[정밀측정산업기사 필기] 09년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

공기마이크로미터는 압축공기의 유량·압력 변화를 이용한 비교 측정기로, 배율이 매우 높고 정밀도가 우수하며 접촉압이 거의 없어 내경 측정에도 유리하다.
다만 이 방식은 절대치가 아닌 편차를 눈금으로 나타내므로, 허용 범위의 상한과 하한을 모두 판정하려면 최대 허용치수와 최소 허용치수에 해당하는 마스터가 각각 필요하다.
따라서 마스터 하나만으로 충분하다는 설명은 공기마이크로미터의 실제 사용 방식과 맞지 않는다.

허용 오차는 지름 20mm × 오차율 0.02 = 0.4mm이므로 합격 범위는 19.6 ~ 20.4mm이고, 이 범위에 드는 것은 19.65mm 하나뿐이다.
각 제품의 기준치수 20mm에 대한 편차는 다음과 같다.
20.45mm → 편차 0.45mm, 범위 초과
19.65mm → 편차 0.35mm, 합격
19.55mm → 편차 0.45mm, 범위 초과
21.05mm → 편차 1.05mm, 범위 초과
오차율 문제는 기준치수에 비율을 곱해 허용 한계를 먼저 잡고, 각 측정값의 절대 편차를 그 한계와 비교하면 된다.

미니미터는 스핀들의 미세한 직선 변위를 하나의 지렛대(단일 레버)만으로 기계적으로 확대해 지침에 전달하는 비교 측정기이다.
다이얼게이지는 기어와 피니언의 조합으로 변위를 확대하고, 옵티미터는 지렛대에 반사경과 렌즈를 결합한 광학적 확대 방식을 쓰며, 마이크로미터는 정밀 나사의 회전을 직선 변위로 바꾸어 읽는 직접 측정기이므로 단일 지렛대만을 확대 기구로 쓰는 측정기와는 구조가 다르다.

버니어캘리퍼스는 최소 눈금이 상대적으로 커서 나사산의 유효지름처럼 미세한 치수를 정밀하게 측정하기에는 정도가 부족하다.
삼침법은 나사산 사이에 세 개의 정밀한 핀을 끼워 외측 치수를 재는 방법이고, 공구현미경과 나사마이크로미터는 나사산의 형상을 직접 관찰·측정하도록 설계된 전용 측정기이므로, 이들은 모두 유효지름 측정에 실제로 쓰인다.

플러그 게이지는 구멍(내경)의 치수를 검사하는 구멍용 한계게이지이다.
스냅 게이지, C형 스냅 게이지, 링 게이지는 모두 바깥지름을 검사하는 축용 한계게이지에 해당하므로, 구멍용인 플러그 게이지만 이 분류에서 벗어난다.

한계 게이지는 통과측과 정지측으로 합격·불합격만을 판정하는 방식이어서, 측정자의 숙련도에 따른 개인차가 적고 호환성 부품 검사에 적합하며 실제 치수 값은 읽을 수 없다.
게이지를 물체에 대보기만 하면 되므로 오히려 측정 방법이 간단하고 신속한 것이 특징이며, 번거롭고 복잡해지기 쉽다는 설명은 한계 게이지의 실제 장점과 반대된다.

표면다듬질 기호에서 FL은 랩(lap)을 이용해 아주 미세하게 정밀 다듬질한 표면을 나타내는 기호로, 랩 다듬질 가공을 의미한다.
연삭 가공은 별도의 연삭 기호로, 선반 가공이나 줄 다듬질은 각각 다른 절삭·수작업 기호로 구분해서 표시한다.

감도(확대율)는 눈금 하나가 나타내는 실제 측정값에 대해, 그 눈금 간격이 얼마나 크게 보이는지의 비율로 정의된다.
A는 $\dfrac{0.5\ \mathrm{mm}}{1\ \mu\mathrm{m}}=500$ 배, B는 $\dfrac{1\ \mathrm{mm}}{2\ \mu\mathrm{m}}=500$ 배로 두 값이 같다.
따라서 A와 B의 확대율은 서로 동일하다.

게이지블록 세트에는 평면 검사나 조합 측정을 돕기 위한 평형 조오, 둥근형 조오, 홀더 같은 부속품이 함께 구성된다.
기준봉(표준봉)은 다이얼게이지 등 다른 측정기의 영점을 맞출 때 쓰이는 별도의 표준물로, 게이지블록 전용 부속품 구성에는 포함되지 않는다.

촉침 회전식(스핀들 회전형) 진원도 측정기는 공작물을 고정한 채 검출기(스핀들)가 회전하며 형상을 읽는 방식이어서, 공작물의 무게 제한이 크지 않아 오히려 대형·중량물 측정에 적합하다.
스핀들 자체의 회전 정밀도가 높고 구조가 커서 조작이 복잡하고 가격도 비싼 편인데, 이런 특징들과 달리 소형 물체 측정에 적합하다는 설명은 이 방식의 특성과 맞지 않는다.

플러시 핀 게이지는 기준면에서 핀이 튀어나오거나 들어간 정도(플러시 여부)를 눈이나 손끝으로 판별해 합격·불합격만을 가리는 측정기이다.
실제 치수 값을 읽는 것이 아니라 정해진 한계를 벗어났는지만 판정하므로, 통과측·정지측 개념을 쓰는 한계 게이지 방식에 속한다.

