[기계가공기능장 필기] 02년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

유압 실린더의 출력을 가장 올바르게 설명한 것은 피스톤 로드에 의해 전달되는 기계적인 힘이다.
유압 실린더는 유체의 압력 에너지를 피스톤 로드의 직선 운동과 힘으로 바꿔 부하에 일을 하는 액추에이터이며, 이론 출력은 $F = pA$ 로 나타낸다.
나머지 보기는 외부에 전달되는 출력이 아니다.
실린더에 공급된 압력은 힘이 아니라 입력 측 유체의 상태량이므로 출력이 아니다.
튜브에 작용하는 힘은 내부 압력이 벽을 밀어내는 힘으로 튜브 안에서 지지될 뿐 외부에 전달되지 않는다.
헤드가 받는 힘은 내부 압력이 커버 안쪽을 미는 힘으로 실린더 고정부가 받쳐 주는 반력일 뿐 부하에 전달되는 출력이 아니다.

공기압 회로의 이물질을 제거하는 장치는 필터이다.
필터는 압축공기 속의 먼지·수분 등 이물질을 걸러내는 장치이다.
나머지 보기는 이물질 제거가 아닌 다른 기능의 장치이다.
윤활기는 공기 흐름에 오일을 안개 형태로 공급하는 장치이다.
조절기는 압력을 설정값으로 조정하는 장치이다.
에어탱크는 압축공기를 저장하고 압력 맥동을 완화하는 장치이다.

이 기호는 일정비율 감압밸브이다. 스프링 없이 입구와 출구 압력이 서로 다른 면적에 맞서 출구 압력이 입구 압력에 일정 비율로 따라간다.
그림에서 흐름은 위에서 아래로(화살표 아래 방향) 지나며, 위쪽 입구에서 나온 파선 파일럿은 오른쪽의 1 표시 작은 면적에, 아래쪽 출구에서 나온 파선 파일럿은 왼쪽의 3 표시 큰 면적에 걸린다.
$P_1 \times 1 = P_2 \times 3 \quad \Rightarrow \quad P_2 = \dfrac{P_1}{3}$
따라서 출구 압력은 입구 압력의 1/3 로 일정 비율 감압된다.
파일럿 작동형 시퀀스밸브는 스프링으로 설정한 압력에서 열리며 외부 드레인을 갖는데, 그림에는 스프링도 드레인도 없다.
무부하 릴리프밸브는 스프링 설정 압력에서 탱크로 유량을 돌려보내는 밸브인데, 그림에는 스프링과 탱크 쪽 회로가 없다.
브레이크밸브는 스프링 압력밸브 두 개와 양쪽 체크밸브를 대칭으로 조합한 것인데, 그림은 체크밸브 없는 단일 밸브이다.

4개의 링크로 된 연쇄에서 순간 중심의 총수는 6개이다.
링크 수가 n일 때 순간 중심의 총수는 두 링크씩 짝지은 수이므로 조합의 수와 같다.
$N = \dfrac{n(n-1)}{2}$
$N = \dfrac{4\times 3}{2} = 6$
나머지 보기는 계산값과 다르다.
4개는 계산값 6과 다르다.
2개는 계산값 6과 다르다.
8개는 계산값 6과 다르다.

나사의 유효지름은 42.219mm이다.
미터 나사의 삼침법 식 $M = d_2 + 3d - 0.866025P$ 에서 유효지름을 구한다.
$d_2 = M - 3d + 0.866025P$
$d_2 = 49.085 - 3\times 2.866 + 0.866025\times 2$
$d_2 = 49.085 - 8.598 + 1.732 = 42.219\,\mathrm{mm}$
나머지 보기는 계산값과 다르다.
34.755는 계산한 유효지름 42.219와 다르다.
36.219는 계산값 42.219와 다르다.
38.755는 계산값 42.219와 다르다.

