[기계가공기능장 필기] 13년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

부분회로의 압력을 주회로보다 낮게 쓰려면 감압 밸브를 쓴다.
감압 밸브는 입구 압력이 높아도 출구 쪽 압력을 설정한 낮은 압력으로 유지한다.
시퀀스 밸브는 설정 압력에 이르면 열려 다음 동작을 순서대로 진행시키는 밸브이다.
무부하 밸브는 설정 압력에 이르면 펌프 토출유를 탱크로 돌려 펌프를 무부하로 만드는 밸브이다.
카운터 밸런스 밸브는 수직 실린더의 하중 낙하를 막기 위해 귀환 쪽에 배압을 주는 밸브이다.

설정 압력에서 막이 파열되어 압유를 탱크로 보내는 장치는 유체 퓨즈이다.
유체 퓨즈는 얇은 막(파열판)이 파열되면서 과압을 방출해 유압장치를 보호하는 일회성 안전 장치이다.
서보 밸브는 입력 신호에 비례해 유량이나 압력을 제어하는 밸브이다.
릴리프 밸브는 설정 압력을 넘으면 밸브가 열려 압유를 배출하고 압력이 내려가면 다시 닫히는 밸브이다.
압력 스위치는 압력이 설정값에 이르면 전기 접점을 개폐해 신호를 내는 기기이다.

베인 펌프의 특징으로 틀린 것은 먼지나 이물질의 영향을 적게 받는다는 설명이다.
베인 펌프는 베인과 캠링 사이의 좁은 틈새로 밀봉하므로 이물질에 민감하다. 나머지 보기는 베인 펌프의 옳은 특징이다.
베인의 마모로 압력이 저하되지 않는다는 내용은 옳다. 베인이 원심력과 압력으로 캠링에 계속 밀착되어 마모만큼 자동으로 보상된다.
카트리지 방식과 함께 호환성이 좋고 보수가 용이하다는 내용은 옳다. 카트리지째 교체할 수 있다.
펌프의 출력에 비해 형상치수가 작다는 내용은 옳다. 소형·경량이 가능하다.

PLC 제어 회로의 입력부로 쓰이는 기기는 리미트 스위치이다.
입력부는 스위치와 센서처럼 외부 상태를 신호로 보내는 기기이고, 출력부는 PLC 명령으로 동작하는 부하를 구동한다.
공압 실린더는 전자밸브를 거쳐 구동되는 액추에이터로 출력부 부하이다.
램프는 PLC 명령으로 점등되는 표시 부하로 출력부이다.
전자밸브는 PLC 신호로 솔레노이드를 여자시키는 출력부 부하이다.

설정된 순서·조건·위치에 따라 동작을 순차 진행하는 로봇은 시퀀스 로봇이다.
시퀀스 로봇은 미리 정한 순서와 조건, 위치대로 각 단계를 차례로 수행한다.
플레이백 로봇은 사람이 가르쳐 준 작업 순서와 위치 정보를 기억했다가 재생하는 로봇이다.
지능 로봇은 감각과 인식 정보로 상황을 판단해 스스로 행동을 결정하는 로봇이다.
감각제어 로봇은 센서로 얻은 감각 정보에 따라 동작을 제어하는 로봇이다.

레이저 가공에 대해 틀린 설명은 레이저 광이 전자계의 영향을 받는다는 내용이다.
레이저 광은 전하를 띠지 않는 빛이므로 외부 전자계의 영향을 받지 않는다. 나머지 보기는 옳은 내용이다.
레이저의 종류가 기체·액체·고체·반도체 레이저 등이라는 내용은 옳다.
가공에 주로 이용되는 것이 고체 레이저와 기체 레이저라는 내용은 옳다.
난삭재 미세 가공에 적합해 시계 베어링, 보석, 다이아몬드, IC 저항 트리밍 등에 쓰인다는 내용은 옳다.

