[정밀측정산업기사 필기] 17년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

모표준편차는 정밀도를 양적으로 나타내는 지표이지, 정확도를 나타내는 지표가 아니다.
정확도는 참값과 측정값의 평균이 얼마나 치우쳐 있는지(계통 오차)를 나타내므로, 흩어짐의 정도를 나타내는 표준편차와는 성격이 다르다.
정밀도는 측정값이 흩어진 정도를, 정확도는 참값에서 치우친 정도를 나타내며 각각 우연 오차와 계통적 오차에서 비롯된다는 나머지 설명은 옳다.

최소 측정값은 0.02 mm이다.
마이크로미터의 최소 측정값은 스핀들 피치를 딤블 등분수로 나눈 값, 즉 $\dfrac{P}{n}$으로 구한다.
피치 $P = 1.0~\mathrm{mm}$, 등분수 $n = 50$을 대입하면 $\dfrac{1.0}{50} = 0.02~\mathrm{mm}$가 된다.

0.02mm 단위까지 측정하려면 아들자는 어미자 49mm를 50등분해야 한다.
버니어 캘리퍼스의 최소눈금은 $\dfrac{S}{n}$으로 구하는데, 어미자 $(n-1)$개 눈금(49mm)을 아들자에서 $n$등분(50등분)해 한 칸을 $0.98~\mathrm{mm}$로 만들기 때문이다.
어미자 한 칸(1mm)과 아들자 한 칸(0.98mm)의 차이가 $1 - 0.98 = 0.02~\mathrm{mm}$가 되어 최소눈금이 된다.

미터나사(나사산각 60°)의 3침법에서 유효지름은 $D_e = M - 3d + 0.866025P$로 계산하는 것이 표준 공식이다.
여기서 $M$은 3개의 침을 얹고 측정한 외측 치수, $d$는 침의 지름, $P$는 나사의 피치를 나타낸다.
계수 $0.866025$는 나사산각 60°에서 나오는 $\dfrac{\sqrt{3}}{2}$ 값이며, 부호나 계수가 다른 나머지 식들은 성립하지 않는다.

석정반(돌 정반)은 전기가 통하지 않는 부도체이며, 전도체라는 설명은 틀렸다.
부도체라는 성질 덕분에 전기적인 영향을 피해야 하는 정밀 측정 환경에서 오히려 장점으로 작용한다.
수명이 길고 경년 변화가 거의 없으며 녹이나 돌기(버)가 생기지 않는다는 나머지 특징은 석정반의 실제 장점과 일치한다.

기포관식 수준기는 액체(알코올 등)를 채운 유리관 속 기포의 이동으로 수평 상태를 판별하는 유체식 측정기이다.
볼트미터는 전기적 양을 지시하는 계기이다.
미니미터는 지렛대로 변위를 확대해 읽는 기계식 비교측정기이다.
간섭 현미경은 빛의 간섭무늬를 이용하는 광학식 측정기이다.
세 가지 모두 유체를 측정 매개체로 쓰지 않는다는 점에서 기포관식 수준기와 구별된다.

스냅 게이지는 축(외측) 치수를 통과측·정지측으로 검사하는 축용 한계게이지이다.
봉 게이지는 구멍 깊이나 내경 기준을 재는 용도로 쓰인다.
판 플러그 게이지와 원통형 플러그 게이지는 모두 구멍(내측) 치수를 검사하는 게이지이다.
따라서 축(외측) 치수를 검사하는 것은 스냅 게이지이며, 나머지는 모두 구멍(내측) 치수를 검사하는 한계게이지로 분류된다.

측정값과 참값(도면치수)의 차이를 참값으로 나누어 백분율로 나타내면 오차 백분율은 0.02%이다.
$\dfrac{|49.99-50|}{50}\times100=\dfrac{0.01}{50}\times100=0.02\%$

간섭무늬의 굽음량과 피치의 비에 파장의 절반을 곱하면 평면도 오차가 되며, 이 경우 평면도는 0.0725μm이다.
$h=\dfrac{a}{b}\times\dfrac{\lambda}{2}=\dfrac{1}{4}\times\dfrac{0.58}{2}=0.0725\ \mu\mathrm{m}$

게이지 블록을 여러 치수로 조합해 마이크로미터로 측정하며 눈금과 비교하면 스핀들의 이송(피치) 오차를 검사할 수 있다.
옵티컬 플랫과 옵티컬 패러렐은 평면도·평행도를 간섭무늬로 검사하는 도구이다.
버니어 캘리퍼스는 정밀도가 낮아 마이크로미터의 이송오차 검사 기준으로 쓰이지 않는다.
즉 표준 치수를 조합해 눈금과 대조하는 방식만이 마이크로미터 자체의 이송 정밀도를 확인할 수 있다.

새로 만든 한계게이지는 먼저 공작용으로 쓰이고, 일정 한계까지 마모된 뒤에는 검사용 게이지로 옮겨 계속 사용한다.
생산용(공작용) 게이지는 가공 도중 치수를 맞추기 위해 쓰는 게이지 자체이다.
기준 게이지는 다른 게이지의 치수를 정하는 데 쓰는 최고 정밀 게이지이다.
점검 게이지는 사용 중인 게이지의 마모 상태를 점검하는 게이지이다.
공작용은 가공 중 수시로 쓰여 마모가 빠른 반면 검사용은 완성품 판정에만 쓰이므로, 마모된 공작용 게이지를 검사용으로 전용하는 것이 한계게이지 운용 방식이다.