다이얼 게이지는 측정범위가 비교적 넓고, 측정자를 공작물에 직접 접촉하여 타원 측정과 동적 측정이 가능하다. 반면 테스트 인디케이터에 비해 다이얼 게이지는 기준면과의 차이를 비교하는 데 적합하므로 직접 측정이 편리하지 않다.

1/20mm 버니어 캘리퍼스의 관계로 옳은 것은 주척 1눈금이 1mm, 부척이 19mm를 20등분한 것이다.
최소 읽음값은 주척 한 눈금과 부척 한 눈금의 차이다. 부척 한 눈금은 $\dfrac{19}{20} = 0.95\,\mathrm{mm}$ 이므로 $1 - 0.95 = 0.05\,\mathrm{mm}$ 가 되어 1/20mm 가 된다.
나머지 보기는 주척 눈금과 부척 눈금의 차이가 0.05mm 가 되지 않는다.
주척 1눈금 1mm, 부척 12mm 25등분은 부척 한 눈금이 0.48mm로, 주척 1눈금과의 차이가 0.52mm이다.
주척 1눈금 0.5mm, 부척 19mm 25등분은 부척 한 눈금이 0.76mm로, 주척 2눈금(1mm)과의 차이가 0.24mm이다.
주척 1눈금 0.5mm, 부척 24mm 25등분은 부척 한 눈금이 0.96mm로, 주척 2눈금(1mm)과의 차이가 0.04mm(1/25mm)이다.

화면에 접촉해 명령어 선택이나 좌표 입력을 하는 CAD 입력장치는 라이트 펜이다.
라이트 펜은 펜 모양 센서를 화면에 직접 대어 위치를 지정하는 장치이다.
나머지 보기는 화면에 접촉하는 방식이 아니다.
트랙 볼은 공을 손으로 굴려 커서를 움직이는 장치이다.
조이스틱은 레버를 기울여 그 방향으로 커서를 움직이는 장치이다.
태블릿은 화면이 아니라 별도의 판 위에서 펜으로 좌표를 입력하는 장치이다.

CNC 선반에서 G27은 기계 원점 복귀 확인 지령이다.
프로그램이 지령한 위치가 기계 원점(기준점)에 정확히 복귀하는지를 확인하는 기능이다.
밀리(mm) 자료입력은 밀리미터 단위를 지정하는 G21 지령이다.
인치(Inch) 자료입력은 인치 단위를 지정하는 G20 지령이다.
자동 원점 복귀는 중간점을 거쳐 기계 원점으로 복귀시키는 G28 지령이다.

알맞은 이송량은 1700 mm/min 이다.
주축 회전수를 먼저 구한 뒤 이송 F = fz·Z·N 에 대입한다.
$N=\dfrac{1000V}{\pi D}=\dfrac{1000\times 80}{\pi\times 30}\approx 849\ \mathrm{rpm}$
$F=f_z\times Z\times N=0.5\times 4\times 849\approx 1698\ \mathrm{mm/min}$
계산값 약 1698 mm/min 은 보기 자릿수로 반올림하면 1700 mm/min 이다.
1200 mm/min 은 계산값 약 1698 mm/min 과 다르다.
1500 mm/min 은 계산값 약 1698 mm/min 과 다르다.
1900 mm/min 은 계산값 약 1698 mm/min 과 다르다.

정밀도가 높은 순서는 복합서보 → 폐쇄회로 → 반폐쇄회로 → 개방회로이다.
개방회로는 위치 검출·되먹임이 없고, 반폐쇄회로는 서보모터 축이나 볼나사 회전각을 검출하므로 백래시·피치 오차가 남는다. 폐쇄회로는 테이블 위치를 리니어 스케일로 직접 검출해 이 오차까지 되먹임하며, 복합서보는 반폐쇄회로와 폐쇄회로를 병용해 보완한 방식이라 맨 앞에 온다.
개방회로를 맨 앞에 두고 복합서보를 맨 뒤에 둔 순서는 되먹임이 없는 방식을 가장 정밀하다고 본 것이라 틀리다.
반폐쇄회로를 폐쇄회로보다 앞에 둔 순서는 기계 쪽 오차를 검출하지 못하는 방식을 더 정밀하다고 본 것이라 틀리다.
개방회로를 폐쇄회로보다 앞에 둔 순서는 되먹임 없는 방식을 직접 검출 방식보다 정밀하다고 본 것이라 틀리다.

