2003년도 기술고시 1차 - 기계공작법 문제, 정답, 해설입니다. 질문, 오류 등 궁금사항이 있으면 댓글 남겨주세요.
<문제>
<전체정답>
33222 / 22341 / 42215 / 44455
23234 / 42324 / 35431 / 11141
<해설>
문 21. 2차원 절삭가공에서 바이트의 경사각을 α, 전단각을 φ , 주분력을 Fc, 배분력을 Ft라고 하면,
전단면 방향의 분력(전단분력) Fs는?
① Fs ＝Fc sinα ＋ Ft cosφ
② Fs ＝Fc cosφ － Ft sinφ
③ Fs ＝Fc sinφ ＋ Ft cosφ
④ Fs ＝Fc cosα － Ft sinα
⑤ Fs ＝Fc sinα ＋ Ft cosφ
답 : ②
문 22. 절삭가공시 절삭저항을 증가시키는 요인은?
① 공구경사각의 증가
② 절삭유의 사용
③ 낮은 절삭속도에서의 가공
④ 절삭깊이의 감소
⑤ 공구경사면을 매끄럽게 처리
답 : ③
절삭속도가 작으면 절삭저항이 커진다. (바람직하지 않은 절삭조건)
※바람직한 절삭의 조건 : 전단각 +, 경사각 +, 여유각 -, 마찰각 -, 전단력 -, 전단변형률 -, 절삭성 +, 절삭에너지 -, 칩두께 -, 전단면적 -, 칩두께비 +(1에 가까워짐), 노즈반경 -, 다듬면 깨끗, 날끝 약해짐, 칩의 경도와 강도 감소
문 23. 절삭가공시 절삭유의 역할 중 옳지 않은 것은?
① 윤활 작용
② 완충 작용
③ 냉각 작용
④ 칩배출 작용
⑤ 방청 작용
답 : ②
절삭가공에서 윤활제(lubricant)의 구비조건 4가지 : 냉각성, 윤활성, 세척성, 방청성
문 24. 상향밀링과 하향밀링을 비교 설명한 것 중 옳지 않은 것은?
① 상향밀링은 날의 진행에 따라 칩이 두꺼워진다
② 하향밀링은 커터의 회전방향과 공작물의 이송방향이 일치한다
③ 상향밀링이 하향밀링보다 가공면이 깨끗하다
④ 상향밀링이 커터의 마멸이 빠르다
⑤ 하향밀링은 기어이송장치의 백래쉬 제거장치가 필요하다
답 : ③
상향밀링이 하향밀링보다 가공면이 거칠다.
※상향절삭
1)밀링커터의 절삭 방향과 공작물의 이송 방향이 서로 반대방향이다.
2)커터와 공작물의 방향이 반대이므로 백래시가 제거되어 백래시 제거장치가 필요하지 않으나, 가공면이 거칠고 절삭면피치가 길다.
3)밀링커터의 날이 공작물을 들어올리는 방향으로 작용하여 기계에 무리가 가지 않지만, 공작물의 고정이 불안정하고 진동이 발생하며 동력손실이 크다.
4)절삭을 시작할 때 절삭 저항 및 절삭 두께가 0에서 시작하여 점차 증가하므로 치핑이 발생하지 않는다.
5)가공된 면에 칩이 쌓이지 않아 절삭열영향에 의한 열변형의 우려가 적다.
6)가공할 면에 칩이 쌓여 시야가 좋지 않다.
7)커터날에 의한 마찰 작용이 있어 날의 마멸이 크고 수명이 짧다.
※하향절삭
1)밀링커터의 절삭 방향과 공작물의 이송 방향이 서로 같은 방향이다.
2)커터와 공작물의 방향이 같으므로 백래시 제거장치가 필요하나, 가공면이 깨끗하고 절삭면피치가 작다.
3)밀링커터의 날이 공작물을 누르는 방향으로 작용하여 공작물이 잘 고정되고 진동이 적고 동력손실이 작지만, 기계에 무리가 간다.