지침 측미기는 표준(게이지블록 등)과의 편차만 지시하는 비교측정기여서 실제치수를 직접 읽을 수 없다.
마이크로미터는 나사 이송 눈금으로 실제 치수를 직접 표시한다.
하이트 게이지와 버니어캘리퍼스도 눈금으로 실제 치수를 직접 읽는 측정기이다.
따라서 눈금을 읽어 실제 치수를 바로 표시하는 세 측정기와 달리, 지침 측미기는 편차만 나타내는 비교측정기로 분류된다.

노즐과 공작물 사이 틈새가 커지면 빠져나가는 공기량이 늘어 배압은 작아진다.
반대로 틈새가 좁아지면 공기 흐름이 막혀 배압이 커지므로, 배압 변화를 읽어 틈새(치수)를 환산하는 것이 배압식 공기마이크로미터의 원리이다.

전기충전식은 실제 표면거칠기 측정방식으로 쓰이지 않는 항목이다.
촉침식은 바늘(촉침)을 표면에 접촉시켜 이동시키며 상하 변위를 전기신호로 바꾼다.
광절단식은 빛을 비스듬히 비춰 단면 형상을 관찰한다.
광파간섭식은 빛의 간섭무늬로 미세한 요철을 측정한다.
이 세 가지는 실제로 통용되는 표면거칠기 측정 원리이므로, 존재하지 않는 방식을 찾아내는 것이 이 문제의 핵심이다.

사인바는 롤러 중심거리와 각도의 사인 값을 이용해 게이지블록의 높이차를 구하며, 이 경우 높이차는 17.365mm이다.
$H=L\sin\theta=100\times\sin10^{\circ}=17.365\ \mathrm{mm}$

블레이드 마이크로미터는 나사 골지름처럼 좁은 홈 치수 측정에 쓰이며, 나사의 유효지름 측정법에는 해당하지 않는다.
삼침법은 세 개의 핀을 나사산에 걸어 유효지름을 계산하는 대표적 방법이다.
공구현미경은 나사산 형상을 확대 관찰해 유효지름을 읽는다.
나사 마이크로미터는 전용 측정자로 유효지름을 직접 측정한다.
세 가지 모두 유효지름을 직접 산출하는 방법인 반면, 블레이드 마이크로미터는 다른 용도의 측정기로 분류된다.

스텝 게이지는 여러 단(step)의 정밀 치수를 갖춰 3차원측정기의 공간(체적) 정밀도를 검사하는 표준기로 활용된다.
전기수준기는 수평·진직도 검사에 쓰인다.
레이저간섭계는 한 축의 직선 위치 정밀도를 측정한다.
오토콜리메이터는 각도나 진직도 오차를 광학적으로 측정한다.
이처럼 각 측정기는 측정하려는 오차의 종류(수평·직선·각도·체적)에 따라 쓰임이 다르다.

반복 측정하여 평균값을 사용하는 것이 우연오차를 줄이는 가장 적절한 방법이다.
우연오차는 원인을 특정할 수 없이 불규칙하게 나타나므로 여러 번 측정한 값을 통계적으로 평균하면 오차가 서로 상쇄되어 작아진다.
환경 오차를 줄이는 것은 온도·진동 등 외부 조건을 관리하는 방법이다.
이론적인 오차를 줄이는 것은 측정 원리 자체의 근사·가정을 보완하는 방법이다.
기기 오차가 작은 측정기를 쓰는 것은 장비 자체의 정밀도를 높이는 방법이다.
이 세 가지는 모두 원인이 명확한 계통오차를 줄이는 방법이어서 무작위로 나타나는 우연오차 대책과는 구분된다.

공구현미경으로 원통의 지름을 잴 때 조리개 지름은 0.183에 콜리메이터 렌즈의 초점거리 F를 곱하고, 피측정물 지름 d의 역수의 세제곱근을 곱한 값, 즉 $0.183\,F\sqrt[3]{\dfrac{1}{d}}$ 으로 정한다.
원통면은 곡면이어서 조명광이 비스듬히 들어오면 윤곽선이 번지거나 어긋나 보여 지름이 실제보다 크게 읽힌다. 조리개를 좁혀 평행광에 가까운 빛만 통과시키면 이 오차가 줄어드는데, 그때 허용되는 조리개 지름이 위 식이다.
세제곱근 항 때문에 피측정물 지름이 커질수록 조리개를 더 조여야 하며, 계수를 0.083으로 둔 식이나 세제곱근 대신 제곱근을 쓴 식은 이 관계를 나타내지 못한다.

공작물을 V블록 위에 얹고 회전시키면서 다이얼 게이지로 반경 방향의 변위를 읽으면 진원도를 구할 수 있다.
광선정반은 간섭무늬로 평면도를 측정하는 도구이다.
오토콜리메이터는 각도나 진직도 오차를 광학적으로 측정한다.
버니어캘리퍼스는 길이·지름 같은 치수를 직접 측정하는 도구이다.
따라서 V블록과 짝을 이루어 회전 중 변위를 연속적으로 읽어내는 다이얼 게이지가 진원도 측정에 알맞다.

S-N곡선은 반복응력(S)과 반복횟수(N)의 관계를 나타내며 재료의 피로 시험 결과를 정리하는 대표적 방법이다.
가로축에 반복횟수, 세로축에 반복응력을 두어 특정 응력에서 몇 회 반복 시 파단되는지를 나타내므로 피로한도를 추정하는 데 활용된다.

충격에너지는 해머의 하중과 회전축까지의 거리, 초기·파단 후 들어올림 각도의 코사인 차를 곱해 구하며, 이 경우 충격에너지는 약 49J이다.
$E=WR(\cos\beta-\cos\alpha)$
$=300\times0.8\times(\cos32^{\circ}-\cos50^{\circ})=240\times(0.848-0.643)\approx49\ \mathrm{J}$

미시적 구조 변화가 없다는 조건에서 시험온도가 높아지면 일반적으로 인장강도는 감소하고 연성은 증가한다.
온도가 오르면 원자의 열운동이 활발해져 전위 이동이 쉬워지므로 강도는 낮아지고 파단까지의 변형량(연성)은 늘어난다.