물류시스템의 구성에 해당하지 않는 것은 가공시스템이다.
물류는 물품을 저장하고 옮기고 싣고 내리는 흐름을 다루고, 가공은 재료의 형상·치수를 바꾸는 생산 공정이다.
보관시스템은 물품을 쌓아 저장하는 물류 기능이다.
수송시스템은 물품을 한 곳에서 다른 곳으로 옮기는 물류 기능이다.
하역시스템은 물품을 싣고 내리는 물류 기능이다.

이 기호는 쿠션붙이 복동 실린더이다.
실린더 몸체 아래 양쪽 끝에 관로가 하나씩, 즉 포트가 두 개 있어 피스톤 양쪽에 압력을 걸어 전진·후진하는 복동형이다. 피스톤 양쪽에 작은 사각형(쿠션 플런저)이 붙어 있고 몸체를 비스듬히 가로지르는 화살표가 있어 행정 끝의 쿠션을 조절할 수 있음을 나타낸다.
램형 실린더는 피스톤 없이 굵은 로드가 직접 움직이는 단동형인데, 그림은 피스톤과 로드가 구분되고 포트가 둘이다.
단동 텔레스코프형 실린더는 여러 단의 통이 겹쳐 늘어나는 단동형인데, 그림은 단일 피스톤·단일 로드이고 포트가 둘이다.
스프링붙이 실린더는 실린더 안에 스프링(지그재그 선)이 그려지는데, 그림에는 스프링이 없다.

부르동관은 압력 검출에 사용된다.
단면이 납작하고 굽은 금속관에 압력이 걸리면 관이 펴지려는 방향으로 변형하며, 이 변위를 지침에 전달해 압력계로 쓴다.
유량 검출은 관의 변형이 아니라 차압이나 회전체 등으로 측정하므로 부르동관의 설명이 아니다.
온도 검출은 열팽창이나 열기전력 등을 이용하므로 부르동관의 설명이 아니다.
유속 검출은 피토관처럼 동압을 이용하므로 부르동관의 설명이 아니다.

구멍을 뚫는 데 소요되는 시간은 4분 40초이다.
회전수, 드릴 끝 원추부 길이, 총 이송 길이를 차례로 구한다.
$N=\dfrac{1000V}{\pi D}=\dfrac{1000\times 20}{\pi\times 30}\approx 212.2\ \mathrm{rpm}$
$h=\dfrac{D/2}{\tan 59^\circ}=\dfrac{15}{1.664}\approx 9.0\ \mathrm{mm}$
$L=90+9.0=99.0\ \mathrm{mm}$
$T=\dfrac{L}{fN}=\dfrac{99.0}{0.1\times 212.2}\approx 4.67\ \mathrm{min}$
4.67분은 약 4분 40초이다.
2분 23초는 계산값 4분 40초와 다르다.
3분 13초는 계산값 4분 40초와 다르다.
3분 33초는 계산값 4분 40초와 다르다.

블록게이지의 최종 다듬질은 래핑이다.
래핑은 랩과 미세한 랩제 사이에서 표면을 아주 조금씩 깎아 내어 평면도·치수 정밀도와 표면 거칠기를 함께 극도로 높이는 가공이라, 측정면 두 개의 평행도와 치수를 맞춰야 하는 블록게이지 다듬질에 쓰인다.
방전가공은 방전열로 재료를 녹여 제거하는 열적 가공이라 표면에 변질층이 남아 정밀 측정면의 최종 다듬질이 아니다.
수퍼피니싱은 미세 숫돌을 진동시켜 이전 가공면의 거칠기만 개선하는 가공으로, 제거량이 매우 적어 치수·평면도를 바로잡는 최종 다듬질이 아니다.
액체호닝은 연마제를 섞은 가공액을 분사해 표면을 다듬는 가공이라 치수를 정밀하게 맞추지 못한다.