에어리 점은 단도기의 양 끝면이 서로 평행하게 유지되도록 받치는 지지점으로, 그림의 x는 0.2113ℓ이다.
탄성 처짐 해석에서 지지점 간격이 ℓ/√3 = 0.5774ℓ일 때 양 끝면의 기울기가 0이 되므로
x = (ℓ − 0.5774ℓ) ÷ 2
= 0.2113ℓ가 된다.
혼동하기 쉬운 0.2203ℓ는 베셀 점으로, 끝면 평행이 아니라 길이 변화를 최소로 하는 지지점이다. 게이지블록처럼 양 끝면으로 길이를 정의하는 단도기에는 에어리 점을 쓴다.

어느 세 점을 잡아도 항상 하나의 평면이 만들어지므로, 3점만으로는 평면도 오차를 전혀 판정할 수 없다.
평면에서 벗어난 정도를 확인하려면 나머지 한 점이 그 평면에서 얼마나 어긋나 있는지 비교할 기준이 필요하므로, 평면도 측정에는 최소한 4개의 측정점이 있어야 한다.

세팅에 사용한 30mm 게이지블록의 실제 치수는 $30-0.02=29.98\ \mathrm{mm}$ 이지만, 하이트 게이지는 이를 30.00mm로 인식하고 영점을 잡았으므로 이후 모든 읽음값에는 +0.02mm만큼의 오차가 포함된다.
따라서 실제 치수는 측정값에서 이 오차를 빼서 구하며, $29.54-0.02=29.52\ \mathrm{mm}$ 로 계산되어 실제값은 29.52mm이다.

V블록에 공작물을 얹으면 V블록의 두 경사면이 공작물 표면에 두 점에서 접촉하고, 여기에 다이얼게이지 촉침이 한 점을 더 지지하므로 항상 세 점으로 형상을 읽게 된다.
이처럼 세 접촉점을 이용해 진원도를 판정하는 방법을 3점법이라 한다.

현장에서 실제 작업에 쓰이는 게이지는 사용을 거듭하며 마모되므로, 이 게이지 자체의 상태가 여전히 정확한지 주기적으로 확인해야 한다.
이때 쓰이는 것이 점검용 게이지로, 현장 게이지의 이상 유무와 마모량을 점검하는 역할을 한다.
기준 게이지는 게이지를 제작하거나 검정할 때 기준이 되는 표준이고, 공작용·검사용 게이지는 제품 가공과 검사에 직접 쓰여 역할이 다르다.

수준기의 감도 0.02mm/m는 눈금 한 칸이 움직일 때의 기울기 각도를 뜻하며, 라디안으로 나타내면 $\theta=\dfrac{0.02}{1000}=2\times10^{-5}\ \mathrm{rad}$ 이다.
이를 각도(초) 단위로 환산하면 한 눈금당 약 4.1초이고, 눈금이 2칸 이동했으므로 기울기 변동은 $4.1\times2\approx8$ 초이다.
따라서 이 구간의 경사는 약 8초 변동된 것이다.

옵티컬 패럴렐(optical parallel)은 양면이 서로 평행하게 정밀 가공된 유리 부품으로, 마이크로미터의 앤빌과 스핀들 측정면 사이에 물려 두 면에서 동시에 간섭무늬를 관찰함으로써 두 측정면의 평행도를 검사한다.
옵티컬 플랫은 한 면의 평면도만 검사하는 용도이고, 게이지블록과 기준바는 치수 기준으로 쓰이는 표준물이어서 평행도 검사에는 옵티컬 패럴렐이 적합하다.

버니어캘리퍼스의 최소 읽음값은 어미자 한 눈금의 크기를 아들자(버니어)의 등분수로 나누어 구한다.
$\mathrm{LC}=\dfrac{0.5\ \mathrm{mm}}{20}=0.025\ \mathrm{mm}=\dfrac{1}{40}\ \mathrm{mm}$
따라서 이 버니어캘리퍼스의 최소 읽음값은 1/40mm이다.

에코팁(Equotip) 경도시험은 스프링의 힘으로 튕겨 낸 초경합금 볼(임팩트 바디)이 시편 표면에 충돌한 뒤 튀어 오르는데, 이때 충돌 전후의 속도비를 코일로 검출해 경도값으로 환산하는 방식이다.
쇼어 경도시험은 해머의 낙하 반발 높이를 기준으로 하고, 로크웰·브리넬 경도시험은 압입자로 생긴 자국의 깊이나 크기로 경도를 구하므로 원리가 서로 다르다.

프레스 성형은 금속판을 큰 힘으로 눌러 원하는 형상으로 영구적으로 변형시키는 가공이므로, 이 작업의 난이도는 재료가 파단 없이 변형을 얼마나 잘 유지하는지, 즉 소성(塑性)에 좌우된다.
인성은 충격에 견디는 능력, 취성은 잘 깨지는 성질, 탄성은 힘을 제거하면 원래대로 돌아오는 성질이어서 영구 변형과는 성격이 다르다.

펜듈럼(진자)법은 추를 진자처럼 흔들어 충격 에너지를 가하는 충격시험(샤르피·아이조드 등)에 쓰이는 방법으로, 크리프 현상과는 관련이 없다.
최소 변율속도에 의한 방법, 평균 속도에 의한 방법, 변율을 주로 한 결정법은 모두 크리프 시험에서 시간에 따른 변형률 변화를 분석해 크리프 한도를 정하는 실제 방법들이다.