모스 경도시험은 표준 광물로 시료 표면을 긁어 상대적인 단단함을 비교하는 긋기(스크래치)식 경도시험이다.
쇼어 경도시험은 낙하시킨 압자의 반발 높이로 경도를 구한다.
누프 경도시험은 미세한 다이아몬드 압자를 눌러 생긴 자국 크기로 경도를 구한다.
에코팁 경도시험은 압자의 반발 속도 차이를 이용하는 휴대용 경도시험이다.
세 가지 모두 압입이나 반발 방식이어서 표면을 긁어 비교하는 모스 경도시험과는 원리가 다르다.

재료가 파괴될 때까지 흡수하는 에너지, 즉 인성을 평가하는 데는 충격 시험기가 가장 적합하다.
경도 시험기는 표면의 단단한 정도를 평가한다.
마모 시험기는 표면이 깎여 나가는 내마모성을 평가한다.
크리프 시험기는 고온에서 오랜 시간 하중을 받을 때의 변형 특성을 평가한다.
인성은 순간적인 충격 에너지 흡수 능력을 뜻하므로 위 시험기들과는 평가 대상이 다르다.

비커스 경도는 하중을 압흔의 표면적으로 나눈 값이므로 $HV=0.1891\times\dfrac{P}{d^{2}}$ 이다.
대면각 136°인 정사각뿔 압입자가 만든 자국의 표면적은 $A=\dfrac{d^{2}}{2\sin(136^\circ/2)}=\dfrac{d^{2}}{1.8544}$ 이고, 하중을 N 단위로 쓰면 $HV=\dfrac{P}{9.80665\,A}=\dfrac{1.8544}{9.80665}\cdot\dfrac{P}{d^{2}}=0.1891\dfrac{P}{d^{2}}$ 이 된다.
하중을 kgf로 쓸 때의 계수 1.8544와 혼동하기 쉽고, 대각선 길이는 제곱으로 분모에 들어가야 하므로 d²를 곱하는 형태나 전체에 제곱근을 씌운 형태는 성립하지 않는다.

초음파를 비스듬한 각도로 입사시키는 경사각 탐상법은 표면과 평행하지 않은 용접부 내부의 결함을 검출하는 데 주로 활용된다.
판재 표면의 결함 확인에는 수직으로 입사시키는 수직탐상법이 더 적합하다.
판재의 응력계수나 탄성계수는 초음파탐상으로 직접 측정하는 대상이 아니다.
결함의 방향이 표면과 어긋난 용접부는 각도를 준 초음파라야 반사파를 제대로 받을 수 있어 경사각 탐상법이 쓰인다.

로크웰 경도시험기 C스케일은 꼭지각 120° 다이아몬드 원뿔형 압입자(브레일 압입자)를 사용한다.
지름 1/16인치 강철볼은 로크웰 B스케일의 압입자이다.
꼭지각 136° 다이아몬드 각뿔은 비커스 경도시험의 압입자이다.
같은 다이아몬드 원뿔이라도 꼭지각이 다르면 다른 스케일에 해당하므로 각도를 정확히 구분해야 한다.

하중이 처음 꼭짓점을 찍고 뚝 떨어지기 직전의 점, 곡선에 YU로 표시된 자리가 상부 항복점이다.
그림의 가로축은 변형, 세로축은 하중(응력)이며 점들은 원점에서부터 비례한도 P → 탄성한도 E → 상부 항복점 YU → 하부 항복점 YL → 최대하중점 M 순으로 놓여 있다. 항복이 시작되면 하중이 YU에서 YL로 급락하고, 그 뒤로는 가공경화로 다시 완만하게 올라가 M에서 최댓값에 이른다.
직선 구간이 끝나는 P는 응력과 변형이 비례하는 한계이고, E는 하중을 없앴을 때 변형이 완전히 되돌아가는 한계다.
M은 최대하중점으로, 이 점을 지나면 시험편에 네킹이 생기며 하중이 줄어든다.

방사선투과검사는 영문 명칭인 Radiographic Testing의 약자로 RT라고 표기한다.
PT는 침투탐상시험(Penetrant Testing)의 약자이다.
UT는 초음파탐상시험(Ultrasonic Testing)의 약자이다.
MT는 자분탐상시험(Magnetic particle Testing)의 약자이다.
비파괴검사 종류마다 원리가 달라 약자도 각각 다르게 정해져 있다.

자분탐상시험(MT)은 자화가 되는 강자성체에만 적용할 수 있으며, 이 조건을 만족하는 것은 코발트이다.
티타늄은 상자성 금속이라 자화되지 않는다.
알루미늄도 상자성 금속이라 자화되지 않는다.
오스테나이트계 스테인리스강은 비자성에 가까워 자화되지 않는다.
강자성을 띠지 않는 재료는 자분탐상으로 결함을 검출할 수 없어 다른 비파괴검사법을 써야 한다.

1점 굽힘은 실제로 규정된 굽힘시험 방식이 아니다.
굽힘시험은 지지점과 하중점의 배치에 따라 2점, 3점, 4점 굽힘으로 구분되며, 각각 시험편을 지지하고 누르는 방식이 다르다.