연삭동력은 7 PS 이다.
동력은 힘과 속도의 곱이며 1 PS = 75 kgf·m/s 로 환산한다.
$P=F\times V=15\times 35=525\ \mathrm{kgf\cdot m/s}$
$\dfrac{525}{75}=7\ \mathrm{PS}$
0.12 PS 는 계산값 7 PS 와 다르다.
3 PS 는 계산값 7 PS 와 다르다.
0.63 PS 는 계산값 7 PS 와 다르다.

1분간의 이동 속도는 2.05 m/min 이다.
센터리스 연삭에서 통과 이송 속도는 F = πDN·sinα 이다.
$F=\pi\times 0.3\times 25\times \sin 5^\circ$
$=23.56\times 0.0872\approx 2.05\ \mathrm{m/min}$
6.52 m/min 은 계산값 2.05 m/min 과 다르다.
8.86 m/min 은 계산값 2.05 m/min 과 다르다.
4.45 m/min 은 계산값 2.05 m/min 과 다르다.

평밀링 커터 날 하나의 칩 두께는 $t = \dfrac{f}{nZ}\sqrt{\dfrac{d}{D}}$이다.
날 1개당 이송은 분당 테이블 이송을 회전수와 날 수로 나눈 값이다.
$f_z = \dfrac{f}{nZ}$
칩 두께는 이 날당 이송에 절삭깊이와 커터 지름의 비의 제곱근을 곱한 값이라 절삭깊이가 얕거나 커터 지름이 클수록 얇아진다.
$\dfrac{f}{nZ}\sqrt{\dfrac{D}{d}}$는 절삭깊이가 얕을수록 칩이 두꺼워지는 꼴이라 원리와 반대이다.
$\dfrac{f}{nZ}\sqrt{Dd}$는 길이 차원이 하나 더 붙어 칩 두께의 단위가 맞지 않는다.
$\dfrac{nf}{Z}\sqrt{\dfrac{d}{D}}$는 날당 이송이 아니라 회전수를 곱한 값이 되어 날당 이송의 정의와 다르다.

절삭시간은 약 1.6분 이다.
회전수를 구한 뒤 T = L/(fN) 으로 계산한다.
$N=\dfrac{1000V}{\pi D}=\dfrac{1000\times 80}{\pi\times 20}\approx 1273\ \mathrm{rpm}$
$T=\dfrac{L}{fN}=\dfrac{200}{0.1\times 1273}\approx 1.57\ \mathrm{min}$
1.57분은 보기 자릿수로 반올림하면 1.6분이다.
3.1분은 계산값 약 1.57분과 다르다.
5.2분은 계산값 약 1.57분과 다르다.
0.5분은 계산값 약 1.57분과 다르다.

절삭동력은 절삭저항(비절삭저항 × 절삭면적)과 절삭속도의 곱을 PS 로 환산한 값이므로 분자에 F·ks·V, 분모에 75 × 60 이 오는 식이 옳다.
절삭저항 $P = k_s F$ [kgf], 절삭속도 V[m/min] 를 m/s 로 바꾸면 $\dfrac{V}{60}$ 이고, 1PS = 75kgf·m/s 이므로
$N = \dfrac{k_s F \times \dfrac{V}{60}}{75} = \dfrac{F \cdot k_s \cdot V}{75 \times 60}$ [PS]
V × 60 을 F·ks × 75 로 나눈 식은 절삭저항이 분모로 가 있어 동력이 저항에 반비례하게 되므로 틀리다.
75 × 60 을 F·ks·V 로 나눈 식은 동력 식 전체를 뒤집은 꼴이라 틀리다.
F·ks·75 를 V × 60 으로 나눈 식은 절삭속도가 분모에 있고 75 가 곱해져 있어 단위 환산이 맞지 않는다.