액체호닝의 특징으로 틀린 것은 다듬질면의 진직도가 매우 우수하다는 설명이다.
액체호닝은 연마재를 섞은 액체를 고압으로 분사해 표면을 다듬는 가공이라 표면 상태를 개선하지만, 진직도 같은 형상 정도를 바로잡는 가공은 아니다. 나머지 보기는 옳은 특징이다.
피닝 효과가 있다는 내용은 옳다. 분사된 연마재의 충격이 표면을 두드린다.
형상이 복잡한 것도 쉽게 가공한다는 내용은 옳다. 분사 방식이라 복잡한 면에도 닿는다.
표면의 산화막을 제거하기 쉽다는 내용은 옳다. 연마재 충돌로 산화막이 벗겨진다.

세라믹공구에 대한 설명 중 틀린 것은 연성·인성이 높다는 서술이다.
세라믹공구는 산화알루미늄 미분말을 소결한 재료로, 경도와 내열성이 높은 대신 취성이 커서 충격에 약하다.
나머지 보기는 옳은 내용이다.
산화알루미늄 미분말 소결 서술은 세라믹공구의 제조 방식이므로 옳은 내용이다.
고속절삭 가능 서술은 높은 내열성 덕분이므로 옳은 내용이다.
충격에 약하다는 서술은 취성 때문이므로 옳은 내용이다.

센터리스 연삭기의 이송속도는 F = πDN × sinα 이다.
조정숫돌을 α 만큼 기울이면 접촉점의 원주속도 $\pi DN$ 이 가공물 축방향 성분과 회전 방향 성분으로 나뉜다.
이 중 축방향 성분이 이송속도이므로 $F=\pi DN\sin\alpha$ 이다.
오답 식은 다음 이유로 이송속도가 될 수 없다.
DN × sinα 식은 π 가 빠져 있어 원주속도 $\pi DN$ 의 성분이 되지 않는다.
πDN × tanα 식은 tanα 를 곱한 값이라 원주속도를 분해한 성분이 아니므로 이송속도가 아니다.
πDN × cosα 식은 원주속도의 회전 방향 성분이므로 이송속도가 아니다.

절삭 온도를 측정하는 방법이 아닌 것은 스트레인 게이지를 이용하는 방법이다.
스트레인 게이지는 변형률을 전기 신호로 바꾸어 절삭저항을 측정하는 데 쓰이며 온도를 직접 측정하지 않는다.
나머지 보기는 절삭 온도를 측정하는 옳은 방법이다.
칼로리미터에 의한 방법은 칩이 흡수한 열량으로 평균 절삭 온도를 구하는 방법이다.
PbS 광전 셀을 이용하는 방법은 절삭부에서 나오는 복사열을 검출하는 방법이다.
열전대를 이용하는 방법은 공구와 공작물 접촉부의 열기전력으로 온도를 구하는 방법이다.

분당 이송량은 약 191 $\mathrm{mm/min}$ 이다.
$N=\dfrac{1000V}{\pi D}=\dfrac{1000\times 60}{\pi\times 20}\approx 955\,\mathrm{rpm}$
$f=f_z\cdot Z\cdot N=0.05\times 4\times 955\approx 191\,\mathrm{mm/min}$
나머지 값은 모두 계산값과 다르다.
121 $\mathrm{mm/min}$ 은 계산값과 다르다.
152 $\mathrm{mm/min}$ 은 계산값과 다르다.
253 $\mathrm{mm/min}$ 은 계산값과 다르다.

밀링 머신에 대한 설명으로 틀린 것은 공구를 고정하고 공작물을 회전시켜 가공한다는 서술이다.
밀링은 다수의 절삭날을 가진 커터가 회전하고 공작물은 테이블에 고정되어 이송되는 방식이다. 공구를 고정하고 공작물을 회전시키는 방식은 선반의 가공 방식이다.
나머지 보기는 옳은 내용이다.
다수의 절삭날을 가진 커터를 회전시켜 가공한다는 서술은 밀링의 정의이므로 옳다.
불규칙하고 복잡한 면과 더브테일, 총형 가공이 가능하다는 서술은 총형 커터 등을 쓰는 밀링의 특징이므로 옳다.
부속장치로 다양한 가공을 할 수 있다는 서술은 분할대·회전 테이블 등을 쓰는 밀링의 특징이므로 옳다.