가공경화와 회복연화가 균형을 이루어 변형 속도가 일정하게 유지되는 구간은 정상 크리프 단계이다.
크리프곡선은 변형속도가 점차 줄어드는 감속 크리프, 일정하게 유지되는 정상 크리프, 다시 급격히 늘어나는 가속 크리프 순서로 진행된다.

m＜1로 표시된 곡선은 처음에는 작은 힘에도 크게 줄어들다가 뒤로 갈수록 급격히 단단해지는 아래로 오목한 모양이며, 가죽 제품이 여기에 해당한다.
그림에서 세 곡선은 같은 원점에서 갈라져 나오는데, m＞1은 초기에 응력이 빠르게 올라갔다가 완만해지는 위로 볼록한 선, m=1은 원점을 지나는 직선, m＜1은 처음에 거의 눕다가 끝에서 치솟는 아래로 오목한 선이다. 가죽처럼 조직이 성긴 재료는 압축 초기에 내부 공극이 눌리며 쉽게 줄어들고, 공극이 닫힌 뒤에야 응력이 급상승하므로 이 모양이 된다.
응력과 변형률이 정비례하는 직선은 후크의 법칙을 그대로 따르는 완전 탄성체의 선이다.
주철·콘크리트 같은 취성 재료는 초기부터 응력이 가파르게 올라가다 완만해지는 위로 볼록한 쪽에 해당한다.

마찰계수는 마찰력을 수직으로 누르는 하중으로 나눈 값이므로 $\mu=\dfrac{F}{P}$ 이다.
마모시험기에서는 시험편을 하중 P로 눌러 붙인 채 상대 운동을 시키고 그때 접선 방향으로 걸리는 힘 F를 측정한다. 두 힘의 비이므로 마찰계수는 단위가 없는 무차원 수가 되고 보통 0과 1 사이 값을 가진다.
하중을 마찰력으로 나눈 형태는 정의가 뒤집힌 것이고, 분모의 힘을 제곱한 형태는 힘의 차원이 남아 무차원이 되지 않으므로 마찰계수가 될 수 없다.

피스톤과 실린더는 왕복 운동을 하므로 미끄럼 마모가 적용되는 조합이며, 회전 마모로 설명한 것은 틀린 서술이다.
기어는 서로 맞물려 구르므로 회전 마모가 적용된다는 설명은 옳다.
레일은 바퀴가 구르며 접촉하므로 회전 마모가 적용된다는 설명은 옳다.
브레이크는 접촉면이 미끄러지며 제동하므로 미끄럼 마모가 적용된다는 설명은 옳다.
따라서 왕복 미끄럼 운동을 하는 피스톤·실린더에 회전 마모를 적용한 설명만 실제와 다르다.

하중과 압입자국 지름을 브리넬 경도식에 대입하면 브리넬 경도값은 약 HBW 222이다.
$HBW=0.102\times\dfrac{2F}{\pi D(D-\sqrt{D^{2}-d^{2}})}$
$=0.102\times\dfrac{2\times7355}{\pi\times5\times(5-\sqrt{25-2.03^{2}})}\approx222$

체결부의 면에 평행하게 작용하는 힘은 전단력이므로, 이를 평가하는 시험법은 전단시험이다.
굽힘시험은 휨 모멘트를 가해 휘어짐을 평가한다.
인장시험은 축 방향으로 잡아당기는 힘을 평가한다.
비틀림시험은 회전 모멘트를 가해 비틀리는 정도를 평가한다.
리벳이나 핀은 체결면과 나란한 방향으로 힘을 받아 끊어지는 경우가 많아 전단시험으로 강도를 확인한다.

변형(변형량)이 일정하게 고정된 상태에서 시간이 지날수록 재료의 응력이 점차 줄어드는 현상을 응력이완이라 한다.
이는 하중(응력)을 일정하게 유지했을 때 변형이 시간에 따라 증가하는 크리프와 대비되는 개념이다.

시험편 그림에서 L은 표점거리, 즉 늘어난 양을 재기 위해 평행부에 미리 표시해 둔 두 표점 사이의 거리다.
그림을 보면 양끝 물림부에서 어깨 반지름 R을 지나 단면이 원형인 가는 평행부로 이어지고, 평행부 전체를 나타내는 치수 P 안쪽에 그보다 짧은 구간으로 L이 잡혀 있다. 인장시험 후 파단된 두 조각을 맞춰 표점 사이를 다시 재고 처음 L과 비교해 연신율 = (시험 후 표점거리 − L) ÷ L × 100%로 계산한다.
P는 지름이 일정하게 유지되는 평행부의 길이로, 표점거리보다 길게 잡아 표점 부근이 어깨의 영향을 받지 않게 한다.
R은 물림부와 평행부를 잇는 어깨부의 반지름으로, 응력 집중을 줄여 어깨에서 먼저 끊어지지 않게 하는 치수다.

도면에서 가상선은 가는 2점쇄선으로 표시하며, 인접 부분이나 이동 위치, 가공 전후 형상 등을 나타낼 때 사용한다.
가는 실선은 치수선·치수보조선·지시선 등에 사용한다.
가는 파선은 눈에 보이지 않는 부분을 나타내는 숨은선에 사용한다.
가는 1점쇄선은 중심선이나 기준선, 피치선에 사용한다.
같은 쇄선이라도 점의 개수로 용도를 구분하므로 가상선과 중심선을 혼동하지 않아야 한다.

기호 ⓟ는 돌출 공차역을 뜻하며, 공차역을 형체 자체가 아니라 부품 밖으로 연장된 구간에 적용하라는 지시다.
그림의 공차기입틀은 위치도 기호(원에 십자) · 공차값 ø0.02 ⓟ · 데이텀 A 의 세 칸으로 되어 있다. 이렇게 적으면 구멍이나 나사 자리 안쪽이 아니라, 거기에 끼워질 볼트·핀이 상대 부품 쪽으로 튀어나온 부분에서 위치도 ø0.02를 만족해야 한다.
구멍이 짧고 조금 기울어져 있으면 구멍 안에서는 공차에 들어도 튀어나온 핀 끝은 크게 벗어나 조립이 안 되는데, 돌출 공차역은 바로 그 조립 상태를 직접 규제하려고 쓰는 방식이다.

