[전산응용기계제도기능사 필기] 03년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

표준 평기어 한 쌍의 중심거리는 $C = \dfrac{m(Z_1+Z_2)}{2}$로 구한다.
모듈 3, 잇수 30과 60을 대입하면 $C = \dfrac{3 \times (30+60)}{2} = \dfrac{270}{2}$이다.
계산하면 중심거리는 135mm이다.

스퍼기어의 바깥지름은 $D_o = m(Z+2)$로 구해지므로, 모듈은 $m = \dfrac{D_o}{Z+2}$이다.
바깥지름 126㎜, 잇수 40을 대입하면 $m = \dfrac{126}{40+2} = \dfrac{126}{42}$이다.
계산하면 모듈은 3이다.

금속현미경 등을 이용한 조직검사는 재료 내부의 기공, 결정입도, 결함 등 눈에 보이는 구조적 특징을 관찰·측정하는 방법이다.
내부응력은 재료 조직의 형태가 아니라 재료에 남아 있는 힘의 크기이므로, 조직검사로는 확인할 수 없고 X선 응력측정법 등 별도의 방법이 필요하다.

축의 강도는 다소 약해지지만 키홈 가공이 쉽고, 60㎜ 이하의 작은 축이나 테이퍼축에 사용하기 좋은 키는 반달키(우드러프 키)이다.
성크키는 축과 보스 모두에 홈을 파서 끼우는 가장 일반적인 키이고, 접선키는 큰 토크 전달에, 원뿔키는 마찰력으로 고정하는 방식에 쓰인다.

탄소강은 탄소 함유량이 증가할수록 경도는 증가하고 연성은 감소하는 경향을 보인다.
탄소량이 늘면 강 조직 중 단단한 펄라이트 및 시멘타이트의 비율이 늘어나기 때문이다.

주형에 냉금(chill)을 삽입하여 주물 표면을 급냉시켜 표면층을 경화시킨 내마모성 주철을 칠드주철이라 한다.
가단주철은 백주철을 열처리하여 연성을 부여한 주철, 고급주철은 흑연을 미세화해 강도를 높인 주철, 합금주철은 특수 원소를 첨가한 주철로 모두 급냉 표면경화 방식과는 다르다.

원통 커플링은 원통형 부재로 두 축을 감싸 연결하는 방식으로, 머프 커플링, 셀러 커플링, 반중첩 커플링이 여기에 속한다.
플랜지 커플링은 원판 모양의 플랜지를 볼트로 체결하는 방식이므로 원통 커플링에 속하지 않는다.

베어링 메탈은 축을 지지하며 반복 하중과 마찰에 견뎌야 하므로 피로 강도가 커야 하며, 피로 강도가 작아야 한다는 설명은 요구 조건과 반대되는 내용이다.
열전도도가 좋고, 내부식성이 좋으며, 마찰이나 마멸이 적어야 한다는 조건은 모두 베어링 메탈에 요구되는 올바른 성질이다.

하중이 작용하는 방향에 따른 분류에는 인장 하중, 압축 하중, 전단 하중, 휨(굽힘) 하중, 비틀림 하중 등이 있다.
충격 하중은 하중이 가해지는 속도(작용 시간)에 따른 분류이므로 방향에 따른 분류와는 기준이 다르다.

Fe-C 상태도에서 나타나는 주요 불변점 중 온도가 낮은 것부터 나열하면 공석점, 자기변태점, 공정점, 포정점 순이다.
공석점은 약 723℃, 자기변태점(A2)은 약 768℃, 공정점은 약 1130℃, 포정점은 약 1495℃ 부근에서 나타난다.

주석 8~12%에 아연 1~2%를 더한 청동으로, 내해수성이 좋고 수압·증기압에 잘 견뎌 선박용 재료로 널리 쓰이는 것은 포금(gun metal)이다.
인청동은 인(P)을 첨가해 탄성과 내마모성을 높인 청동, 연청동은 납을 첨가해 윤활성을 높인 청동이며, 특수 청동은 알루미늄·규소 등을 넣은 청동을 폭넓게 가리키는 말로 성분과 용도가 다르다.