소요동력은 약 3.3 kW 로, 보기 중 3.32 kW 에 해당한다.
$V=\dfrac{\pi DN}{1000}=\dfrac{\pi\times 50\times 1200}{1000}\approx 188.5\,\mathrm{m/min}$
$P=\dfrac{F V}{60\times 1000\,\eta}=\dfrac{900\times 188.5}{60000\times 0.85}\approx 3.3\,\mathrm{kW}$
절삭동력은 약 2.83 kW 이고, 기계 효율로 나누어 주므로 소요동력은 이보다 크다. 나머지 값은 계산값과 다르다.
4.75 kW 는 계산값과 다르다.
3.92 kW 는 계산값과 다르다.
2.64 kW 는 계산값과 다르다.

지그보링기의 작업조건으로 가장 거리가 먼 것은 햇빛이 닿는 밝은 쪽이 좋다는 서술이다.
지그보링기는 정밀 가공기이므로 온도 변화에 의한 열팽창 오차를 막아야 한다. 직사광선은 기계와 작업장의 온도를 변화시켜 정밀도를 떨어뜨린다.
나머지 보기는 정밀도 유지를 위한 옳은 내용이다.
작업장 온도를 상온 부근의 좁은 범위로 유지하는 것은 열팽창에 의한 오차를 줄이기 위한 조건이다.
외부 진동이 전달되지 않도록 방진 처리를 하는 것은 진동에 의한 가공 정밀도 저하를 막기 위한 조건이다.
공기 필터를 거쳐 바깥 공기를 들이는 환기 방식은 먼지 유입을 막아 정밀 부위의 마모와 손상을 줄이기 위한 조건이다.

정밀기계 가공을 위한 절삭조건으로 옳은 것은 절삭 칩이 쉽게 빠져나올 수 있도록 조건을 선택하는 것이다.
칩이 원활히 배출되지 않으면 칩이 엉겨 가공면을 긁고 절삭열이 쌓여 치수 정밀도와 표면 품질이 나빠진다.
나머지 보기는 다음 이유로 옳지 않다.
공진 현상을 유도하는 조건은 진동을 키워 정밀도를 해치므로 오히려 공진은 피해야 한다.
공구 마모가 커지는 조건은 인선이 후퇴해 치수가 변하므로 정밀도 유지에 불리하다.
열팽창이 작아도 휨이 생기면 치수·형상 오차가 생기므로 휨을 허용할 수는 없다.

구성인선을 감소시키는 방법으로 옳지 않은 것은 절삭속도를 적게 하는 것이다.
구성인선은 칩이 날 끝에 쌓여 붙는 현상으로, 절삭속도가 낮을 때 심하다. 따라서 절삭속도는 크게 하는 것이 대책이다.
나머지 보기는 구성인선을 줄이는 옳은 방법이다.
절삭깊이를 적게 하는 것은 칩 두께와 절삭력을 줄여 구성인선을 억제하는 방법이다.
경사각을 크게 하는 것은 절삭을 부드럽게 해 칩 용착을 줄이는 방법이다.
윤활성이 좋은 절삭유제를 쓰는 것은 칩과 공구 사이의 마찰과 용착을 줄이는 방법이다.

절삭유의 구비조건 중 잘못된 것은 인화점·발화점이 낮을 것이라는 서술이다.
절삭유는 고온의 절삭부에서 쓰이므로 인화점과 발화점이 높아야 화재 위험이 작다.
나머지 보기는 절삭유의 옳은 구비조건이다.
냉각성이 우수해야 절삭열을 빨리 제거하므로 옳은 조건이다.
장시간 사용해도 변질되지 않아야 성능이 유지되므로 옳은 조건이다.
방청 및 방식성이 좋아야 공작물과 기계의 부식을 막으므로 옳은 조건이다.

