는, 머리가 있는 볼트다.
탭 볼트는 너트 없이 본체에 낸 암나사에 직접 죄어 넣는, 머리가 있는 볼트다.
기초 볼트는 기계를 콘크리트 기초에 고정하려고 미리 묻어 두는 볼트다.

평벨트 풀리의 암은 길이 방향으로 절단하지 않고, 회전단면으로 그 단면 모양을 도형 안이나 밖에 표시하는 것이 원칙이다.
축직각 방향 투상을 주투상도로 하는 것, 암의 테이퍼 부분 치수에 경사진 치수보조선을 쓰는 것은 올바른 평벨트 풀리 도시 방법이다.

데이텀이 왼쪽 끝면(평면)이고 공차값이 φ0.05로 구멍의 축선에 지시되어 있으므로, 데이텀 평면에 대한 축선의 직각도 기호(⊥)를 넣어야 한다.
그림에서 데이텀 삼각형 A는 부품 왼쪽 끝면의 연장선에 붙어 있고, 공차 기입틀의 지시선은 안지름 구멍의 치수선, 곧 구멍의 축선을 가리킨다. 따라서 구멍 축선이 끝면과 직각인지를 규제하는 것이고, 공차값 앞에 φ가 붙었으므로 공차역은 지름 0.05㎜인 원통 안이다.
두 개의 동심원 기호는 동심도(동축도)로, 데이텀이 평면이 아니라 축선일 때 쓴다.
나란한 두 사선은 평행도, 원에 두 사선을 붙인 기호는 원통도로 각각 다른 항목이다.

SM45C에서 45는 탄소 함유량을 나타내는 숫자로, 평균 탄소 함유량 0.45%를 100배 한 값이다.
SM은 기계구조용 탄소강재를 뜻하는 재질 기호이고, C는 탄소를 의미하며 그 앞의 숫자가 평균 탄소 함유량을 나타낸다.

배관제도의 계기 표시에서 압력지시계는 원 안에 PI를 적어 나타낸다.
계기는 배관선에 짧은 세로선으로 이은 원 안에 문자를 넣어 표기하며, 앞 글자가 측정량(P=압력, T=온도, F=유량, S=속도), 뒤의 I는 지시(Indicating)를 뜻한다.
FI는 유량지시계, TI는 온도지시계다.
SI는 속도(회전수) 지시계다.

M8×1은 호칭지름과 피치를 함께 표기한 미터 가는나사의 표시법이다.
미터나사는 보통나사일 때 피치를 생략하고 M8처럼만 쓰지만, 가는나사는 보통 피치(1.25)보다 작은 피치를 곱셈기호 뒤에 명시해 구분한다.
3/8-16UNC는 유니파이 보통나사의 표시법이다.
Tr 12×3은 미터 사다리꼴나사의 표시법이다.
Rp 3/4는 관용 평행 암나사의 표시법이다.

필릿 용접은 직각삼각형 모양의 기호로 나타내며, 보기 중 수직변과 수평변이 직각을 이루는 삼각형이 이에 해당한다.
필릿 용접은 T이음·겹치기 이음처럼 직교하는 두 면이 만나는 구석을 채워 붙이는 용접이라, 그 단면 모양인 직각삼각형을 그대로 기호로 삼았다. 기호를 그릴 때 수직변은 항상 왼쪽에 오도록 한다.
나란한 두 개의 세로선은 I형 맞대기 용접 기호다.
원은 점(스폿) 용접 기호다.

솔리드 모델링은 형상뿐 아니라 질량·부피·무게중심 등 물리적 특성 계산이 가능하다는 점이 가장 큰 이용 이유이다.
와이어프레임이나 서피스 모델링에 비해 데이터양이 많고 처리속도도 느리지만, 물체 내부까지 완전한 정보를 담고 있어 3차원 형상의 질량 특성 해석에 유리하다.

스퍼기어를 축방향에서 본 피치원은 가는 2점쇄선이 아니라 가는 1점쇄선으로 그린다.
이끝원은 굵은 실선으로 그리고, 맞물리는 한 쌍 기어의 맞물림부 이끝원도 모두 굵은 실선으로 그리며, 헬리컬 기어의 잇줄 방향은 3개의 가는 실선으로 표시한다.