판금 작업에서 대상물을 구성하는 면을 평면으로 펼쳐 나타낸 도면을 전개도라 한다.
스케치도는 현장에서 손으로 그려 형상과 치수를 기록한 도면이다.
투상도는 입체를 여러 방향에서 투영해 나타낸 도면이다.
확산도는 도면의 종류를 가리키는 명칭으로 쓰이지 않는다.
전개도는 굽힘 가공 전 재료를 평면 상태로 재단하기 위해 필요한 실제 크기를 보여준다는 점에서 다른 도면과 목적이 다르다.

이 홈에 허용되는 직각도 공차는 0.4 mm다.
도면에서 홈의 나비는 38±0.3이고, 직각도는 공차값 0.2에 최대실체공차방식 기호 Ⓜ가 붙은 채 데이텀 A에 대해 지시되어 있다. 홈은 안쪽 형체이므로 최대실체상태는 가장 좁을 때인 38 − 0.3 = 37.7 mm이며, 이 치수일 때만 직각도가 도면값 0.2로 제한된다.
실체 치수가 37.9로 측정되면 최대실체치수보다 37.9 − 37.7 = 0.2 mm 만큼 여유가 생기고, 이 여유가 그대로 직각도에 추가된다.
따라서 0.2 + 0.2 = 0.4 mm까지 허용된다.

경사도 공차값 0.01은 각도가 아니라 길이(mm)이므로, 기준 각도의 ±0.01° 이내에 지정면이 들어와야 한다는 설명이 틀렸다.
도면은 아래쪽 면을 데이텀 A로 삼고 45° 기울어진 면에 경사도 0.01을 지시하고 있다. 이때 공차역은 데이텀 A에 대해 정확히 45°로 기울어진 두 평행 평면 사이의 간격 0.01 mm이고, 지정한 경사면 전체가 그 사이에 들어와야 한다.
네모 테두리를 두른 45°는 이론적으로 정확한 치수로 경사도의 기준이 되는 각도이며, 그 자체에는 별도의 치수공차를 붙이지 않는다.
경사도는 기울기를 잴 기준면이 있어야 정의되는 자세공차이므로 데이텀이 반드시 필요하다.

(가)에 들어갈 기하공차는 대칭도이며, 가운데가 긴 세 줄의 평행선으로 그린 기호가 이에 해당한다.
도면에 붙은 설명은 "지시선의 화살표로 나타낸 중심면은 데이텀중심평면 A에 대칭으로 0.08mm 간격을 가지는 평행한 2개의 평면 사이에 있어야 한다"이고, 기입틀은 (가) | 0.08 | A로 데이텀 A를 지정하고 있다.
데이텀 중심평면을 기준으로 대상 중심면이 양쪽으로 똑같이 벌어진 0.08mm 폭의 영역 안에 들어와야 한다는 요구가 곧 대칭도의 정의다.
평행사변형 기호는 평면도로, 데이텀을 쓰지 않는 단독 형체 공차여서 한 평면 자체의 요철만 규제한다.
원에 두 사선을 겹친 기호는 원통도로, 중심면이 아니라 원통면 전체의 모양을 규제한다.
직각도는 데이텀에 대해 90°를 이루는지를 보는 것이어서 중심면의 대칭 위치와는 관계가 없다.

▱ 기호가 나타내는 평면도는 하나의 형체 자체의 모양만을 규제하는 모양(형상)공차여서 데이텀을 적용하지 않는다.
⌖(위치도)는 다른 형체를 기준으로 위치를 규제하므로 데이텀이 필요하다.
⊥(직각도)는 기준면에 대한 수직 정도를 규제하므로 데이텀이 필요하다.
//(평행도)는 기준면에 대한 나란한 정도를 규제하므로 데이텀이 필요하다.
이처럼 모양공차는 형체 하나만으로 판정되지만, 자세·위치공차는 반드시 비교 기준인 데이텀이 있어야 판정할 수 있다.

구멍의 중심선은 구멍의 실제 치수와 관계없이 언제나 기입된 지름 공차역 안에 있어야 한다고 해석한다.
기입틀은 위치도 기호와 지름(ø) 공차값, 데이텀 A의 세 칸으로 되어 있고 공차값 뒤에 최대실체조건 기호 Ⓜ 이 붙어 있지 않다. 기하공차는 별도 표시가 없으면 형체의 치수와 무관하게 그대로 적용되므로 공차역이 구멍 지름에 따라 커지지 않는다.
공차값 뒤의 Ⓟ는 공차역을 구멍 바깥 돌출부 쪽으로 옮겨 적용하라는 돌출 공차역 표시일 뿐, 공차 크기를 치수에 연동시키는 기호가 아니다.
최대실체치수에서의 여유를 공차에 더해 쓰는 해석은 Ⓜ이 붙었을 때만 가능하고 최소실체조건은 Ⓛ로 따로 표시하며, 기입값은 지름 공차역의 크기 그 자체이므로 그 두 배를 한계로 보는 해석도 성립하지 않는다.