연신율은 인장시험 후 늘어난 표점거리를 원래 표점거리로 나눈 비율로 구한다.
$\varepsilon=\dfrac{L_1-L_0}{L_0}\times100=\dfrac{120-100}{100}\times100=20\%$ 이므로, 이 시편의 연신율은 20%이다.

충격시험은 재료의 인성과 취성을 평가하는 데 가장 적합한 시험법이다.
시험편에 순간적인 충격 하중을 가해 파괴에 흡수된 에너지를 측정하며, 이 값이 크면 인성이 크고 값이 작으면 취성이 크다고 판단한다.
인장시험은 정적 하중 하에서의 강도·연신율을 측정하는 시험이다.
경도시험은 재료 표면의 변형 저항성을 측정하는 시험이다.
내마모시험은 표면의 마모 저항성을 평가하는 시험이다.

인장응력은 하중을 시험편의 단면적으로 나눈 값이다.
정사각형 단면의 한 변이 15mm이므로 단면적은 $15\mathrm{mm} \times 15\mathrm{mm} = 225\mathrm{mm}^2 = 2.25\mathrm{cm}^2$이다.
따라서 응력은 $\sigma = \dfrac{4500\mathrm{kgf}}{2.25\mathrm{cm}^2}$로 계산되어 2000kgf/cm²이 된다.

피로시험은 반복적으로 변동하는 하중을 가하는 동적시험이므로 정하중을 가하는 정적시험에 속하지 않는다.
재료에 작은 하중이라도 무수히 반복해서 가하면 파괴에 이르는 현상을 확인하는 시험으로, 시간에 따라 하중의 크기와 방향이 변한다.
인장시험은 일정한 방향으로 서서히 하중을 증가시키는 정적시험이다.
전단시험은 정하중으로 전단강도를 구하는 정적시험이다.
비틀림시험은 정하중의 비틀림모멘트를 가하는 정적시험이다.

마모량 측정법 중 마모계수로 구하는 방법은 마모 조건과 재질에 따른 계수를 이용해 마모량을 환산하는 간접적인 방법이다.
반면 실제 시편을 직접 측정하여 변화량을 구하는 방식은 모두 직접적인 방법으로 분류된다.
마모에 의해 손실된 재료의 부피로 구하는 방법은 체적 변화를 직접 측정하는 방법이다.
시편의 질량변화로 구하는 방법은 무게 감소를 직접 측정하는 방법이다.
시편의 형태 변화로부터 구하는 방법은 치수 변화를 직접 측정하는 방법이다.

재료시험기는 불확도가 작아야 정밀한 시험이 가능하므로, 불확도가 클 것이라는 조건은 시험기의 구비 조건이 될 수 없다.
시험기는 안정성과 내구성이 크고 조작이 간편하며 정밀검사가 가능해야 신뢰할 수 있는 데이터를 얻을 수 있다.
정밀도가 우수할수록 측정값의 불확도는 오히려 감소해야 하므로, 두 조건을 동시에 만족하려면 불확도는 작을수록 좋다.

이러한 방법을 히스테리시스곡선(이력곡선)에 의한 방법이라 한다.
반복응력이 비교적 작을 때는 응력과 변율의 관계가 직선을 이루지만, 반복 횟수가 늘어나면 하중을 걸고 제거하는 경로가 어긋나며 탄성이력(히스테리시스) 곡선을 그리게 된다.
이 이력곡선의 면적 변화를 추적해 재료가 피로한계에 도달하는 시점을 속결법으로 판정한다.

한국산업규격의 4호 인장 시험편은 표점거리 50mm, 평행부 지름 14mm로 규정된 시험편이다.
봉재(환봉) 형태의 금속재료 인장 시험편은 번호별로 지름과 표점거리가 고정되어 있으며, 4호 시험편은 지름 14mm 규격에 표점거리 50mm를 대응시킨 규격이다.

샤르피 충격시험기는 일정 높이까지 들어올린 해머(진자)가 낙하하며 갖는 위치 에너지를 이용해 시험편을 파단시킨다.
해머를 정해진 각도로 들어 올렸다가 자유낙하시켜 시험편을 때리고, 파단 후 남은 해머의 올라간 높이 차이로부터 흡수된 에너지, 즉 충격값을 구한다.
이 과정에서 열 에너지, 마찰 에너지, 전기 에너지는 시험의 구동 원리로 이용되지 않는다.

브리넬 경도는 압입 하중을 압입 자국의 표면적으로 나누어 구하는 값이다.
$\mathrm{HBW} = \dfrac{2P}{\pi D \left(D - \sqrt{D^2 - d^2}\right)}$에서 하중 $P$는 14710N으로, kgf 단위로 환산하면 약 1500kgf이다.
강구 지름 $D=10\mathrm{mm}$, 압입자국 지름 $d=4.8\mathrm{mm}$를 대입하면 $D-\sqrt{D^2-d^2} \approx 1.227\mathrm{mm}$이 되어, 브리넬 경도값은 약 77.8로 계산된다.

압축시험은 콘크리트나 베어링강처럼 취성이 크고 압축에 강한 재료의 성질을 평가하기에 가장 적합한 시험이다.
이러한 재료는 인장이나 굽힘, 비틀림 하중에서는 쉽게 균열이 발생해 파괴되므로, 실제 사용 환경과 유사한 압축 하중을 가해 강도를 측정하는 것이 타당하다.