호칭번호 6026에서 뒤의 두 자리 26이 안지름 번호이고, 안지름 번호가 04 이상이면 번호 × 5가 안지름이므로
26 × 5 = 130㎜
앞자리 6은 단열 깊은 홈 볼베어링이라는 형식 기호, 그다음 0은 치수(지름) 계열 기호이며, 뒤에 붙은 P6은 정밀도 등급이 6급임을 뜻한다.
안지름 번호 00·01·02·03은 각각 10·12·15·17㎜로 따로 정해져 있고, 04부터 5를 곱한다는 점만 기억하면 된다.

그림의 가공면은 두 방향의 줄무늬가 서로 비스듬히 교차해 마름모 격자를 이루므로, (가) 자리에는 X를 기입한다.
줄무늬 방향 기호는 표면의 결 기호 오른쪽에 적으며, X는 기호를 기입한 그림의 투상면에 대해 두 방향으로 경사져 교차하는 줄무늬를 뜻한다.
C는 줄무늬가 기호를 기입한 면의 중심에 대하여 대략 동심원 모양임을 뜻한다.
M은 여러 방향으로 교차하거나 무방향임을, R은 중심에 대하여 방사상임을 뜻한다.

화면에 직접 접촉해 광점자(광센서)로 위치를 인식하는 입력장치는 라이트 펜이다.
조이스틱·마우스는 화면에 접촉하지 않고 커서를 움직이는 장치이고, 태블릿은 별도의 판 위에서 좌표를 입력하는 장치이다.

스퍼기어는 이가 축과 나란한 평기어이므로, 잇줄이 축에 대해 기울어진 각도를 나타내는 비틀림각과는 관계가 없다.
압력각, 모듈, 잇수는 스퍼기어의 치형과 크기를 정하는 기본 요소이지만, 비틀림각은 헬리컬 기어와 같이 잇줄이 경사진 기어에서만 쓰이는 값이다.

제시된 단위 중 시간이 가장 짧아 처리 속도가 가장 빠른 단위는 ps(피코초, 10⁻¹²초)이다.
ms(밀리초) → μs(마이크로초) → ns(나노초) → ps(피코초) 순으로 시간 단위가 짧아지며 속도는 빨라진다.

현척은 도면에 그려진 크기가 실물과 같은 크기인 척도를 뜻한다.
실물보다 작게 그리면 축척, 실물보다 크게 그리면 배척이라 하며, 현척은 축척·배척과 달리 1:1의 비율로 그리는 것을 말한다.

그림은 축 둘레를 따라 여러 개의 이와 홈이 같은 간격으로 길게 깎인 축과, 그 홈에 그대로 물려 돌아가는 보스를 함께 그린 것이다. 오른쪽 측면도의 단면을 보면 원 둘레 전체에 이가 배열되어 축과 보스가 맞물려 있으므로 스플라인이다.
스플라인은 별도의 키를 끼우지 않고 축 자체에 홈을 파서 만들기 때문에 접촉 면적이 넓어 큰 회전력을 전달할 수 있고, 보스가 축 방향으로 미끄러질 수 있는 것이 특징이다.
반달 키는 축에 반달 모양 홈을 하나만 파고 반원형 키를 따로 끼우므로, 축 둘레에 이가 여러 개 생기지 않는다.
묻힘 키는 축과 보스 양쪽에 홈을 파 직육면체 키 하나를 묻는 것이다.
안장 키는 축은 깎지 않고 보스에만 홈을 파 키를 얹는 것이어서 축 표면이 원통 그대로 남는다.

최소틈새는 구멍의 최소 허용치수에서 축의 최대 허용치수를 뺀 값으로 정의된다.
헐거운 끼워맞춤에서 구멍과 축이 가장 조여지는 조합, 즉 구멍이 가장 작고 축이 가장 클 때의 틈새가 최소틈새가 된다.

보기의 기호 가운데 원(○)은 진원도 공차의 기호이고, 원통도 공차는 두 개의 빗금 사이에 원을 넣은 별도의 기호를 쓴다. 따라서 원 기호를 원통도라고 설명한 것이 잘못이다.
진원도는 하나의 단면이 참된 원에 얼마나 가까운가를 규제하고, 원통도는 원통면 전체가 참된 원통에 얼마나 가까운가를 규제하는 서로 다른 공차다.
기울어진 평행사변형은 평면도 공차의 기호로 옳게 설명되어 있다.
원 안에 십자를 넣은 기호는 위치도 공차의 기호로 옳다.
수직 기호(⊥)는 직각도 공차의 기호로 옳다.

