2017년도 국가직 7급 공무원 기계직 - 기계공작법 문제, 정답, 해설입니다. 질문, 오류 등 궁금사항이 있으면 댓글 남겨주세요.
<문제>
<전체정답>
13343 / 14322 / 14121 / 12424
<해설>
문 1. 제품 제조공정에서 정형(net shape) 또는 준정형(near-net shape) 가공방법에 해당하지 않는 것은?
① 자유단조
② 스탬핑
③ 분말야금
④ 사출성형
답 : ①
정형(net shape) 또는 준정형(near-net shape) 가공이란 제품이 설계상 치수와 거의 동일한 가공을 말한다. 자유단조는 정형/준정형 가공에 해당하지 않는다.
문 2. 금속재료의 기계적 성질에서 온도가 상승되었을 때 나타나는 일반적인 현상으로 옳은 것만을 모두 고른 것은?
ᄀ. 탄성계수의 감소
ᄂ. 충격인성의 감소
ᄃ. 항복응력의 감소
ᄅ. 인장강도의 감소
① ㄱ, ㄴ
② ㄷ, ㄹ
③ ㄱ, ㄷ, ㄹ
④ ㄴ, ㄷ, ㄹ
답 : ③
금속재료의 온도가 상승되면 인장강도, 항복강도, 탄성계수가 감소하고 연신율이 증가한다.
문 3. 수치제어 공작기계 등에 사용되는 장치로 피드백과 오차보정을 이용하여 기계의 위치나 속도를 조절하는 기능을 수행하는 것은?
① 증폭기
② 변환기
③ 서보기구
④ 보간기
답 : ③
서보기구에 대한 설명이다.
※회로방식에 따른 서보기구
1)개방회로방식 - 스태핑모터(전기,유압)
2)반폐쇄회로방식(초기) - DC서보모터, 리졸버(위치정보)
3)반폐쇄회로방식(근래) - AC서보모터, 로터리엔코더(위치정보), 타코제너레이터(전류피드백,속도정보)
4)폐쇄회로방식 - 엔코더(펄스열의 주파수로 속도제어), 위치검출스케일(광학,레이저,인덕토신 등으로 위치제어)
문 4. 사형주조에서 사용되는 주형요소와 주물의 주조과정에서 발생할 수 있는 결함이나 현상을 연관지었을 때 옳지 않은 것은?
① 라이저(riser)－수축공동(shrinkage cavity)
② 냉각쇠(chill)－열점(hot spot)
③ 주물사(molding sand)－침투(penetration)
④ 코어프린트(core print)－쇳물경계(cold shut)
답 : ④
코어프린트는 속이 빈 형태의 주물을 제작 시 내부를 지지하기 위한 요소이다. 쇳물경계는 두 곳 이상의 쇳물유동이 만나서 융화되지 못하고 경계를 이루는 현상으로 온도를 높여 해결해야 한다. 따라서 둘은 관련이 없다.
문 5. 머시닝센터 가공을 위한 다음 NC 프로그래밍 기능에서 M코드로 할 수 있는 작업을 모두 고른 것은?
ㄱ. 휴지(dwell)
ㄴ. 스핀들 정회전
ㄷ. 절삭유 공급
ㄹ. 원호보간
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄴ, ㄷ
④ ㄷ, ㄹ
답 : ③
ㄱ. 휴지(dwell) - G04
ㄴ. 스핀들(=주축) 정회전 - M03
ㄷ. 절삭유공급 - M08
ㄹ. 원호보간 - G02(시계방향), G03(반시계방향)
NC프로그래밍에서 M코드의 기능 - M00 : 프로그램 정지, M01 : 선택적 정지, M02 : 프로그램 끝, M03 : 주축정회전, M04 : 주축역회전, M05 : 주축정지, M06 : 공구교환, M08 : 절삭유ON, M09 : 절삭유OFF, M41 : 주축저속, M42 : 주축고속, M57 : 앞쪽터릿, M58 : 뒤쪽터릿, M98 : 부프로그램 호출
문 6. 고속가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 고속가공을 위해서는 고경도의 공구보다는 고강도의 공구가 필요하다.
② 고속가공을 위해서는 특별히 설계된 베어링을 사용하는 고속주축이 필요하다.
③ 고속가공을 위해서는 높은 이송속도가 필요하다.
④ 고속가공을 위해서는 진동의 영향을 최소화할 수 있는 절삭 공구홀더가 필요하다.
답 : ①
고속가공을 위해서는 고경도의 공구가 필요하다. 다이아몬드>CBN>세라믹>서멧>초경합금>고속도강>탄소공구강 순으로 경도가 높으며, 고속가공에 유리하다.
문 7. 절삭가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 비절삭에너지(specific cutting energy)는 재료의 단위체적을 제거하는 데 필요한 에너지이다.
② 선반가공 시 절삭동력은 재료의 비절삭에너지와 재료제거율(material removal rate)의 곱으로 구할 수 있다.
③ 2차원 절삭가공모델에서 일반적으로 공구경사각이 증가하면 전단각도 증가한다.