종탄성계수는 굽힘 처짐 공식 $\delta = \dfrac{PL^3}{48EI}$을 $E$에 대해 정리하여 구할 수 있다.
하중이 800kgf에서 1200kgf로 늘어난 하중 증가분 $\Delta P = 400\mathrm{kgf}$이고, 이때 처짐 증가분은 $\Delta\delta = 0.017\mathrm{cm}$이다.
따라서 $E = \dfrac{\Delta P \cdot L^3}{48 \cdot I \cdot \Delta\delta} = \dfrac{400 \times 100^3}{48 \times 200 \times 0.017} \approx 2.45\times10^{6}\mathrm{kgf/cm}^2$으로 종탄성계수가 계산된다.

마이어 경도는 작용하중을 압입자국의 투영면적으로 나눈 값이다.
지름 D인 강구로 눌러 자국 지름 d가 생겼다면 투영면적은 πd²/4이므로
Pm = P ÷ (πd²/4)
= 4P / πd²가 된다. 자국의 구면(표면적)으로 나누는 브리넬 경도와 구별되는 점이다.
면적을 제곱해 나누는 식들은 분모가 길이의 4제곱 차원이 되어 압력의 차원(N/mm²)조차 되지 않으므로 경도값이 될 수 없다.

비틀림 피로성은 일반적인 비틀림 시험장치에서 측정하는 항목이 아니다.
비틀림 시험은 정적인 비틀림 모멘트를 가하여 비틀림 응력, 비틀림 계수(전단탄성계수), 비틀림 변형량(비틀림각)을 구하는 정적시험이다.
재료가 반복적인 비틀림 하중에서 얼마나 견디는지의 피로 특성은 별도의 반복(동적) 비틀림 피로시험을 통해 확인해야 한다.

단일 충격 시험은 하중이 작용하는 방식이 아니라 충격을 한 번만 가하는지 여부에 따른 분류이므로 성격이 다르다.
충격시험은 하중이 작용하는 방향에 따라 압축, 굽힘, 비틀림 방식으로 구분되며, 이는 시험편에 어떤 형태의 힘을 가하는지를 기준으로 한 분류이다.
이에 비해 단일 충격과 반복 충격의 구분은 충격을 가하는 횟수를 기준으로 한 별개의 분류 방식이다.

초경합금(텅스텐카바이드)구를 압입자로 사용하는 브리넬 경도 시험은 650 HBW 이하의 재료에만 적용할 수 있다.
압입자의 재질이 시험 재료보다 충분히 단단해야 압입자 자체의 변형 없이 정확한 압흔을 얻을 수 있는데, 강구 압입자보다 초경합금 압입자가 더 단단한 재료까지 측정 범위를 넓혀준다.
이 한계를 넘는 매우 단단한 재료는 브리넬 시험 대신 비커스나 로크웰 C 스케일 같은 다른 경도 시험법을 사용해야 한다.

이러한 시험을 크리프시험이라 한다.
일정한 온도와 일정한 응력을 재료에 지속적으로 가한 상태에서 시간이 지남에 따라 변형량이 서서히 증가하는 현상을 크리프라 하며, 이 변형량의 시간에 따른 변화를 측정해 재료의 내구성을 평가한다.
고온에서 오래 사용되는 배관이나 터빈 부품처럼 장시간 하중을 받는 재료의 설계에 중요한 시험이다.

치수 숫자를 직사각형 테두리로 둘러싼 표기가 이론적으로 정확한 치수를 뜻한다.
이 치수에는 치수공차를 주지 않는다. 위치도·윤곽도 등에서 공차역의 위치를 정의하는 기준으로만 쓰이고, 실제 허용 범위는 기하공차 기입틀의 값이 정하기 때문이다.
나머지 기호는 성격이 다르다.
지시선 끝의 원 안에 ø5와 A1을 적은 것 — 구멍의 치수와 번호를 알리는 참조 기호
원 안의 P — 돌출 공차역
원 안의 M — 최대실체공차방식

최소 틈새는 구멍의 최소허용치수 − 축의 최대허용치수이므로 50.006 − 49.991 = 0.015mm다.
틈새가 가장 작아지는 조합은 구멍이 가장 작고 축이 가장 클 때다. 표에서 구멍의 최소허용치수는 50.006, 축의 최대허용치수는 49.991이다.
참고로 최대 틈새는 구멍 최대 50.025 − 축 최소 49.962 = 0.063mm이며, 구멍과 축의 최댓값끼리 또는 최솟값끼리 빼는 계산은 어느 조립 상태도 나타내지 않는다.

도면에서 가상선은 가는 2점쇄선으로 표시한다.
가상선은 인접 부분을 참고로 표시하거나, 공구·지그 등의 위치를 나타내거나, 이동하는 부분의 이동 위치를 나타낼 때 등에 사용되는 선으로, 실제로 존재하지 않는 부분을 나타낸다.
가는 실선은 치수선·치수보조선·해칭선 등에 쓰인다.
가는 파선은 숨은선으로 보이지 않는 부분의 형상을 나타낸다.
가는 1점쇄선은 중심선이나 기준선에 쓰인다.