단면 수축률은 약 26.5% 이다.
원 단면적 $A_0=\dfrac{\pi}{4}\times 14^2$, 파단 후 단면적 $A_1=\dfrac{\pi}{4}\times 12^2$
$\varphi=\dfrac{A_0-A_1}{A_0}\times 100=\dfrac{14^2-12^2}{14^2}\times 100=\dfrac{52}{196}\times 100\approx 26.5\%$
단면 수축률은 지름의 변화율이 아니라 단면적의 변화율이며, 나머지 값은 계산값과 다르다.
13.5 는 계산값과 다르다.
20.5 는 계산값과 다르다.
36.1 은 계산값과 다르다.

구리의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은 강도가 커서 구조용 재료로 적당하다는 서술이다.
순구리는 전연성이 좋은 대신 강도가 낮아 구조용 재료로는 부족하며, 강도가 필요하면 황동·청동처럼 합금으로 쓴다.
나머지 보기는 구리의 옳은 성질이다.
전기 및 열의 전도성이 우수하다는 서술은 구리의 대표적 성질이므로 옳다.
전성과 연성이 좋아 가공이 쉽다는 서술은 구리의 성질이므로 옳다.
철강재료에 비해 내식성이 크다는 서술은 구리가 대기 중에서 안정한 표면 피막을 만들기 때문에 옳다.

내식성 특수목적용 스테인리스강의 주성분은 Fe-Cr-Ni 이다.
스테인리스강은 Cr 이 표면에 치밀한 부동태 피막을 만들어 내식성을 주고, Ni 은 오스테나이트 조직을 안정시켜 내식성과 가공성을 높인다.
나머지 조합은 다음 이유로 맞지 않는다.
Fe-Co-Mn 조합은 부동태 피막을 만드는 Cr 이 없다.
Fe-W-Co 조합은 부동태 피막을 만드는 Cr 이 없다.
Fe-Cu-V 조합은 부동태 피막을 만드는 Cr 이 없다.

구상흑연 주철에서 시멘타이트형이 생기는 원인으로 틀린 것은 C, Si 가 많을 때이다.
C 와 Si 는 흑연화를 촉진하는 원소이므로 많을수록 시멘타이트가 아니라 흑연이 정출된다.
나머지 보기는 시멘타이트(백주철화)를 일으키는 옳은 원인이다.
접종이 부족하면 흑연 핵이 모자라 흑연화가 되지 못하고 시멘타이트가 생긴다.
냉각속도가 빠르면 흑연화할 시간이 부족해 시멘타이트가 생긴다.
Mg 첨가량이 지나치게 많으면 흑연화가 방해되어 시멘타이트가 생긴다.

침탄법과 질화법의 비교로 틀린 것은 침탄 후에는 수정이 불가능하고 질화 후에는 가능하다는 서술이다.
질화층은 매우 얇고 단단해 수정 가공을 하면 경화층이 제거되므로 질화 후 수정은 곤란하다. 반대로 침탄층은 상대적으로 깊어 연삭 등으로 수정할 수 있다.
나머지 보기는 옳은 비교 내용이다.
경화 부위의 경도는 질화법이 더 높다는 서술은 경질 질화물이 생기므로 옳다.
침탄 후에는 담금질 등 열처리가 필요하나 질화 후에는 필요 없다는 서술은 질화가 변태 없이 표면을 경화시키므로 옳다.
침탄은 경화에 의한 변형이 생기기 쉬우나 질화는 변형이 적다는 서술은 질화가 낮은 온도에서 담금질 없이 이루어지므로 옳다.

배율 오차는 실측 배율과 호칭배율의 차를 호칭배율로 나눈 백분율이다.
$\Delta M = \dfrac{M - M_0}{M_0} \times 100$ (%)
상대 오차는 오차 ÷ 기준값으로 정의하는데, 투영기 배율 교정에서 기준값은 호칭배율이고 오차는 실측 배율에서 호칭배율을 뺀 값이다. 따라서 실측과 호칭이 같으면 오차가 0% 가 되어야 한다.
$\dfrac{M - M_0}{M} \times 100$ 는 분모가 실측 배율이어서 기준값으로 나눈 상대 오차가 아니다.
$\dfrac{M_0}{M_0 - M} \times 100$ 는 오차의 역수 꼴이어서 실측과 호칭이 같을 때 0 이 되지 않고 무한대로 발산한다.
$\dfrac{M}{M - M_0} \times 100$ 도 오차의 역수 꼴이어서 배율 오차가 없을 때 값을 정할 수 없다.