4)절삭을 시작할 때 절삭 저항 및 절삭 두께가 최대이므로 충격에 의한 치핑이 발생하며 표면에 산화물층이 있을 시 가공이 부적합하다.
5)가공된 면에 칩이 쌓여 절삭열영향에 의한 열변형의 우려가 있다.
6)가공할 면에 칩이 쌓이지 않아 시야가 좋다.
7)커터날에 의한 마찰 작용이 없어 날의 마멸이 적고 수명이 길다.
문 25. 초고속/고정밀가공을 위한 주축의 베어링 형식으로 가장 적합한 것은?
① 볼베어링
② 유동압베어링(hydrodynamic bearing)
③ 유정압베어링(hydrostatic bearing)
④ 공기정압베어링(aerostatic bearing)
⑤ 롤러베어링
답 : ④
공기정압베어링에 대한 설명이다.
문 26. 선반가공에서 심압대의 편위에 의하여 테이퍼 형상을 가공하고자 한다. 길이가 500 mm인 공작물 전체를 양 끝의 지름이 각각 50 mm, 30 mm인 테이퍼 형상으로 가공하고자 할 때, 필요한 심압대의 편위거리[mm]는?
① 2.5
② 5
③ 7.5
④ 10
⑤ 12.5
답 : ④
문 27. 공작기계의 절삭 메카니즘인 공구와 가공부품들간의 기본적인 상대운동을 연결한 것 중 옳지 않은 것은?
① 밀링 : 공구 － 회전운동, 부품 － 직선운동
② 평삭 : 공구 － 회전운동, 부품 － 직선운동
③ 연삭 : 공구 － 회전운동, 부품 － 직선운동
④ 선삭 : 공구 － 직선운동, 부품 － 회전운동
⑤ 브로우칭 : 공구 － 직선운동, 부품 － 고정
답 : ②
평삭(planing) - 공구 직선이송+공작물 직선절삭
문 28. 치핑(chipping)에 대한 설명 중 옳은 것은?
① 공구와 칩의 마찰에 의해 공작물에 열이 발생되는 현상이다
② 칩이 연속적으로 흐르면서 말리는 현상이다
③ 절삭날의 일부가 기계적 충격 또는 열적 피로에 의해 깨지는 현상이다
④ 절삭저항의 증가로 절삭날이 마모되는 현상이다
⑤ 공구경사각이 작을수록 발생하기가 쉽다
답 : ③
치핑은 충격 또는 피로에 의해 절삭날의 일부가 깨지는 현상을 말한다.
① 크레이터마모에 대한 설명이다.
② 칩말림(chip curl)에 대한 설명이다.
④ 공구마멸에 대한 설명이다.
⑤ 치핑은 공구각과 여유각이 각각 클수록 잘 발생한다.
문 29. 입도가 고운 비교적 연한 숫돌을 낮은 압력으로 공작물 표면에 누르고 숫돌에 진동을 주어 공작물 표면을 다듬는 가공방법은?
① 호닝(honing)
② 수퍼피니싱(superfinishing)
③ 래핑(lapping)
④ 배럴(barrel)다듬질
⑤ 버핑(buffing)
답 : ②
연한 숫돌, 낮은 압력, 진동 → 수퍼피니싱에 대한 설명이다.
① 호닝(honing)은 긴 숫돌의 회전운동+왕복운동을 통해 구멍의 내면을 다듬질한다.
③ 래핑(lapping)은 분말상태의 랩제와 윤활유를 넣고 공작물을 눌러 상대운동에 의한 다듬질가공을 한다.
④ 배럴링(barreling, =텀블링tumbling)은 회전하는 상자에 공작물과 숫돌입자, 공작액 등을 넣어 충돌시켜 요철을 제거하고 다듬질하는 방법이다.
⑤ 버핑(buffing)은 적당한 두께의 원판을 회전시키고 여기에 연삭입자가 포함된 윤활제(콤파운드)를 사용하여 다듬질한다.
문 30. 연삭숫돌에 일반적으로 사용되지 않는 입자는?