원통 전체길이 400mm에 허용되는 진직도 공차는 0.32mm다.
도면의 기하공차 기입틀에는 진직도 기호와 함께 ø0.02/100이 기입되어 있고 원통의 전체 길이는 400mm다. 즉 임의의 100mm 구간마다 축선이 지름 0.02mm의 원통 안에 들어와야 한다는 뜻이다.
단위길이당 공차는 길이에 단순 비례하지 않고, 축선이 원호로 휜다고 볼 때의 휨량이 길이의 제곱에 비례하는 관계로 환산한다.
전체 공차 = 0.02 × (400 ÷ 100)2
= 0.02 × 16
= 0.32mm

(1)에 적용하기에 가장 적합한 것은 면의 윤곽도다.
도면에서 치수 30이 직사각형 테두리 안에 기입되어 있고, 기입틀은 (1) | 0.05 | A로 아래쪽 면을 데이텀 A로 잡고 있다. 사각형으로 두른 치수는 공차를 붙이지 않는 이론적 정확 치수이므로, 그 위치에 놓인 면의 모양과 위치를 한꺼번에 규제하는 윤곽도 계열이 짝이 된다.
평면도는 데이텀 없이 면 자체의 요철만 보는 단독 형체 공차여서 데이텀 A가 기입된 이 기입틀에는 쓸 수 없다.
경사도는 데이텀에 대한 각도를 이론적 정확 치수로 지정해야 하는데, 여기에는 각도가 아니라 길이 30이 들어 있다.
흔들림은 데이텀 축직선을 중심으로 회전시키며 보는 공차라 회전체가 아닌 이 형상에는 맞지 않는다.

기하공차 중 자세공차에 속하는 것은 평행도이다.
평면도는 하나의 평면 자체의 형상만을 규제하는 모양공차이다.
진원도는 하나의 원 형상 자체를 규제하는 모양공차이다.
진직도는 하나의 선 형상 자체를 규제하는 모양공차이다.
모양공차는 데이텀 없이 형체 하나만으로 판정되는 반면, 평행도 같은 자세공차는 기준이 되는 데이텀과 비교해 판정한다는 점에서 다르다.

축(외측 형체)의 최대 실체 실효 치수는 최대실체치수(MMS)에 기하공차를 더한 값으로 나타낸다.
축은 재료가 가장 많은 상태(MMS)일 때 치수가 가장 크며, 여기에 허용된 기하공차만큼 형상 편차가 더해진 경계까지가 실효 치수가 되기 때문이다.

최대틈새는 0.050mm다.
주어진 값에서 구멍 ø45H7의 허용차는 +0.025 / 0이므로 최대허용치수가 45.025mm이고, 축 ø45g6의 허용차는 -0.009 / -0.025이므로 최소허용치수가 44.975mm다.
최대틈새 = 구멍의 최대허용치수 − 축의 최소허용치수
= 45.025 − 44.975
= 0.050mm
축의 위 치수허용차까지 음수여서 항상 틈새가 생기는 헐거운 끼워맞춤이며, 구멍 최소 45.000과 축 최대 44.991의 차 0.009mm는 최소틈새에 해당한다.

옳은 표시는 L A×B×t1×t2-K 형식이다.
형강은 종류 기호 → 단면 치수 → 길이 순으로 적으며 ㄱ형강의 종류 기호는 L이다. 그림에서 A는 세로 변, B는 가로 변, t1은 세로 변의 두께, t2는 가로 변의 두께이므로 단면 치수는 A×B×t1×t2 순서가 된다.
길이는 맨 끝에 "-K"로 붙이므로 종류 기호 바로 뒤에 길이를 쓰는 표기는 성립하지 않는다.
변과 두께의 대응이 어긋나게 B×A나 t2×t1로 순서를 바꾼 표기도 그림의 치수 기호와 맞지 않는다.

관련성 있는 치수를 여러 투상도에 나누어 기입해야 혼란이 없다는 설명은 틀렸다. 실제로는 서로 관련된 치수를 되도록 한 투상도에 모아서 기입해야 비교와 확인이 쉬워 혼란을 줄일 수 있다.
대상물의 기능·제작·조립을 고려해 필요한 치수를 명료하게 지시하는 것은 옳은 원칙이다.
치수를 주 투상도에 집중하여 나타내는 것도 옳은 원칙이다.
같은 치수를 중복하여 기입하지 않는 것도 옳은 원칙이다.
따라서 네 설명 가운데 치수를 여러 투상도에 분산시키라고 한 부분만 실제 제도 원칙과 어긋난다.

대칭도는 가운데가 길고 위아래가 짧은 세 줄의 평행선으로 그린 기호로 나타낸다.
대칭도는 데이텀 중심평면(또는 중심선)을 기준으로 대상 형체의 중심이 양쪽에 똑같이 놓여 있는지를 규제하는 위치 공차다.
원 안에 십자선을 그린 기호는 위치도로, 이론적 정확 치수로 정한 위치에서 벗어난 정도를 규제한다.
나란한 두 사선은 평행도, 오른쪽 위를 향한 화살표는 흔들림 공차의 기호다.

치수공차는 0.050mm다.
축의 치수는 기준치수 ø40에 위 치수허용차 +0.025, 아래 치수허용차 -0.025로 주어졌다. 치수공차는 최대허용치수와 최소허용치수의 차, 곧 두 허용차의 차다.
치수공차 = (40 + 0.025) − (40 − 0.025)
= 40.025 − 39.975
= 0.050mm
0.025는 한쪽 허용차일 뿐이므로, 위아래를 합한 폭으로 계산해야 한다.

평와셔의 호칭은 함께 조립되는 나사(볼트)의 호칭지름을 기준으로 정한다.
조립도에서 ④는 본체와 너트 사이에 끼워진 얇은 원판, 즉 평와셔다. 평와셔는 규격에서 사용할 볼트의 호칭지름으로 부르며, 호칭이 정해지면 안지름·바깥지름·두께가 규격표에 따라 함께 결정된다.
안지름과 바깥지름은 호칭지름에 맞춰 뒤따라 정해지는 치수여서 호칭을 결정하는 기준이 되지 못한다.
유효지름은 나사산의 결합 상태를 다룰 때 쓰는 치수로 와셔 선정과는 관계가 없다.