지정길이당 공차를 전길이로 환산할 때는 길이비의 제곱을 곱하므로, 400mm 전길이에 대한 진직도 허용값은 0.16mm가 된다.
도면의 기입틀은 진직도 기호에 ø0.01/100으로 적혀 있다. 임의의 100mm 구간마다 지름 0.01mm의 원통 공차역 안에 축선이 들어와야 한다는 뜻이고, 대상은 ø75 × 길이 400인 핀이다.
축선이 원호 모양으로 휠 때 처짐량은 길이의 제곱에 비례한다.
전길이 공차 = 0.01 × (400 ÷ 100)2
= 0.01 × 16 = 0.16mm
길이비를 그대로 곱한 0.04mm는 처짐이 길이에 단순 비례한다고 본 계산이라 맞지 않는다.

기입틀의 공차값 칸이 위·아래로 나뉘면 위가 전체길이, 아래가 지정길이에 대한 값이므로, 지정길이 100mm에 대하여 0.003mm, 전체길이에 대하여 0.01mm의 대칭도를 규제한 것이다.
왼쪽 칸의 세 개의 수평선이 대칭도 기호이고, 오른쪽 칸에는 위에 0.01, 아래에 0.003/100이 적혀 있다.
이렇게 두 값을 함께 적는 이유는 국부적인 어긋남까지 잡기 위해서다. 전체로는 0.01mm 안에 들어도 어느 100mm 구간에서 0.003mm를 넘으면 합격이 아니다.

경사면을 그 면에 수직인 방향에서 바라본 실제 모양으로 그렸으므로 보조투상도다.
그림에서 아래쪽 본체는 정면 방향으로 그려져 있고, 비스듬히 뻗은 경사부는 경사 방향으로 밀어 올린 위치에 한쪽 끝이 둥근 판과 중심선이 그어진 구멍으로 나타나 있다. 정면도에 그대로 그리면 이 면이 줄어들어 보이므로 경사면에 평행한 투상면에 따로 그린 것이다.
회전투상도 — 경사부를 축을 중심으로 돌려 펴서 정면에 나란히 그린 그림이라 경사 방향으로 떨어져 나오지 않는다.
부분확대도 — 일부를 배율만 키워 원이나 사각 테두리로 따로 그린 것이라 배율 표시가 따른다.
국부투상도 — 구멍·키홈 같은 국부만을 필요한 방향에서 그리는 것이라 경사부 전체 형상을 나타내지 않는다.

바닥 전체 윤곽인 직사각형을 바탕으로 하되, 깊이 방향 가운데 띠의 오른쪽 끝이 외형선째로 잘려 들어간 모양이 평면도로 맞다.
정면도는 왼쪽 높이가 그대로 유지되다가 폭의 약 40% 지점부터 오른쪽 아래로 경사져 내려가 오른쪽 끝에서 두께가 0이 되고, 바닥에서 조금 올라온 높이에 가로 숨은선이 지나간다. 우측면도에서는 윗변 가운데와 아랫변 가운데에 각각 홈이 파여 있고 두 홈 모두 깊이의 가운데 1/3 자리를 차지한다.
그러므로 평면도는 깊이 방향으로 3등분된 띠 형태가 되고, 앞·뒤 띠에는 수평한 윗면과 경사면이 만나는 경계선이 폭의 약 40% 위치에, 가운데 띠에는 윗면 홈 바닥이 경사면과 만나는 선이 폭의 약 55% 위치에 나타난다.
세 띠를 가르는 경계선은 윗면 홈이 남아 있는 폭 55% 지점까지만 그어진다. 그보다 오른쪽은 경사면이 홈 바닥보다 낮아져 세 띠의 윗면이 하나의 경사면으로 이어지므로 경계선이 끊겨야 한다.
결정적인 것은 바닥 쪽 홈이다. 경사면이 내려와 바닥 홈의 높이보다 얇아지는 폭의 약 85% 지점부터 오른쪽은 가운데 띠의 재료가 모두 없어지므로, 그 부분은 안쪽 선이 아니라 윤곽 자체가 패인 형태로 그려져야 한다.

설명 중 외형선에서 2~3mm 연장하여 그은 선이라는 내용은 치수선이 아니라 치수보조선에 대한 설명이므로 치수선의 설명으로는 틀렸다.
치수선은 두 개의 치수보조선 사이를 연결하며 외형선과 평행하게 긋고, 가는 실선을 사용해 치수 수치와 화살표를 붙이는 선이다.
즉 치수를 측정하는 기준점을 표시하기 위해 도형 밖으로 끌어낸 선은 치수보조선이고, 그 사이에서 실제 치수를 표기하는 선이 치수선이다.

원 기호(○)는 동심도가 아니라 진원도를 나타내는 기하공차 기호이므로 연결이 틀렸다.
동심도(동축도)는 이중 원 기호(◎)로 표시하며, 하나의 축선이나 점을 기준으로 한 위치공차이다.
경사도는 각도(∠) 기호로 표시하는 자세공차이다.
동축도는 이중 원(◎) 기호로 표시하는 위치공차이다.
평행도는 두 선(//) 기호로 표시하는 자세공차이다.