틀린 것은 경도와 인성이 모두 높다는 설명이다.
세라믹 공구는 경도와 고온 경도가 매우 높지만 인성이 낮아 취성이 크다. 나머지 보기는 옳은 내용이다.
산화알루미늄의 미분말을 소결한 재료라는 설명은 세라믹 공구의 제조 방법으로 옳다.
고속절삭이 가능하다는 설명은 고온에서도 경도가 유지되므로 옳다.
충격에 약하다는 설명은 인성이 낮아 취성 파괴되기 쉬우므로 옳다.

절삭율은 절삭속도 × 절삭면적으로 나타낸다.
절삭면적은 절삭깊이와 이송의 곱이므로 절삭율은 단위 시간당 깎아 내는 체적에 해당한다.
$Q=V\times A=V\times t\times f$
절삭속도 × 절삭깊이는 이송이 빠져 있어 절삭면적이 아니다.
절삭속도 × 이송은 절삭깊이가 빠져 있어 절삭면적이 아니다.
절삭깊이 × 매분회전수는 절삭속도와 이송을 포함하지 않아 절삭율을 나타내지 못한다.

틀린 안전수칙은 절삭공구를 길게 설치한다는 것이다.
공구를 길게 내밀면 절삭력에 의해 휘고 진동이 생겨 공구 파손과 사고 위험이 커지므로 가능한 짧게 설치한다. 나머지 보기는 옳은 수칙이다.
기계 위의 칩은 손으로 만져서는 안 된다는 수칙은 날카롭고 뜨거운 칩에 베이거나 데일 수 있어 옳다.
이송을 걸어 놓은 채 기계를 정지해 두어서는 안 된다는 수칙은 의도하지 않은 이동으로 인한 충돌을 막으므로 옳다.
칩이 비산할 때 보호 안경을 사용한다는 수칙은 눈 부상을 막으므로 옳다.

주철을 절삭할 때 일반적으로 생기는 칩은 균열형이다.
주철은 연성이 거의 없어 소성변형 없이 공구 앞에서 균열이 생기며 잘게 부서진 칩이 나온다.
전단형 칩은 재료가 전단면을 따라 소성변형하며 불연속적으로 떨어져 나오는 칩으로, 소성변형이 거의 없는 주철의 칩이 아니다.
경작형 칩은 점성이 큰 재료에서 공구가 재료를 뜯어내듯 생기는 열단형 칩으로, 주철의 칩이 아니다.
유동형 칩은 연성 재료에서 연속적으로 흘러나오는 칩으로, 주철의 칩이 아니다.

유압식 기구의 장점이 아닌 것은 전동비가 일정하게 유지된다는 것이다.
유압은 작동유의 누설과 압축성 때문에 전동비가 부하에 따라 변할 수 있다. 나머지 보기는 유압식의 장점이다.
무단 변속이 가능하다는 것은 유량을 조절해 속도를 연속적으로 바꿀 수 있어 옳은 장점이다.
충격과 진동이 적은 운전이 가능하다는 것은 유체가 완충 작용을 하므로 옳은 장점이다.
과부하에 대하여 파괴될 우려가 적다는 것은 릴리프 밸브가 압력을 제한하므로 옳은 장점이다.

텅스텐 탄화물을 소결한 금형재료는 초경합금이다.
초경합금은 WC 분말을 Co 결합제와 함께 소결해 만들어 경도와 내마모성이 매우 높으므로 대량 생산용 금형에 쓰인다.
합금공구강은 탄소강에 Cr·W 등을 넣어 용해·압연한 강으로, 소결 합금이 아니다.
고속도강은 W·Cr·V 를 넣어 용해한 공구강으로, 텅스텐 탄화물 소결 합금이 아니다.
다이스강은 금형용으로 용해·단조한 합금공구강으로, 소결 합금이 아니다.