① SiC 입자
② Al2O3 입자
③ CBN 입자
④ 메탈 입자
⑤ 다이아몬드 입자
답 : ④
연삭 시 메탈 입자는 결합제로 사용된다.
연삭숫돌입자에는 알루미나(Al2O3)계, 탄화규소(SiC)계, 다이아몬드, 입방정질화붕소(CBN) 등이 쓰인다.
문 31. 연삭숫돌의 연삭입자 특징을 보통의 단인공구와 비교하여 설명한 것으로 옳지 않은 것은?
① 연삭입자는 불규칙한 형상을 하고 있다
② 연삭입자는 자생작용이 있다
③ 연삭입자는 평균적으로 양의 경사각을 가진다
④ 연삭입자에 의한 절삭속도는 단인공구에 비하여 일반적으로 매우 높다
⑤ 연삭입자에 의하여 생성되는 칩은 형태가 다양하고 크기가 작다
답 : ③
연삭에서 연삭입자는 평균적으로 음의 경사각을 가진다.
※연삭가공의 특징 : 절삭가공에 비해 단위체적당 에너지가 크고(치수효과, 압괴력) 연삭속도가 빠르다. 고경도 재료의 가공이 가능하다. 칩의 형태가 다양하고 불규칙하며 크기가 작다. 통계적/확률적 개념이 필요하다. 평균적으로 음의 경사각을 지닌다.
문 32. 연삭에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 결합도(grade)는 결합제의 강도를 나타내는 척도로 결합제의 양과 종류에 관계한다
② 드레싱(dressing)은 연삭숫돌 내부의 예리한 입자를 표면으로 나오게 하는 작업을 말한다
③ 눈메움(loading)은 숫돌 표면의 기공이 칩이나 다른 재료로 메워진 상태를 말한다
④ 글레이징(glazing)은 과도한 소모마멸로 인해 표면의 입자가 무디어진 상태를 말한다
⑤ 브로우칭(broaching)은 연삭숫돌 형상을 바르게 수정하는 작업이다
답 : ⑤
드레싱(dressing)에 대한 설명이다. 브로칭은 다인공구 절삭가공의 일종이다.
문 33. 자동차 차체의 스팟(spot)용접라인에서와 같이 복잡한 운동을 구현하는데 적합한 로봇은?
① 직교좌표형 로봇
② 원통좌표형 로봇
③ 극좌표형 로봇
④ 다관절형 로봇
⑤ 타원좌표형 로봇
답 : ④
다관절형 로봇에 대한 설명이다.
① 직교좌표형 로봇(갠트리 로봇) : x,y,z 직교의 3개방향으로 운동.
② 원통좌표형 로봇 : 몸체는 수직축을 따라 상하운동 및 회전운동. 팔은 몸체에 대해 상하좌우로 운동.
③ 극좌표형 로봇 : 1개의 원형베이스(base)+피벗(pivot)으로 팔을 위아래로 움직임
문 34. 유연생산시스템(FMS)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 다품종 소량생산에 적합하다
② NC 공작기계류, 자동탈착장치, 자동반송장치, 자동창고, 제어용 컴퓨터 및 운용 소프트웨어 등으로 구성된다
③ 전용라인을 이용한 생산방식에 비하여 일반적으로 생산성이 높다
④ 그룹테크놀러지(GT)를 적용할 때 더 효율적이다
⑤ 생산시스템의 발전사로 볼 때 대량생산시스템 이후 발전된 형태다
답 : ③
전용기계에 비해 생산성이 낮다.
생산유연성 : 범용기계>유연생산시스템>전용기계
생산능력 : 전용기계>유연생산시스템>범용기계
문 35. 생산유연성과 생산능력에 대한 설명이 옳은 것은?