④ 절삭온도는 일반적으로 공구끝단에서 최고온도점에 도달한다.
답 : ④
절삭온도는 공구끝단에서 약간 떨어진 지점에서 가장 높다.
② 선반가공 시 절삭동력(P)은 재료의 비절삭에너지(u)와 재료제거율(MRR)의 곱으로 구할 수 있다.
문 8. 여러 가지 쾌속조형공정(rapid prototyping)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 광조형공정(stereolithography)은 액체상태의 광경화성 수지에 광선을 선택적으로 조사하여 한 층씩 적층해나가는 방법이다.
② 선택적레이저소결(selective laser sintering)은 균일한 크기의 고체분말을 한 층 균일하게 도포한 후 제품 단면의 형상대로 광선을 조사하여 고체분말을 용융 결합시켜 3차원 형상을 제작하는 공정이다.
③ 고형기반경화(solid ground curing)는 필라멘트 형태의 수지를 가열된 노즐을 통과하는 동안 용융시키고, 이 때 노즐을 제품의 단면 형상대로 이동시키면서 용융재료를 응고시켜 적층하는 방법이다.
④ 박판적층공정(laminated object manufacturing)은 얇은 종이 등을 재료로 사용하여 입체형상을 제작하는 공정으로 비교적 치수가 큰 형상의 제품 제작에 유리한 공정이다.
답 : ③
필라멘트 수지, 응고시켜 적층 → FDM(fused deposition modeling, 융착모델링법)에 대한 설명이다.
SGC(solid ground curing, 고형기반경화 또는 고형지지경화)는 광경화수지에 마스크를 통해 자외선을 노출시켜 층을 경화하여 적층시켜 형상을 만드는 공정이다.
문 9. 서브머지드 아크용접(submerged arc welding)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 과립형 용제를 용접전극 앞에 공급한다.
② 다양한 용접자세로 용접할 수 있다.
③ 용해된 용제가 용접부를 덮어 냉각속도를 늦춘다.
④ 용해되지 않은 용제를 회수하여 재사용한다.
답 : ②
서브머지드 아크용접은 용접자세에 제한이 있다.(아래보기용접 및 수평용접)
서브머지드아크용접에서 과립형 용제는 냉각속도를 지연하는 효과가 있으며, 재사용이 가능하다. 용접변형과 잔류응력이 작고 위빙(weaving)할 필요가 없다. 용접자세의 제한이 있고 용접부가 곡선일 때 용접이 어렵다. 용입이 크다.
문 10. 포토레지스트(photoresist)를 사용하는 광화학가공(photochemical machining)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 포토레지스트는 에칭(etching)을 위한 보호막(mask)으로도 사용된다.
② 포토레지스트는 빛에 반응하므로 반드시 암실에서 사용되어야 한다.
③ 언더컷(undercut)은 에칭에서 재료의 깊이가 아닌 측면으로 가공되는 현상을 말한다.
④ 동일한 포토레지스트를 사용해도 언더컷은 에칭되는 공작물 재료에 따라 달라진다.
답 : ②
웨이퍼 위에 포토레지스트 코팅이 완료되면 패턴 위로 빛에 노출시켜 패턴을 형성한다.
문 11. 길이가 긴 평판이나 판재를 이용한 제품 제조에 활용되는 공정을 설명한 것으로 적절한 것은?
① 소재를 한 조의 롤 사이로 통과시키며 압축하중을 가하여 두께를 감소시키고 단면의 형상을 변화시키는 공정
② 소재를 용기 안에 넣고 램으로 밀어서 압력을 가하여 다이 구멍으로 통과시키는 공정
③ 소재를 금형세트와 프레스 등으로 압축하여 금형의 공동부(cavities) 모양으로 성형하는 공정
④ 반경방향으로 왕복운동하는 다이로 소재의 직경을 줄이는 공정
답 : ①
① 압연(rolling)에 대한 설명이다. 압연을 통해 평판이나 판재를 이용한 제품을 제조한다.
② 압출(extrusion)에 대한 설명이다.
③ 단조(forging)에 대한 설명이다.
④ 스웨이징(swaging)에 대한 설명이다.
문 12. 금속 판재의 딥드로잉(deep drawing) 가공 시 판재의 이방성(anisotropy)에 의해 드로잉 컵 상단의 가장자리가 불규칙하게 되는 현상은?
① 주름(wrinkle)
② 찢어짐(tearing)
③ 표면스크래치(surface scratch)
④ 이어링(earing)
답 : ④
드로잉가공에서 귀생김(earing)은 재료의 평면이방성에 의해 드로잉된 컵의 벽면 끝에 파도모양이 생기는 현상이다.
문 13. 분말야금공정(powder metallurgy)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 일반적인 주조공정에 비해 제품 생산비용이 저렴하다.
② 재료의 낭비가 거의 없다.
③ 원하는 공극률 제어가 가능하여 오일함침베어링 등의 생산에 활용 할 수 있다.
④ 다른 방법으로 제조하기 어려운 합금을 만들 수 있다.
답 : ①
분말야금공정은 일반적인 주조공정에 비해 생산비용이 높다.