아베의 원리에 맞는 구조를 가진 측정기는 외측 마이크로미터 이다.
아베의 원리는 측정 대상과 눈금(표준자)을 측정 방향의 같은 직선상에 놓아야 오차가 작다는 원리이다. 외측 마이크로미터는 스핀들의 이동 축 위에서 측정과 눈금 읽기가 이루어진다.
나머지 측정기는 다음 이유로 이 구조가 아니다.
버니어 캘리퍼스는 눈금자와 측정면이 서로 떨어져 있어 아베의 원리에 어긋난다.
하이트 게이지는 눈금자와 측정 위치가 떨어져 있어 아베의 원리에 어긋난다.
지렛대식 다이얼 테스트 인디케이터는 측정자의 변위를 받침점을 거친 지렛대로 전달해 읽으므로 측정점과 눈금이 한 직선 위에 놓이지 않는다.

외측 마이크로미터 측정값은 약 20.541 mm 이다.
삼침법 식(리드각 보정 무시): $M=d_2+3d-0.866025P$
값 대입: $M=18.376+3\times 1.4434-0.866025\times 2.5$
결과: $M=18.376+4.3302-2.1651\approx 20.541\,\mathrm{mm}$
나머지 값은 모두 계산값과 다르다.
16.211 은 계산값과 다르다.
24.872 는 계산값과 다르다.
28.347 은 계산값과 다르다.

구멍용 플러그 한계게이지의 통과측은 구멍 최소지름에 마모여유를 더한 치수를 중심으로, 위아래로 게이지 공차의 절반씩 공차를 준다. 보기 식은 이 중심에서 게이지 공차의 절반을 뺀 값을 기준으로 게이지 공차만큼 위로 허용한 표기이다.
통과측은 구멍이 가장 작을 때(최소 허용치수)에도 들어가야 하므로 최소지름을 기준으로 한다. 또 통과측은 반복 삽입으로 닳아 지름이 작아지므로, 처음부터 마모여유만큼 크게 만들어 사용 수명을 확보한다.
구멍 최대지름에 마모여유를 더한 식은 최대지름 기준이어서 통과측이 아니며, 최대지름 쪽은 정지측의 기준이다.
구멍 최소지름에서 마모여유를 뺀 식은 마모로 작아지는 방향에 여유를 거꾸로 준 것이어서, 사용할수록 최소 허용치수보다 더 작아진다.
구멍 최대지름에서 마모여유를 뺀 식은 최대지름 기준이어서 통과측 치수가 아니다.

치공구 설계의 기본원칙에 해당되지 않는 것은 클램핑 요소에 여러 가지 부품을 같이 사용하도록 설계하라는 서술이다.
클램핑 요소는 단순하고 신속하게 조작할 수 있어야 하므로 스패너·핀·쐐기·해머 등 부품을 여럿 겹쳐 쓰는 구성은 조작이 번거롭고 부품 수가 늘어 바람직하지 않다.
나머지 보기는 치공구 설계의 옳은 기본원칙이다.
제작비와 손익분기점을 고려하는 것은 치공구의 경제성을 따지는 원칙이다.
손으로 조작하는 치공구를 가볍게 설계하는 것은 작업자의 피로를 줄이는 원칙이다.
정밀도가 필요 없거나 조립되지 않는 부분은 가공하지 않는 것은 제작비를 줄이는 원칙이다.