축의 최소 지름은 15.57mm이다.
구멍의 최소 치수는 $16-0.01=15.99\ \mathrm{mm}$이고, 최소틈새 0.02mm를 만족하려면 축의 최대 지름이 $15.99-0.02=15.97\ \mathrm{mm}$이어야 한다.
축의 치수공차가 0.4mm이므로 최소 지름은 $15.97-0.4=15.57\ \mathrm{mm}$로 계산된다.

H7/g6 끼워맞춤에서 틈새가 가장 작다.
g6와 f6는 축의 치수가 기준선보다 작아 헐거운 끼워맞춤을 이루지만, g6가 f6보다 기준선에 더 가까워 틈새가 더 작다.
p6, t6는 축이 구멍보다 커지는 조합으로 헐거운 끼워맞춤이 아니라 억지 끼워맞춤에 해당하므로 비교 대상에서 제외된다.

표면 장력이 커야 한다는 조건은 틀린 설명이며, 실제로는 표면 장력이 작아야 한다.
표면 장력이 작아야 공작물 면에 잘 퍼져 랩제가 고르게 분포하기 때문이다.
나머지 조건들은 래핑유가 갖추어야 할 올바른 특성이다.
가공열을 잘 발산시킬 것
랩제와 고르게 혼합될 것
장기간 보관해도 물성 변화가 없을 것

슈퍼피니싱 유닛은 선반에 부착하여 사용한다.
원통면을 다듬질할 때는 공작물을 선반 주축에 물려 회전시키고, 숫돌을 낮은 압력으로 눌러 미세하게 왕복 진동시키면서 표면을 마무리한다.
셰이퍼, 호빙 머신, 드릴링 머신은 각각 평면 절삭, 기어 절삭, 구멍 뚫기에 사용되는 기계로 원통면 슈퍼피니싱과는 관련이 없다.

드릴의 홈을 따라 나 있는 좁은 면으로 드릴의 크기를 정하고 위치를 잡아 주는 부분은 마진(margin)이다.
마진은 드릴의 바깥지름을 결정하며 구멍 벽면과 접촉해 드릴을 안내하는 역할을 한다.
웨브는 두 홈 사이의 중심 두께 부분이고, 절삭날은 실제로 칩을 깎아내는 날, 홈 나선각은 홈이 비틀린 각도를 가리켜 마진과는 다른 부분이다.

주축의 회전수는 약 127 rpm이다.
절삭속도 $v=\dfrac{\pi D N}{1000}$에서 회전수는 $N=\dfrac{1000v}{\pi D}$로 구한다.
지름 50mm, 절삭속도 20m/min을 대입하면 $N=\dfrac{1000\times20}{\pi\times50}=127\ \mathrm{rpm}$이 된다.

테이블의 이송속도는 약 318mm/min이다.
먼저 커터의 회전수를 구하면 $N=\dfrac{1000v}{\pi D}=\dfrac{1000\times150}{\pi\times150}=318\ \mathrm{rpm}$이다.
테이블 이송속도는 $f=f_z\times z\times N$이므로 $f=0.1\times10\times318=318\ \mathrm{mm/min}$으로 계산된다.

하향절삭은 오히려 공구 마모가 적고 수명이 길다는 것이 실제 특징이므로, 마모가 심해 공구수명이 짧다는 설명은 틀렸다.
하향절삭은 칩 두께가 절삭 시작점에서 가장 두껍고 끝날수록 얇아져 절삭날의 미끄럼 마찰이 상대적으로 적기 때문이다.
동력 소비가 적어 깊은 절삭에 유리하다는 설명은 하향절삭의 실제 특성이다.
절삭 방향과 공작물 이송 방향이 같다는 설명도 하향절삭의 정의에 해당한다.
테이블 이송나사에 백래시 제거장치가 필요하다는 것도 하향절삭에서 요구되는 조건이다.

절삭저항의 3분력은 주분력, 배분력, 이송분력이다.
주분력은 절삭 방향으로 작용하는 가장 큰 힘이고, 배분력은 여기에 직각으로 작용하는 힘이며, 이송분력은 공구의 이송 방향으로 작용하는 힘이다.
이 세 가지 외에 절삭분력이라는 명칭은 절삭저항의 3분력 구분에 쓰이지 않는다.

분할 크랭크를 5회전하고 21구멍 열에서 15구멍씩 전진시키면 원주를 7등분할 수 있다.
단식 분할의 회전수는 $n=\dfrac{40}{N}=\dfrac{40}{7}=5\dfrac{5}{7}$ 회전으로 구해지며, 여기서 40은 분할대 웜휠의 잇수로 크랭크를 40회전시켜야 주축이 1회전한다는 뜻이다.
남은 $\dfrac{5}{7}$ 회전은 분모를 21로 맞추어 $\dfrac{5}{7}=\dfrac{15}{21}$로 바꾸면, 21구멍 열에서 15구멍만큼 전진시키는 것과 같다.

1회 선삭에 필요한 가공시간은 약 8.4분이다.
먼저 회전수를 구하면 $N=\dfrac{1000v}{\pi D}=\dfrac{1000\times120}{\pi\times80}\approx477.5\ \mathrm{rpm}$이다.
가공시간은 $t=\dfrac{L}{f\times N}=\dfrac{800}{0.2\times477.5}\approx8.4\ \mathrm{min}$으로 계산된다.