볼나사는 마찰이 작아 자체적으로 자동 잠금(self-locking) 기능이 없어 외력이 걸리면 역회전할 수 있으므로, 자동 체결(고정)용으로는 오히려 적합하지 않다.
반면 나사면 사이에서 볼이 구름 접촉을 하므로 마찰이 작아 나사 효율이 좋고, 백래시를 작게 조정할 수 있으며, 미끄럼 나사에 비해 마모가 적은 편이다.

인코넬은 니켈-크롬계 내열합금으로 고온 강도와 내식성을 목적으로 한 합금이며, 온도 변화에도 치수·탄성이 거의 변하지 않는 불변강과는 성격이 다르다.
엘린바, 플라티나이트, 인바는 모두 니켈-철계 합금으로 열팽창률이나 탄성률이 온도에 거의 영향받지 않는 대표적인 불변강이다.

소결 마찰재료(브레이크 라이닝, 클러치 페이싱 등)는 제동·동력 전달을 위해 마찰계수가 크면서도 안정적이어야 하므로, 마찰계수가 적어야 한다는 설명은 구비조건과 반대된다.
내마모성·내열성이 크고, 열전도성·내유성이 좋으며, 가격이 저렴해야 한다는 조건은 모두 소결 마찰재료에 요구되는 올바른 성질이다.

허용응력은 $\sigma_a = \dfrac{P}{A}$이므로 필요한 단면적은 $A = \dfrac{P}{\sigma_a}$로 구한다.
하중 8ton(=8000kgf), 허용응력 500kgf/㎠를 대입하면 $A = \dfrac{8000}{500} = 16\ \mathrm{cm^2}$이다.
정사각형 단면이므로 한 변의 길이는 $\sqrt{16}$, 즉 4cm이다.

브로치라는 여러 날을 가진 공구를 축방향으로 밀거나 당겨 일감의 표면이나 내면을 필요한 모양으로 절삭 가공하는 기계를 브로칭 머신이라 한다.
키홈이나 스플라인처럼 복잡한 내면 형상을 한 번의 통과로 가공할 수 있는 것이 특징이다.

절삭속도는 $V = \dfrac{\pi D N}{1000}$ (D: 지름 mm, N: 회전수 rpm)로 구한다.
직경 30㎜, 회전수 318rpm을 대입하면 $V = \dfrac{\pi \times 30 \times 318}{1000} \approx 29.97$이다.
따라서 절삭속도는 약 30 m/min이다.

연삭숫돌 입자의 굵기를 숫자로 나타낸 것을 입도라고 하며, 숫자가 작을수록 입자가 굵고 클수록 입자가 곱다.
조직은 입자와 결합제, 기공의 비율(밀도)을 나타내는 개념이고, 결합도는 입자를 붙잡고 있는 결합제의 세기를 나타내는 개념이다.

분할변환기어, 이송변환기어, 차동변환기어를 갖추고 있는 공작기계는 호빙 머신이다.
이 기어들은 호브 공구와 가공물(기어 소재) 사이의 회전비를 정밀하게 맞추어 기어의 이를 창성하기 위해 필요하다.

바이스의 크기는 일반적으로 물건을 물릴 수 있는 조(jaw)의 폭으로 나타낸다.
바이스의 중량, 물릴 수 있는 최대 거리, 전체 높이는 크기를 표시하는 기준으로 사용하지 않는다.

미터나사의 탭 가공용 드릴지름은 근사적으로 $d_{drill} = d - p$ (d: 나사 호칭지름, p: 피치)로 구한다.
지름 14㎜, 피치 2㎜를 대입하면 $d_{drill} = 14 - 2$이다.
계산하면 드릴구멍의 지름은 12㎜이다.

래핑 가공에 사용하는 랩제(랩 컴파운드)는 탄화규소, 알루미나, 산화철 같은 미세한 연삭 입자이다.
탄소강은 가공 대상이 되는 공작물 재질일 뿐 연삭 입자가 아니므로 랩제로 사용되지 않는다.

상향절삭(올려깎기)은 절삭날이 얇게 파고들기 시작해 점점 두꺼워지므로 날이 부러질 위험이 적고, 이송기구의 백래시가 자연히 제거되어 기계에 무리를 주지 않는다.
반면 날의 마멸이 작고 수명이 긴 것은 처음부터 두꺼운 칩을 내며 가공면이 깨끗한 하향절삭(내려깎기)의 특징이다.