① 생산유연성은 범용기계＞유연가공시스템＞전용기계 순이다
② 생산유연성은 유연가공시스템＞전용기계＞범용기계 순이다
③ 생산유연성은 유연가공시스템＞범용기계＞전용기계 순이다
④ 생산능력은 유연가공시스템＞범용기계＞전용기계 순이다
⑤ 생산능력은 범용기계＞유연가공시스템＞전용기계 순이다
답 : ①
생산유연성 : 범용기계>유연생산시스템>전용기계
생산능력 : 전용기계>유연생산시스템>범용기계
문 36. CNC 공작기계의 제어를 위한 어드레스의 종류이다. 이중에서 주축의 회전방향, 정지 등과 같은 보조 기능을 정의하기 위한 어드레스로 옳은 것은?
① M code
② G code
③ T code
④ F code
⑤ H code
답 : ①
M 코드에 대한 설명이다.
M : 보조기능, G : 준비기능, T : 공구기능, F : 이송기능, N : 전개번호, A : 좌표값, S : 주축기능, O : 프로그램번호, D : 공구경보정, H : 공구길이보정, R : 원호반지름, XYZ : 이동위치, UVW : 이동거리/방향, ABC : 부가축 이동, IJK : 원호중심의 각 축 성분
문 37. 아크용접법들 중 소모성 전극을 사용하는 방법과 비소모성 전극을 사용하는 방법을 차례로 짝지은 것은?
① 금속 불활성가스 용접(MIG) － 텅스텐 불활성가스 용접(TIG)
② 가스방호 금속아크 용접(GMAW) － 서브머지드 아크용접(SAW)
③ 피복금속 아크용접(SMAW) － 금속 불활성가스 용접(MIG)
④ 서브머지드 아크용접(SAW) － 가스방호 금속아크 용접(GMAW)
⑤ 플라즈마 아크용접(PAW) － 텅스텐 불활성가스 용접(TIG)
답 : ①
금속 불활성가스 용접(MIG)과 텅스텐 불활성가스 용접(TIG)는 각각 소모성, 비소모성 전극을 사용한다.
용접 시 비소모성 전극을 사용하는 용접 : 텅스텐아크용접(TIG), 플라즈마아크용접, 탄소아크용접, 원자수소용접, 플래시용접
문 38. 방전가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 소재제거율은 공작물의 경도, 강도, 인성에 따라 달라진다
② 방전가공의 원리는 스파크 방전에 의한 침식을 이용한 것이다
③ 양극이 음극보다 침식이 많으므로 일반적으로 공작물은 양극으로 한다
④ 전류밀도가 크고 방전주파수가 작을수록 표면거칠기가 나빠진다
⑤ 전류밀도가 크고 방전주파수가 작을수록 소재제거율이 높아진다
답 : ①
방전가공에서 공작물의 경도, 강도, 인성은 소재제거율에 영향을 미치지 않는다.
④⑤ 방전가공의 방전전류가 크고, 주파수가 낮을수록 표면다듬질이 나빠지고 소재재거율이 증가한다.
문 39. 용접봉의 피복제 역할로 옳지 않은 것은?
① 아크를 안정시킨다
② 용착금속의 산화 및 질화를 방지한다
③ 용착부에 필요한 원소를 보충한다
④ 단위 시간당 용착량을 증가시킨다
⑤ 용착금속의 급냉을 방지한다
답 : ④
피복제와 단위 시간당 용착량과는 관계가 없다.
용접에서 피복제의 역할 : 1)산소,질소 침입 방지 2)아크안정 3)산화방지,탈산,환원,정련 4)냉각속도 지연(급랭방지) 5)전기절연 6)기계적 성질 개선 7)슬래그(slag)제거 8)합금원소 보충
문 40. 오일레스 베어링은 정기적으로 윤활유를 공급해 주지 않고도 오랫동안 사용할 수 있는데, 이러한 베어링의 제작과 가장 관련이 깊은 가공법은?
① 분말 야금
② 전기 도금
③ 화학적 증착법
④ 적층 코팅
⑤ 부식 공법
답 : ①
오일리스베어링 → 분말야금법을 이용하여 제작한다.
② 전기 도금 : 소재는 음극, 도금재료는 양극으로 하여 표면에 도금재료를 용착
③ 화학증착법(CVD) : 화학반응 및 가스분해에 의해 가열된 기판 표면에 박막을 성장시키는 공정
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