문 14. 생산성을 최대로 하는 절삭속도를 생산적 절삭속도라 하고, 생산단가를 최소로 하는 절삭속도를 경제적 절삭속도라 할 때 설명으로 옳은 것은?
① 경제적 절삭속도가 생산적 절삭속도보다 크다.
② 경제적 절삭속도가 생산적 절삭속도보다 작다.
③ 경제적 절삭속도는 생산적 절삭속도와 비교하여 같거나 크다.
④ 경제적 절삭속도는 생산적 절삭속도보다 클 수도 있고 작을수도 있다.
답 : ②
경제적 절삭속도가 생산적 절삭속도보다 작다.
문 15. 금속제품과 그 성형공정을 짝지은 것으로 옳지 않은 것은?
① 사각형 단면의 용기－스피닝(spinning)
② 두께가 얇은 음료 캔－아이어닝(ironing)
③ 테이퍼 튜브－스웨이징(swaging)
④ 대형 베어링 레이스－링압연(ring rolling)
답 : ①
스피닝(spinning)은 소재의 중심부를 맨드렐로 고정하고 회전시키면서 소재표면을 공구로 가압하여 원하는 형상을 성형하는 가공이다. 원형 단면의 용기를 만들 수 있지만 사각형 단면의 용기는 만들 수 없다.
문 16. 선삭가공에서 절삭조건 선정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 경도가 높은 공구들은 일반적으로 큰 이송에서 사용된다.
② 절삭조건으로는 절삭속도, 이송, 절삭깊이 등이 있다.
③ 일반적으로 이송을 정한 다음 절삭속도를 정한다.
④ 황삭공정에서는 최대 재료제거율을 위하여 이송은 가능한 한 크게 정한다.
답 : ①
경도가 높은 공구들은 고경도 공작물의 절삭에 사용된다.
문 17. 연삭가공에서 연삭조건에 따른 연삭면 표면거칠기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 가공물 속도가 클수록 표면거칠기는 커진다.
② 숫돌의 원주속도가 클수록 표면거칠기는 커진다.
③ 숫돌의 반경이 작을수록 표면거칠기는 커진다.
④ 일반적으로 연삭깊이를 작게 할수록 표면거칠기는 작아진다.
답 : ②
숫돌의 원주속도가 클수록 표면거칠기는 작아진다.
연삭가공에서 가공물속도가 클수록, 원주속도가 작을수록, 숫돌반경이 작을수록, 연삭깊이가 클수록 표면거칠기가 커진다.
문 18. 표면거칠기 표시 방법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 표면거칠기곡선은 측정점의 단면곡선으로부터 추출하여 구해진다.
② 최대표면거칠기 Rmax는 표면거칠기곡선의 최댓값과 최솟값의 차로 표시된다.
③ 10점평균거칠기 Rz는 표면거칠기곡선의 상위 5개 값과 하위 5개 값을 이용하여 표시한다.
④ 중심선평균거칠기 Ra는 표면거칠기곡선의 평균값으로 구해진다.
답 : ④
중심선평균거칠기 Ra는 표면거칠기곡선과 그 평균값의 차이를 적분한 값을 구간 길이로 나누어 구한다.
문 19. 선반에서 수행 가능한 다양한 절삭가공법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 외경절삭(turning)은 공작물을 회전시키면서 축, 스핀들 등의 외면을 곧은 형상, 굽은 형상, 홈이 있는 형상, 원뿔 형상
등으로 가공한다.
② 카운터보링(counterboring)은 이미 뚫어진 구멍을 더 확장시키거나 내면의 홈을 가공한다.
③ 단면절삭(facing)은 다른 부품과의 연결 등의 목적으로 단면을 편평하게 가공하거나 O-링 자리 같은 단면 홈을 가공한다.
④ 널링(knurling)은 미끄러짐을 방지할 목적으로 손잡이 부분을 거칠게 하는 것과 같이 원통형 표면에 규칙적인 모양의 무늬를 새긴다.
답 : ②
보링(boring)에 대한 설명이다. 카운터보링(counterboring)은 볼트머리가 완전히 묻힐 수 있도록 가공물표면에 공간을 가공하는 공정이다.
문 20. 주조공정에서 주물과 라이저의 크기 사이의 관계가 다음과 같을 때, 라이저와 주물 간 응고시간의 차이는?
○ 라이저의 단위표면적당 체적(체적/표면적)이 주물의 단위표면적당 체적보다 10% 더 크다.
○ 응고시간의 예측은 크보리노프(Chvorinov) 법칙을 사용한다. (단, n＝2로 한다)
○ 측면 라이저이다.
① 주물이 라이저보다 응고시간이 약 10% 더 소요된다.
② 주물이 라이저보다 응고시간이 약 20% 더 소요된다.
③ 라이저가 주물보다 응고시간이 약 10% 더 소요된다.
④ 라이저가 주물보다 응고시간이 약 20% 더 소요된다.
답 : ④
c : 주물, r : 라이저
따라서 라이저가 주물보다 응고시간이 약 20% 더 소요된다.
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