바이트 날끝 반지름 가공의 이론적 최대 표면거칠기는 $R_{max} = \dfrac{s^2}{8r}$로 구한다.
이송 $s=0.2~\mathrm{mm/rev}$, 날끝 반지름 $r=0.5~\mathrm{mm}$를 대입하면 $R_{max} = \dfrac{0.2^2}{8 \times 0.5} = \dfrac{0.04}{4} = 0.01~\mathrm{mm}$이다.
따라서 이론적인 다듬질 표면거칠기 값은 0.01이 된다.

주어진 식은 선반에서 심압대를 편위시켜 테이퍼를 깎을 때 그 편위량을 구하는 식이다.
심압대 편위량은 $x=\dfrac{(D-d)L}{2l}$ 이며, D는 테이퍼의 큰지름, d는 작은지름, L은 공작물의 전체길이, l은 테이퍼 부분의 길이다. 양 센터로 물린 공작물을 통째로 기울여 깎는 방식이라 테이퍼 부분 길이 l뿐 아니라 전체길이 L이 함께 들어가는 것이 이 식의 결정적인 특징이다.
복식공구대를 경사시키는 방법은 $\tan\alpha=\dfrac{D-d}{2l}$ 처럼 경사각을 구하며 전체길이 L이 필요 없다.
테이퍼 절삭장치는 안내판의 각도를 맞추어 깎는 방식이고, 백오프 장치는 테이퍼 절삭과 관계없는 기구다.

미터 사다리꼴나사는 Tr 기호 뒤에 호칭지름과 피치를 곱셈 기호로 이어 표시한다.
호칭지름 40mm, 피치 7mm인 1줄 나사이므로 Tr40×7로 표시하며, 등급기호는 필요할 때만 뒤에 덧붙인다.

IT 기본공차는 등급 번호가 작을수록 정밀하며, 이때 공차값도 함께 작아진다.
등급 번호가 커질수록 허용되는 치수 편차의 범위가 넓어지므로, 등급과 공차값은 같은 방향으로 변화한다.

2차원 동차좌표계에서는 점을 $(x, y, 1)$로 확장해 표현하므로, 이동·회전·크기변환을 하나로 나타내는 좌표변환행렬은 3×3이 최대 크기이다.
3차원으로 확장되면 좌표가 $(x,y,z,1)$이 되어 변환행렬이 4×4로 커진다.

전체 둘레 현장 용접은 온둘레 용접을 뜻하는 작은 원과 현장 용접을 뜻하는 검게 칠한 깃발이 화살선과 기준선이 만나는 자리에 함께 붙은 기호로 나타낸다.
보조 기호는 각각 다음을 뜻한다.
검게 칠한 깃발만 있으면 현장 용접이라는 뜻뿐이어서, 이어지는 둘레 전체를 용접하라는 조건이 빠진다.
작은 원만 있으면 온둘레 용접이라는 뜻뿐이어서, 현장에서 시공하라는 조건이 빠진다.
속이 비어 윤곽만 그린 깃발에도 온둘레를 뜻하는 원이 없어 전체 둘레 조건을 나타내지 못한다. (출제 당시 KS 용접 기호 기준)

가공방법을 적는 자리는 기준선(가로선)의 위쪽, 그림에서 b로 표시된 위치다.
표면 지시기호는 60°로 벌어진 V자 기호에 가로선을 이어 붙인 형태이고, 자리마다 기입 내용이 정해져 있다. 그림에서 V자 위쪽 a는 중심선 평균 거칠기 값(Ra), 가로선 위 b는 가공방법을 적는 칸이다.
V자 오른쪽의 d에는 줄무늬 방향 기호를, V자 왼쪽의 e에는 다듬질 여유를 적는다.
가로선 아래쪽의 c·f·g에는 컷오프값과 기준길이, Ra 이외의 거칠기 값, 표면 파상도 등을 적는다.
(출제 당시 KS 표면거칠기 지시기호 기준)

같은 절단면 위에 나타나는 같은 부품의 단면은 해칭선의 방향과 간격을 같게 그리는 것이 원칙이므로, 간격을 달리한다는 설명은 틀렸다.
해칭은 단면임을 명확히 하기 위해 사용하되, 형상만으로 단면임을 알 수 있으면 생략할 수 있다.
단면은 필요한 부분만 부분적으로 파단하여 나타낼 수도 있다.