축의 최대실체치수에 평행도 공차를 더한 6.56 mm가 실효치수이다.
도면의 축 지름은 Φ6.5 0-0.1 이므로 실제 치수는 6.4~6.5 mm 범위이고, 축은 굵을수록 재료가 많으므로 최대실체치수(MMS)는 6.5 mm이다.
공차 기입틀에는 평행도 0.06 에 최대실체공차방식 기호(Ⓜ)가 붙고 데이텀은 사각 몸통 A 로 지시되어 있다.
VS = MMS + 기하공차 = 6.5 + 0.06 = 6.56 mm

구멍 치수가 얼마든 항상 Ø0.1 이내여야 한다는 뜻이다.
기입틀은 위치도 기호, 공차값 Ø0.1, 데이텀 A 의 세 칸으로만 되어 있고 공차값 뒤에 최대실체공차방식 기호(Ⓜ)가 붙어 있지 않다.
이런 수정 기호가 없으면 공차는 형체의 실제 치수와 무관하게 그대로 적용되므로, 구멍이 크든 작든 중심선은 지름 0.1 mm 의 원통형 공차역 안에 있어야 한다. 치수가 최대실체치수에서 멀어진 만큼 여유 공차를 더 받는 것은 Ⓜ가 붙었을 때만 성립한다.

기울어진 한 변과 밑변이 이루는 경사도 기호가 자세공차에 속한다.
자세공차는 데이텀을 기준으로 형체의 방향을 규제하는 공차로 평행도·직각도·경사도 세 가지뿐이다.
두 개의 동심원으로 된 기호는 동심(동축)도로 위치공차이다.
기울어진 화살표 두 개가 나란한 기호는 온 흔들림으로 흔들림공차이다.
기울어진 평행사변형 기호는 평면도로, 데이텀이 필요 없는 모양공차이다.

직각도의 공차역은 데이텀 평면에 수직한 두 평행 평면(중간면) 사이의 영역으로 규제된다.
즉 형체의 중간면이 데이텀 평면에 대해 정확히 90도를 이루는 두 평면 사이에 들어와야 직각도 공차를 만족한다.
데이텀 평면에 수평한 형태를 규제한다는 설명은 직각도의 공차역 개념과 맞지 않는다.
데이텀 평면이나 축심에 평행한 면을 갖는 형태는 평행도의 공차역 개념이다.
데이텀 축심에 대해 경사도를 갖는 형태는 경사도의 공차역 개념이다.

왼쪽 칸 A 에는 공차종류기호를, 오른쪽 칸 B 에는 공차값을 적는다.
기하공차 기입틀은 왼쪽부터 공차의 종류를 나타내는 기호, 공차값, 필요한 경우 데이텀을 지시하는 문자 순서로 칸을 채우는 것이 원칙이다.
진직도·평면도·진원도·원통도처럼 단독 형체의 모양공차는 데이텀이 필요 없으므로 그림과 같이 칸이 두 개뿐이며, 문자기호가 들어갈 자리는 아예 생기지 않는다.

최소 높이(Rs)는 표면 거칠기를 나타내는 표준 파라미터가 아니다.
표면 거칠기는 일반적으로 산술평균거칠기(Ra), 최대높이(Ry), 10점평균거칠기(Rz)의 세 가지 파라미터로 표시하며, 각각 평균적인 굴곡, 최고점과 최저점의 차이, 상위·하위 5점씩의 평균 차이를 나타낸다.

위치공차에 직각도가 포함된다는 설명은 틀렸다.
직각도는 평행도, 경사도와 함께 자세공차로 분류되며, 위치공차에는 위치도, 동축도(동심도), 대칭도가 속한다.
모양공차에 진직도, 평면도, 진원도, 원통도가 속한다는 설명과, 기하공차는 기능상 필요한 곳에만 적용한다는 설명, 결합 부품의 호환성을 보증한다는 설명은 모두 옳다.

승인도는 도면 내용에 따른 분류가 아니라 사용 목적에 따른 분류에 속하는 도면 종류이다.
내용에 따라 도면을 분류하면 부품도, 조립도, 배치도처럼 도면에 담긴 대상의 성격으로 나뉘는 반면, 승인도는 도면이 만들어진 목적(승인을 받기 위한 도면)을 기준으로 한 분류이다.

최대 틈새는 0.050 mm이다.
ø36 은 표의 30 초과 40 이하 행에 해당하므로 구멍 H7 의 치수허용차는 +25/0 μm, 축 g6 은 -9/-25 μm이다.
구멍의 치수 범위는 36.000~36.025 mm, 축은 35.975~35.991 mm 가 된다.
최대 틈새 = 구멍의 최대 허용치수 - 축의 최소 허용치수
= 36.025 - 35.975 = 0.050 mm

최대실체공차방식 기호를 공차종류기호 칸(맨 앞 칸) 안에 덧붙여 쓴 표기가 틀렸다.
이 기호는 "그 공차 또는 그 데이텀이 최대실체상태일 때 적용한다"는 뜻이므로, 공차값 바로 뒤나 데이텀 문자 바로 뒤에만 붙일 수 있다.
따라서 Ø0.04 뒤에 붙인 표기, 데이텀 A 뒤에 붙인 표기, 두 곳 모두에 붙인 표기는 전부 정상이지만, 위치도 기호 옆에 붙인 것은 규정에 없는 기입이다.

마이크로필름 촬영이나 복사의 편의를 위해 도면의 4군데에 마련하는 것은 중심마크이다.
중심마크는 도면 용지의 상·하·좌·우 각 변 중앙에서 테두리선 안쪽까지 짧은 굵은 선으로 그어 표시하며, 필름 복사나 축소·확대 시 도면의 중심을 쉽게 맞출 수 있게 해준다.