내약품성·내부식성이 우수한 니켈합금은 모넬메탈이다.
모넬메탈은 Ni-Cu계 합금으로 내식성이 좋아 화학공업용 펌프, 밸브, 터빈 날개 등에 쓰인다.
콘스탄탄은 Cu-Ni 합금으로 전기저항의 온도계수가 작아 저항선 등에 쓰이는 합금이다.
양백은 Cu-Zn-Ni 합금이다.
알루멜은 Ni 기반의 열전대용 합금이다.

세라믹 공구의 주성분은 산화알루미늄($\mathrm{Al_2O_3}$)이다.
세라믹 공구는 산화물 미분말을 소결해 만들며, 보기 중 산화물은 산화알루미늄뿐이다.
Co-Cr-W-C 는 스텔라이트라 부르는 주조 경질합금의 조성이다.
W-Cr-V-Fe-C 는 고속도강의 조성이며 산화물이 아니다.
Fe-C-Cr 은 철-탄소-크롬계 합금강의 조성이며 산화물이 아니다.

양쪽의 요구를 모두 만족시키는 샘플링 검사는 규준형 샘플링 검사이다.
규준형은 공급자 위험과 구입자 위험을 함께 지정해 생산자와 소비자 쌍방을 보호하는 방식이다.
조정형 샘플링 검사는 검사 성적에 따라 검사의 엄격도를 조정하는 방식이다.
선별형 샘플링 검사는 불합격 로트를 전수 선별해 출검 품질을 보증하는 방식이다.
연속생산형 샘플링 검사는 로트로 나누지 않고 연속 흐르는 제품에 적용하는 방식이다.

5개월 이동평균법으로 예측한 6월 수요는 120이다.
표의 1~5월 판매량은 100, 110, 120, 130, 140 이다. 이동평균법은 직전 n개월 실적의 산술평균을 다음 달 예측값으로 삼으므로
$F_6 = \dfrac{100 + 110 + 120 + 130 + 140}{5} = \dfrac{600}{5} = 120$
150 은 계산값 120 과 다르다.
140 은 5월 실적 그대로이며 계산값 120 과 다르다.
130 은 계산값 120 과 다르다.

u 관리도(단위당 결점수)의 관리한계는 $\bar{u} \pm 3\sqrt{\dfrac{\bar{u}}{n}}$ 이다.
단위당 결점수는 포아송 분포를 따르는 결점수 c 를 시료 크기 n 으로 나눈 값이므로 표준편차가 $\sqrt{\dfrac{\bar{u}}{n}}$ 이 되고, 여기에 $3\sigma$ 를 더하고 빼서 상·하한을 정한다.
$\bar{u} \pm 3\sqrt{\bar{u}}$ 는 시료 크기 n 이 빠진 꼴로, 결점수 관리도인 c 관리도 한계 형태다.
$\bar{u} \pm \sqrt{\bar{u}}$ 는 계수 3 과 시료 크기 n 이 모두 빠져 틀리다.
$\bar{u} \pm \sqrt{n} \cdot \bar{u}$ 는 표준편차 꼴이 아니어서 틀리다.

기본동작별 시간치로 정미시간을 산정하는 방법은 PTS법이다.
PTS법은 모든 작업을 기본동작으로 분해하고 동작의 성질과 조건에 따라 미리 정해 둔 시간치를 적용한다.
WS법은 작업 상태를 무작위 순간에 관측해 비율로 파악하는 워크샘플링 방법이다.
스톱워치법은 작업 시간을 직접 측정하는 방법이다.
실적기록법은 과거 작업 실적 기록으로 시간을 정하는 방법이다.