모양(형상)공차에 해당하는 것은 진원도를 뜻하는 동그라미 기호다.
모양공차는 데이텀 없이 그 형체 자체의 모양만 규제하는 공차로 진직도·평면도·진원도·원통도·선의 윤곽도·면의 윤곽도 여섯 가지이며, 진원도는 단면의 둘레가 완전한 원에서 벗어난 정도를 규제한다.
동그라미에 십자를 겹친 기호는 위치도로, 데이텀을 기준으로 삼는 위치공차다.
나란한 두 줄의 경사선은 평행도로, 데이텀에 대한 자세공차다.

KS 재료기호에서 강재의 중간 문자는 용도를 나타내며, 공구강은 K로 표시한다(예: 탄소공구강 SK, 고속도공구강 SKH의 K).
중간 문자가 달라지면 용도도 달라져 기계구조용, 보일러용 등 각각 별도의 기호 체계를 이룬다.

나사 도시에서 불완전 나사부는 나사의 중심선에 대해 30°로 기울어진 가는 실선으로 표시한다.
이는 완전 나사부와 구분하기 위한 KS 제도 규칙(출제 당시 기준)이다.

외형선과 숨은선의 연장선은 가는 실선으로 표시하여 원래의 선과 구별한다.
연장선은 실제 형상을 나타내는 선이 아니라 참고용으로 그어지는 보조적인 선이기 때문이다.

CAD의 편집 기능은 이동, 소거, 복사처럼 이미 작성된 도형 요소를 변경·가공하는 기능을 말한다.
호출은 저장된 도면이나 심벌을 불러오는 조회 기능이므로 편집 기능으로 분류되지 않는다.

줄무늬 방향 기호 R은 가공에 의한 커터의 줄무늬가 중심에서 방사상으로 뻗어나가는 레이디얼(방사형) 모양임을 나타낸다.
참고로 평행 방향은 =, 동심원 모양은 C, 두 방향 교차는 X로 구분해 표시한다.

중앙처리장치(CPU)는 명령을 해석·통제하는 제어장치, 연산을 수행하는 연산장치, 프로그램과 데이터를 저장하는 주기억장치로 구성된다.
입출력장치는 CPU 외부에서 데이터를 주고받는 주변장치이므로 중앙처리장치의 구성 요소가 아니다.

요소의 중간점·끝점·교차점을 인식해 입력하는 방식은 도형 요소에 정확히 물리는 스냅 기능이 작동해 정밀하다.
반면 화면의 커서를 그대로 인식하는 입력은 스냅 없이 임의의 화면 위치를 찍는 것이므로 가장 부정확한 입력방법이다.

1바이트는 8비트로 정의되므로, 1바이트를 16비트라고 한 설명이 틀렸다.
1킬로바이트$=2^{10}$바이트, 1메가바이트$=2^{20}$바이트, 1기가바이트$=2^{30}$바이트라는 표시는 모두 옳다.

플라스마 디스플레이는 기체 방전을 이용하는 평판형 장치로, 전자빔을 이용하는 음극선관(CRT) 방식이 아니다.
랜덤 스캔형, 래스터 스캔형, 스토리지형은 모두 CRT를 이용한 그래픽 디스플레이 방식이다.

스퍼기어의 피치원은 가는 1점쇄선으로 그리는 것이 원칙이므로, 가는 2점쇄선으로 그린다는 설명이 틀렸다.
스퍼기어의 이끝원은 굵은 실선으로 그린다.
맞물리는 한 쌍 기어의 맞물림부 이끝원도 모두 굵은 실선으로 그린다.
헬리컬 기어의 잇줄 방향은 3개의 가는 실선으로 나타낸다.

표면거칠기는 최대높이, 산술평균거칠기, 10점평균거칠기 등으로 표시하며, 최소 높이라는 표시 방법은 존재하지 않는다.
표면의 굴곡은 골에서 봉우리까지의 높이나 평균값을 기준으로 정의되기 때문에 '최소 높이' 개념 자체가 규정되어 있지 않다.