단식분할에서 분할 크랭크의 회전수는 $n = \dfrac{40}{Z} = \dfrac{40}{248}$이며, 약분하면 $\dfrac{5}{31}$회전이 된다.
분모인 31이 이미 준비된 분할판 구멍수 중 하나이므로, 31구멍 열을 그대로 사용해 매번 5구멍씩 이동시키면 정확한 분할이 가능하다.

나선각은 원주 방향 길이와 리드의 비로부터 $\theta = \tan^{-1}\left(\dfrac{\pi D}{L}\right)$로 구한다.
지름 $D=60\mathrm{mm}$, 리드 $L=280\mathrm{mm}$를 대입하면 $\theta = \tan^{-1}\left(\dfrac{\pi\times60}{280}\right) = \tan^{-1}(0.673)$이 된다.
계산하면 나선각은 약 33° 57′이 된다.

각도가 작고 길이가 긴 공작물의 테이퍼를 가공할 때는 심압대를 편위시키는 방법이 가장 적합하다.
심압대 편위법은 공작물을 양 센터로 지지한 채 심압대만 옆으로 이동시켜 테이퍼를 만드는 방법으로, 각도가 작고 전체 길이가 긴 공작물에 유리하다.
복식 공구대를 회전시키는 방법은 각도가 크고 길이가 짧은 공작물에 적합하다.
총형 바이트에 의한 방법은 짧은 테이퍼나 특수 단면 가공에 쓰인다.
왕복대와 공구대를 동시에 작동하는 방법은 테이퍼 절삭장치를 이용해 임의의 각도를 가공할 때 쓰인다.

드릴 구멍이 너무 크거나 느리게 절삭한 경우는 탭 파손의 원인으로 보기 어렵다.
오히려 탭 파손은 드릴 구멍이 너무 작아 절삭 저항과 칩이 과도하게 발생할 때 주로 일어나며, 구멍이 다소 크면 절삭량이 줄어 저항이 감소한다.
탭이 경사지게 들어간 경우는 무리한 측면 하중이 걸려 탭이 부러지는 원인이 된다.
막힌 구멍의 밑바닥에 탭의 선단이 접촉한 경우는 과도한 힘이 가해져 파손으로 이어진다.
탭 지름에 맞지 않는 핸들을 사용한 경우는 과도한 토크가 걸려 파손을 유발한다.

구성인선은 절삭가공 중에 발생하는 현상이며, 소성가공에서 발생한다는 설명은 틀렸다.
연성 재료를 비교적 낮은 절삭속도로 가공할 때 칩의 일부가 공구 날 끝에 달라붙어 굳어지는 현상이 구성인선이며, 이는 선반·밀링 등 절삭가공에서 나타난다.
구성인선이 발생하면 공구 수명이 줄고 공작물의 치수 정밀도가 나빠지며, 생성과 탈락이 주기적으로 반복되면 가공면 품질에 계속 영향을 준다.

이론적인 표면거칠기는 H ≒ f2/(8γ) (γ = 공구 노즈 반지름)로 구한다.
노즈 반지름이 γ 인 원호 모양의 공구 끝이 1회전마다 이송 f 만큼 옆으로 옮겨가며 겹치면, 깎이지 않고 남는 톱니 모양 봉우리의 높이가 곧 이론 표면거칠기가 된다.
현의 길이가 f 인 원호에서 남는 높이는 f2/(8γ) 로 근사되므로, 거칠기는 이송의 제곱에 비례하고 노즈 반지름에 반비례한다. 이송을 줄이거나 노즈 반지름을 크게 잡으면 다듬질면이 고와지는 이유가 여기에 있다.

일반적인 브로칭 머신으로는 반달키의 홈을 가공하기 어렵다.
반달키(우드러프키) 홈은 둥근 바닥 형태를 가지므로 회전하는 반달형 커터로 밀링 가공해야 하며, 직선 방향으로 공구를 밀어 절삭하는 브로칭 방식으로는 만들 수 없다.
사각형의 홈은 직선 브로치로 절삭할 수 있는 대표적인 형상이다.
스플라인 홈은 내경 브로치로 일반적으로 가공하는 형상이다.
세그먼트 기어는 내경 브로치로 이의 형태를 성형할 수 있다.

종단분력은 절삭의 3분력에 속하지 않는 용어이다.
절삭 가공에서 공구에 작용하는 힘은 절삭(회전) 방향의 주분력, 이송 방향의 이송분력, 공작물 반경 방향의 배분력의 세 방향 성분으로 나뉜다.

수용성 절삭유가 공구와 공작물의 부식을 방지한다는 설명은 특징으로 보기 어렵다.
수용성 절삭유는 물을 주성분으로 하여 냉각작용이 뛰어나고 표면조도 향상, 마모 감소 등의 효과가 있지만, 수분 함유량이 높아 방청 성분을 별도로 첨가하지 않으면 오히려 녹이 슬기 쉬운 성질을 가진다.
반면 비수용성(유성) 절삭유는 기름막이 금속 표면을 덮어 방청 효과가 더 우수한 편이다.

mm³/min은 단위 시간당 깎여 나가는 재료의 부피, 즉 재료제거율을 나타내는 단위이지 이송속도의 단위가 아니다.
공작기계의 이송속도는 회전당 이동거리인 mm/rev, 시간당 이동거리인 mm/min, 행정(스트로크)당 이동거리인 mm/stroke 등으로 표시한다.