정도 높은 차축을 가공할 때는 양 센터 작업이 가장 적합하다.
공작물 양 끝의 센터 구멍을 주축센터와 심압대센터로 지지하면 회전축선이 정확히 일치하여 흔들림이나 편심이 거의 생기지 않는다.
척으로 물리는 방법은 물림부에서 변형이나 편심이 생기기 쉬워 정밀 차축 가공에는 상대적으로 불리하다.

방전가공은 가공 부위에 변질층(재응고층)이 남는 것이 일반적 특징이며, 변질층이 없다는 설명은 실제와 다르다.
스파크 방전열로 재료를 국부적으로 녹여 제거하는 가공이기 때문에 표면에 열영향을 받은 재응고층이 생기기 때문이다.
공구 전극과 공작물 사이에서 방전이 일어나야 하므로 전극이 필요하다는 설명은 옳다.
가공 조건을 설정해 두면 자동 운전이 가능하므로 무인가공이 가능하다는 설명도 옳다.
기계적인 힘이 아니라 방전열로 녹여 제거하는 방식이므로 가공물의 경도와 관계없이 가공할 수 있다는 설명도 옳다(다만 전기가 통하는 재료여야 한다).

수평밀링에서 2개 이상의 커터를 조합할 때 커터 사이의 간격을 조정하는 부속품은 스페이스 칼라이다.
스페이스 칼라는 아버(arbor)에 커터와 함께 끼워 커터 사이의 거리를 원하는 만큼 유지시켜 준다.
아버는 커터를 끼워 회전시키는 축이고 콜릿은 자루 달린 공구를 물리는 부속이며, 드라이버는 간격 조정과는 무관한 공구이다.

마찰계수를 증대시킨다는 설명은 절삭유의 실제 사용 목적과 반대되며, 절삭유는 오히려 마찰계수를 감소시켜 윤활 작용을 하는 것이 목적이다.
나머지 설명들은 절삭유의 실제 사용 목적에 해당한다.
공구와 공작물을 냉각하는 작용을 한다.
가공 중 발생한 칩과 이물질을 씻어내는 세척 작용을 한다.
절삭열로 인한 정밀도 저하를 방지한다.

미세한 연삭입자가 붙은 바퀴를 이용해 표면을 매끈하게 마무리하는 가공법은 폴리싱이다.
폴리싱은 연질의 헝겊 바퀴에 연마제를 발라 광택을 내는 버핑과 달리, 바퀴 자체에 고정된 미세 지립으로 표면을 다듬는다는 점에서 구분된다.
방전가공, 초음파가공, 전해가공은 각각 방전열, 진동, 전기화학 반응을 이용하는 별개의 가공법으로 연삭입자 바퀴를 사용하지 않는다.

호빙머신으로 가공하기 어려운 기어는 베벨 기어이다.
호빙머신은 호브 공구와 공작물을 일정한 비율로 동시에 회전시켜 이를 깎는 방식이므로 스퍼 기어, 헬리컬 기어, 웜 기어처럼 축이 평행하거나 웜 형태인 기어에 적합하다.
베벨 기어는 두 축이 교차하는 원뿔면에 이를 깎아야 하므로 별도의 베벨기어 절삭기로 가공한다.

선반에서 백기어는 주축의 회전수를 낮추는 감속 장치로, 테이퍼 절삭과는 직접적인 관련이 없다.
테이퍼 절삭은 복식 공구대를 필요한 각도만큼 경사시키거나, 테이퍼 절삭장치를 이용하거나, 심압대를 편위시켜 공작물의 축선을 기울이는 방법으로 이루어진다.

구성인선을 적극적으로 이용해 매끈한 광택면을 얻는 절삭가공법을 은백 절삭법이라 한다.
알루미늄이나 구리처럼 연한 금속을 낮은 절삭속도로 가공하면 칩의 일부가 공구 날 끝에 달라붙어 구성인선을 이루는데, 이를 안정적으로 유지하면서 절삭하면 표면이 은백색 광택을 띠게 된다.
2차원·3차원 절삭법은 절삭 형상에 따른 구분이고 저온 절삭법은 냉각을 통한 가공법이어서 구성인선을 이용하는 이 방법과는 다르다.

"5"는 숫돌의 조직을 나타낸다.
연삭숫돌 표시 "WA 60 K 5 V"는 숫돌입자 → 입도 → 결합도 → 조직 → 결합제 순으로 적는다. 따라서 WA는 백색 알루미나 입자, 60은 입도, K는 결합도, 5는 조직, V는 비트리파이드 결합제다.
조직은 숫돌 부피에 대한 입자의 밀도(치밀·중간·거친 정도)를 번호로 나타낸 값이다.
입도는 60처럼 입자의 크기를 나타내는 숫자로, 결합도(경도)는 K와 같은 알파벳으로 표시하므로 표기 자리와 문자 종류로 구분하면 헷갈리지 않는다.

숫돌을 일정한 위치에서 회전시키고 공작물을 회전시키면서 좌우로 이송해 연삭하는 방식은 트래버스 연삭이다.
이와 달리 공작물을 이송하지 않고 숫돌을 반경 방향으로만 넣어 가공하는 방식은 플런지 연삭이라 하며, 센터리스 연삭과 내면 연삭은 각각 공작물을 센터로 지지하지 않는 방식과 구멍 내면을 가공하는 방식을 가리킨다.

1분간 가공물의 이송속도는 약 5.48m/min이다.
센터리스 연삭에서 이송속도는 $f=\pi D N \sin\theta$로 구하며, 조정숫돌차 지름 500mm, 회전수 40rpm, 경사각 5°를 대입하면 $f=\pi\times500\times40\times\sin5^{\circ}\approx5478\ \mathrm{mm/min}$이다.
이를 m 단위로 바꾸면 약 $5.48\ \mathrm{m/min}$이 된다.