축, 키, 리벳, 핀, 볼트, 작은나사, 너트처럼 길이 방향으로 절단하면 오히려 이해가 어려워지는 부품은 원칙적으로 길이 방향 단면을 하지 않는다.
반면 베어링은 내륜·외륜(궤도륜)을 단면으로 나타내어 내부 구조를 보여주는 것이 일반적이다(볼·롤러 같은 전동체 자체는 단면하지 않는다). 따라서 베어링을 너트와 함께 절단하지 않는 부품으로 묶은 설명은 틀렸다.

구름 베어링 기본번호 6203의 뒤 두 자리 안지름 번호 03은 예외 규칙에 따라 안지름 17mm를 뜻한다(00=10mm, 01=12mm, 02=15mm, 03=17mm).
04 이상부터는 번호에 5를 곱해 안지름을 구하지만, 00~03은 이 규칙 대신 고정된 값을 사용한다. 뒤의 ZZ는 양쪽 실드를 나타내는 보조기호이다.

완전 나사부와 불완전 나사부의 경계선은 굵은 실선으로 그린다.
수나사의 바깥지름과 암나사의 안지름(산봉우리)은 굵은 실선으로 그린다.
수나사·암나사의 골은 가는 실선으로 그린다.
가려서 보이지 않는 나사부는 숨은선(파선)으로 그린다.

가공 전후의 형상을 함께 나타낼 때는 가상선인 가는 2점쇄선을 사용한다.
가상선은 이 밖에도 인접 부분을 참고로 나타내거나 이동하는 부분의 이동 위치를 표시할 때도 쓰인다.

양 끝에 나사를 깎아 한쪽은 본체에 반영구적으로 박고 다른 쪽에 너트를 끼워 죄는 머리 없는 볼트를 스터드 볼트라 한다.
본체 쪽은 자주 분해할 필요가 없는 부분에 고정하고 너트 쪽만 반복적으로 체결·해체하므로, 잦은 분해·조립이 필요한 부위에 적합하다.

구멍의 치수가 축의 치수보다 커서 구멍과 축 사이에 여유가 생기는 치수차를 틈새라 한다.
반대로 축이 구멍보다 커서 강제로 끼워야 하는 경우의 치수차는 죔새라고 한다.

파이프 이음 기호를 사용하지 않고 실물 모양대로 파이프와 이음을 그리는 방법은 단선 도시가 아니라 복선 도시이므로 설명이 틀렸다.
단선 도시는 파이프 중심선을 하나의 선으로 간략히 나타내고 이음·밸브 등은 규정된 기호로 표시하는 방법이다.
치수는 밸브 등 부속 목 입구의 중심에서 중심까지 길이로 표시한다.
파이프의 호칭지름은 파이프라인 밖으로 지시선을 끌어내어 표시한다.
배관도에는 단선 도시와 복선 도시 두 가지 방법이 있다.

도면을 축소·확대 복사했을 때 원래 축척과 비교해 확인할 수 있도록 윤곽선 밖에 그려두는 것을 비교눈금이라 한다.
복사된 도면에서 비교눈금의 길이를 실측하면 확대·축소된 비율을 손쉽게 검증할 수 있다.

척도는 표제란에 기입하는 것이 원칙이지만, 도면 안에서 부분에 따라 서로 다른 척도를 사용할 수도 있다. 이 경우 해당 부분 가까이에 척도를 별도로 표기하므로, 다른 척도를 쓸 수 없다는 설명은 틀렸다.
표제란이 없을 때는 도명이나 품번 가까운 곳에 척도를 적고, 실제 크기 그대로 그리는 현척이 가장 널리 쓰인다.

대상물의 일부를 파단하거나 떼어낸 경계를 나타내는 선은 파단선이다.
파단선은 불규칙한 지그재그 또는 프리핸드 형태의 가는 실선으로 그려 절단면을 나타내는 선과 구분한다.