버핑은 드릴링 머신이 아니라 별도의 연마용 원판에 광택 재료를 발라 표면을 다듬는 작업이므로, 드릴링 머신으로 수행할 수 없다.
드릴링 머신에서는 구멍을 정밀하게 다듬는 리밍, 볼트 머리가 앉는 자리를 파는 카운터보링, 나사머리를 묻기 위한 원뿔 자리를 가공하는 카운터싱킹 등의 작업이 모두 가능하다.

입자를 고속으로 분사해 표면의 이물질을 제거하고 피로강도를 높이는 대표적 가공은 그릿 블라스트와 숏 피닝이다.
그릿 블라스트는 각진 연마입자를 분사해 표면의 스케일이나 이물질을 제거하는 가공이며, 숏 피닝은 작은 강구를 고속으로 분사해 표면에 압축잔류응력을 형성함으로써 피로강도를 증가시키는 가공이다.
버핑은 입자 충돌이 아니라 헝겊 원판과 연마제로 광택을 내는 가공이다.
폴리싱은 입자 충돌이 아니라 표면을 매끄럽게 다듬는 마무리 가공이다.
래핑은 랩제와 공작물을 맞대고 문질러 정밀도를 높이는 정밀입자가공으로, 입자를 분사하는 방식이 아니다.

테일러의 공구 수명식은 $VT^{n} = C$의 형태로 표현된다.
여기서 $V$는 절삭속도, $T$는 공구 수명, $n$과 $C$는 공구와 재료의 조합에 따라 정해지는 상수이다.
이 식은 절삭속도가 커질수록 공구 수명이 급격히 짧아진다는 관계를 나타내며, 지수 $n$이 공구 수명 감소의 민감도를 결정한다.

복식 공구대의 회전각은 α = tan-1(5/40) 이다.
그림의 테이퍼는 큰 지름 30 mm, 작은 지름 20 mm, 테이퍼 길이 40 mm 이다.
복식 공구대는 중심선을 기준으로 한쪽 경사면만큼만 기울이므로 지름 차가 아니라 반지름 차를 쓴다.
tan α = (D - d) / (2L) = (30 - 20) / (2 × 40) = 5 / 40
따라서 α = tan-1(5/40) 이다.
지름 차 10 을 그대로 넣거나 sin 을 쓰면 경사면의 실제 기울기와 맞지 않는다.

연삭숫돌의 표시 기호는 입자 종류·입도·결합도·조직·결합제 순서로 나열된다.
‘WA’는 연삭재의 종류(백색 알루미나계)를 뜻하고, 이어지는 숫자 46은 입자의 크기를 나타내는 입도 번호다.
그 뒤의 K는 결합도, M은 조직, V는 결합제 기호에 해당한다.

테이블의 이송속도는 커터 회전수와 날수, 날당 이송량의 곱으로 구한다.
먼저 회전수를 절삭속도식으로 구하면 다음과 같다.
$n = \dfrac{1000v}{\pi D} = \dfrac{1000 \times 90}{\pi \times 100} \approx 286.5\ \mathrm{rpm}$
이 값을 이송속도식에 대입하면 $f = n \times z \times f_z = 286.5 \times 10 \times 0.5 \approx 1432\ \mathrm{mm/min}$이 된다.

래핑은 미세 랩제를 이용해 초정밀 다듬질면을 얻는 가공법이며, 특히 고정밀 작업일수록 오히려 상당한 숙련도가 요구된다.
다음 설명들은 래핑의 실제 장점에 해당하므로 예외가 될 수 없다.
거울면과 같은 다듬질면을 얻을 수 있다.
다듬질면의 내마모성과 윤활성이 좋아진다.
비교적 간단한 방법으로 대량생산에 적용할 수 있다.
반면 고도의 정밀가공에 숙련이 필요 없다는 설명은 사실과 다르므로 장점으로 보기 어렵다.

기계적 진동을 이용해 공구와 가공물 사이에 연삭입자와 가공액을 넣고, 작은 압력으로 높은 주파수의 진동을 가해 가공하는 방식은 초음파 가공이다.
이 방법은 전기가 잘 통하지 않는 유리·세라믹·다이아몬드·수정처럼 취성이 큰 재료도 가공할 수 있다는 점이 특징이다.
전해 연마와 전해 가공은 전기화학적 용해 작용을 이용하므로 도전성 재료에만 적용된다.
방전 가공은 아크 방전에 의한 용융·증발로 재료를 제거하는 방식이라 진동을 이용하지 않는다.

절삭 시간은 가공할 길이를 분당 이송속도로 나누어 구한다.
분당 이송속도는 $n \times f = 120 \times 0.5 = 60\ \mathrm{mm/min}$이다.
따라서 소요 시간은 $T = \dfrac{L}{nf} = \dfrac{420}{60} = 7\ \mathrm{min}$이 된다.

수직 밀링에서 작업자가 정면으로 마주 서서 작업할 때, 공작물을 전후 방향으로 움직이는 부위는 새들(saddle)이다.
새들은 니(knee) 위에서 전후로 미끄러지며, 그 위에 얹힌 테이블이 새들 위에서 좌우로 이동한다.
칼럼은 기계 몸체를 이루는 고정 구조물로 이송 기능이 없다.
니는 테이블 전체를 상하로 이동시키는 부위다.
베드는 기계 하부를 지지하는 기초 구조물이다.