커습 높이에 가장 적은 영향을 주는 것은 공구 경로점 간의 길이이다. 그림처럼 커습은 이웃한 두 공구 경로 사이에 볼 엔드밀의 둥근 날끝이 깎지 못하고 남긴 산으로, 그 높이는 경로와 경로 사이(옆 방향)의 기하로 정해진다.
평면에서 커습 높이는 공구 반경 $R$ 과 공구경로 간격 $s$ 로 결정된다.
$h = R - \sqrt{R^2 - \left(\dfrac{s}{2}\right)^2} \approx \dfrac{s^2}{8R}$
경로점 간 길이는 한 경로를 따라가는 진행 방향의 점 간격이어서 이 식에 들어가지 않고, 진행 방향 형상 오차(현 오차)에 관계한다.
공구경로 간격은 식의 $s$ 로, 간격이 넓을수록 커습이 높아진다.
공구의 반경은 식의 $R$ 로, 반경이 작을수록 커습이 높아진다.
피삭재의 경사도는 같은 수평 간격이라도 경사면을 따라 잰 실제 간격을 늘려, 경사가 클수록 커습이 높아진다.

단계여유는 가장 늦은 예정일에서 가장 이른 예정일을 뺀 값, 즉 $T_L - T_E$ 로 나타낸다.
단계(결합점)의 시각이 늦어져도 후속 일정에 지장이 없는 범위가 단계여유이므로, 늦은 시각에서 이른 시각을 뺀다.
나머지 보기는 이 정의와 맞지 않는다.
$T_E - T_L$ 은 늦은 예정일과 이른 예정일의 순서가 반대인 식이라 값이 음수 또는 0 이 되므로 단계여유가 아니다.
$\mathrm{EF} - T_F$ 는 두 예정일의 차가 아니라 총 여유시간이 들어간 식이므로 단계여유의 표시가 아니다.
$T_E - T_F$ 도 이른 예정일에서 총 여유시간을 뺀 식으로, 두 예정일의 차가 아니므로 단계여유가 아니다.

브레인스토밍과 가장 관계가 깊은 것은 특성요인도이다.
특성요인도(어골도)는 결과에 영향을 주는 원인을 여러 사람이 자유롭게 낸 아이디어로 가지처럼 정리하는 도구이므로, 브레인스토밍으로 원인을 모을 때 작성한다.
나머지 보기는 아이디어를 모으는 도구가 아니다.
파레토도는 불량·손실을 항목별로 큰 순서로 늘어놓은 막대그래프에 누적비율선을 더해 중점 항목을 가리는 도구이다.
히스토그램은 측정 데이터를 구간별 도수로 나타내 분포 모양을 보는 도구이다.
회귀분석은 두 변수 사이의 관계를 식으로 추정하는 통계 기법이다.

검사가 행해지는 공정에 의한 분류에 속하는 것은 출하검사이다.
공정(단계)에 따른 검사는 수입검사·공정검사·최종검사·출하검사처럼 제품이 흐르는 단계 중 어디에서 검사하는가로 나눈다.
나머지 보기는 검사 단계가 아니라 판정 대상(검사 방법)에 따른 분류이다.
관리 샘플링검사는 공정 관리 상태를 확인하려고 시료를 뽑아 검사하는 방법으로, 판정 대상에 의한 분류이다.
로트별 샘플링검사는 로트마다 시료를 뽑아 합격 여부를 판정하는 방법으로, 판정 대상에 의한 분류이다.
전수검사는 제품 전부를 검사하는 방법으로, 판정 대상에 의한 분류이다.

작업시간을 직접 관측해 표준시간을 설정하는 기법은 스톱워치법이다.
스톱워치법은 테일러가 처음 도입한 시간연구 방법으로, 작업을 요소작업으로 나누고 시간을 직접 관측해 정미시간을 구한 뒤 여유를 더해 표준시간을 정한다.
나머지 보기는 작업시간을 직접 관측하지 않는 방식이다.
PTS법은 작업을 기본동작으로 분해해 미리 정해진 동작별 시간치를 합산하는 방법이다.
실적자료법은 과거 작업 실적 기록을 바탕으로 표준시간을 정하는 방법이다.
표준자료법은 요소작업별로 축적해 둔 표준 자료를 조합해 표준시간을 정하는 방법이다.