머리가 원뿔 모양이어서 판에 묻히는 접시머리 리벳만 호칭길이를 머리를 포함한 전체 길이로 나타내고, 나머지 리벳은 머리를 뺀 몸통 길이로 나타낸다.
접시머리는 머리 윗면이 판 표면과 같은 높이가 되도록 묻히므로, 판을 뚫고 들어가는 길이에 머리 높이까지 포함해야 실제 필요한 치수가 된다. 그림에서 바깥쪽 끝이 가장 굵고 몸통 쪽으로 갈수록 좁아지는 원뿔 머리를 가진 것이 접시머리 리벳이다.
반구형 머리(둥근머리)처럼 머리가 판 위로 올라오는 형식은 머리 밑면부터 끝까지의 몸통 길이만 호칭길이로 쓴다. (출제 당시 KS 리벳 규격 기준)

위치도라고 설명한 이중 동심원 기호는 실제로는 동축도(동심도) 기호이며, 위치도는 원에 십자를 겹쳐 놓은 모양이다.
동축도는 데이텀 축선에 대해 대상 축선이 얼마나 어긋났는지를 규제하고, 위치도는 데이텀을 기준으로 정해진 이론적으로 정확한 위치에서 벗어난 정도를 규제한다. 이름이 비슷해 보여도 기호와 규제 대상이 다르다.
평행사변형은 평면도, 원에 두 줄의 경사선을 겹친 것은 원통도로 설명과 맞다.
길이가 다른 가로선 세 줄을 겹쳐 놓은 기호는 대칭도로 이 역시 설명과 맞다.
(출제 당시 KS 기하공차 기호 기준)

화면 표시장치의 내용을 확대·축소 등 별도 조작 없이 그대로 종이에 옮겨 출력하는 장치를 화면복사장치(하드카피 장치)라 한다.
스캐너는 종이 도면을 컴퓨터로 입력하는 장치이고, 라이트펜은 화면 위치를 지정하는 입력장치라는 점에서 차이가 있다.

V벨트의 단면은 위가 넓고 아래가 좁은 사다리꼴이며, 그림에서 양쪽 빗변을 아래로 연장해 만나는 꼭짓점의 각 α 가 벨트각인데 KS 규격에서 이 값은 40°로 정해져 있다.
V벨트는 이 40° 쐐기가 풀리 홈에 파고들면서 생기는 쐐기 작용으로 마찰력을 키워 동력을 전달하므로, 벨트 종류(M·A·B·C·D·E)가 달라져도 단면각은 40°로 같고 폭과 두께만 달라진다.
다만 벨트가 풀리에 감겨 굽으면 단면이 벌어져 각이 커지므로, 풀리 홈의 각도는 벨트각보다 작은 34°~38°로 만든다. 풀리 지름이 작을수록 홈 각도를 더 작게 잡는다.

그림은 안쪽 링크판과 바깥쪽 링크판이 번갈아 겹치고 이음부마다 핀·부시 위에 롤러가 끼워진 구조이므로 롤러체인이다.
롤러체인은 두 장의 링크판, 핀, 부시, 롤러가 한 마디를 이루며, 롤러가 스프로킷 이에 굴러 물리므로 마모와 소음이 적고 미끄럼 없이 일정한 속도비로 동력을 전달한다.
나머지와의 구분은 다음과 같다.
사일런트체인 - 링크판 자체가 V자 이 모양이어서 롤러 없이 스프로킷에 직접 물리며 소음이 매우 작다.
링크체인 - 고리 모양 쇠사슬로, 하중을 매달거나 끄는 데 쓰고 동력 전달용이 아니다.
인벌류트는 기어 이 곡선의 이름이며 체인의 종류로는 쓰이지 않는다.

정면도를 보충하는 다른 투상도는 필요한 부분만 최소한으로 그리는 것이 원칙이며, 무조건 크게 많이 그리는 것이 아니므로 이 설명은 틀렸다.
계획도·조립도처럼 기능을 나타내는 도면은 대상물을 실제 사용하는 상태로 놓고 그린다.
가공용 도면은 가공 공정에서 대상물이 놓이는 상태를 기준으로 그린다.
정면도는 대상물의 모양과 기능을 가장 잘 나타내는 면을 선택해 그린다.

표면거칠기 표시 기호 중 10점 평균 거칠기는 $R_z$로 나타낸다.
같은 방식으로 최대높이는 $R_y$, 산술평균거칠기는 $R_a$로 구분해 표시한다(출제 당시 KS 기준이며, 이후 개정된 ISO 계열 규격에서는 최대높이를 $R_z$로 표기하도록 바뀌었다).