IT(국제 공차) 등급은 IT01부터 IT18까지 모두 20개 등급으로 구분되어 있다.
용도별 구분은 구멍과 축이 서로 다르다. 구멍은 IT01~IT5가 게이지 제작공차, IT6~IT10이 끼워맞춤 공차, IT11~IT18이 끼워맞춤 이외의 공차이고, 축은 IT01~IT4가 게이지 제작공차, IT5~IT9가 끼워맞춤 공차, IT10~IT18이 끼워맞춤 이외의 공차이다.
따라서 게이지 제작공차 구간을 구멍에서 IT01~IT4로 잡거나, 끼워맞춤 공차를 축에서 IT6~IT10으로 잡거나, 끼워맞춤 이외의 공차를 구멍에서 IT10부터로 잡은 설명은 모두 구간이 어긋난다.

도면을 보고 이해하는 데 지장이 없는 경우에는 숨은선을 생략할 수 있다.
대칭 도형은 중심선 한쪽만 그리고 대칭 끝에 짧은 두 개의 가는 나란한 선을 그리며, 같은 모양이 반복될 때는 지시선으로 대표 기술할 수 있고, 긴 물체는 파단선이나 지그재그선으로 투상도를 단축할 수 있다.

Sø는 구의 지름 치수를 표시하는 치수보조기호이다.
정사각형 한 변의 치수를 나타내는 기호는 사각형(□) 기호이다.
SR은 원이 아니라 구의 반지름 치수를 표시하는 기호이다.
C는 라운딩이 아니라 45˚ 모따기 치수를 표시하는 기호이다.

그림은 비스듬히 붙은 팔을 중심선을 기준으로 투상면과 나란해지도록 돌려 펴서 실제 길이·모양대로 그린 것으로, 이렇게 그린 투상도를 회전 투상도라고 한다. 돌려 그렸다는 것을 알 수 있도록 가는 실선의 작도선을 남겨 두는 것도 회전 투상도의 표시 방법이다.
경사진 부분을 그대로 투상하면 길이가 줄어들어 실제 모양이 나타나지 않기 때문에, 각도를 가진 부분만 회전시켜 실형을 나타낸다.
국부 투상도는 구멍·홈처럼 필요한 국부만 따로 그려 중심선이나 치수 보조선으로 이어 붙인 것이다.
부분 투상도는 필요한 일부만 그리고 나머지는 파단선으로 생략한 것이다.
보조 투상도는 경사면을 경사면과 나란한 새 투상면에 투상해 실형을 나타내는 것으로, 형상을 회전시키지 않는다.

PT는 관용 테이퍼나사를 나타내는 옛 KS 호칭 기호로, ISO 규격에는 없는 표기이다(ISO 계열에서는 R·Rc·Rp를 쓴다).
M(미터나사), Tr(미터 사다리꼴나사), S(미니어처 나사)는 모두 ISO 규격에 정의된 나사 호칭이다.

한국산업규격(KS)에서 기계 부문을 나타내는 분류기호는 KS B이다.
KS A는 기본(통칙), KS C는 전기, KS D는 금속 부문을 나타내는 분류기호이다.

절단 위치를 나타내는 선은 파단선이 아니라 절단선이며, 파단선은 물체의 일부를 파단한 경계, 즉 생략한 부분의 경계를 나타내는 데 사용한다.
외형선은 보이는 부분의 겉모양, 숨은선은 보이지 않는 부분의 모양, 해칭선은 단면도의 절단면을 표시하는 데 사용한다.

CAD 시스템에서 점을 정의하는 좌표계에는 직교좌표계, 극좌표계, 원통좌표계, 구면좌표계 등이 있으며, 회전좌표계라는 명칭의 좌표계는 사용되지 않는다.

스프링의 종류와 모양만을 간략히 도시할 때 재료의 중심선은 굵은 1점쇄선이 아니라 굵은 실선으로 표시한다.
스프링은 원칙적으로 무하중 상태로 그리고, 특별한 지시가 없으면 오른쪽 감기로 도시하며, 중간부분을 생략할 때는 가는 2점쇄선으로 표시한다.

축, 핀, 볼트와 같이 길이 방향으로 절단해도 의미가 없는 부품은 원칙적으로 길이 방향 단면으로 그리지 않는다.
반면 몸체(하우징 등)는 내부 구조를 보여주기 위해 길이 방향으로 절단한 단면도로 표시할 수 있다.