<문제>
<전체정답>
31442 / 41434 / 23342 / 12231
<해설>
1. <보기>의 설명에 모두 해당하는 재료의 성질로 가장 옳은 것은?
<보기> 재료가 파손되지 않고 에너지를 흡수할 수 있는 능력이다. / 보통 재료의 강도와 연성이 조합된 특징으로 나타난다. / 재료의 파괴·파손을 피하기 위해서는 이 값이 높아야 한다.
① 경도
② 강성
③ 인성
④ 취성
답 : ③
에너지를 흡수 → 인성(toughness)에 대한 설명이다.
인성(toughness)는 응력-변형률 곡선에서 파단점까지의 면적에 해당하며, 파손되기 전까지 흡수할 수 있는 에너지를 나타낸다.
2. 공구 경사면에 대한 칩(chip)의 미끄럼운동에 의해 주로 생기며, 마모된 형상의 깊이나 면적으로 그 크기가 측정되는 절삭공구의 마모형태로 가장 옳은 것은?
① 크레이터 마모
② 연마 마모
③ 응착 마모
④ 플랭크 마모
답 : ①
경사면, 깊이 → 크레이터마모에 대한 설명이다.
② 연마(연삭)마모는 경한 표면과 연한 표면이 미끄럼운동에 의해 발생하며 고경도재료 사용 및 수직하중을 줄여 방지한다.
③ 응착마모는 전단파단에 의해 재료가 떨어져나가 마모가 발생한다. 산화층이 있는 재료 또는 고경도재료를 피복하여 방지한다.
④ 플랭크마모는 공구 여유면에서 폭 방향으로 형성된다.
3. 금속의 사형주조(sand casting) 공정에 사용되는 주물사에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 주물사의 주요 재료는 실리카(SiO2)이다.
② 주물사의 재료는 높은 온도에서 용해되지 않는 특성이 있어야 한다.
③ 주물사 입자의 크기는 중요한 특성이다.
④ 주물사는 통기성이 낮아야 한다.
답 : ④
주물사는 통기성이 높아야 한다. 그렇지 않으면 수분이나 가스 배출이 되지 않아 기공(blow hole) 발생 및 주물표면이 불량해진다.
4. 성형가공법과 가공 중에 발생할 수 있는 현상이 가장 옳지 않게 짝지어진 것은?
① 헤딩(heading) - 좌굴(buckling)
② V-굽힘(V-bending) - 스프링백(springback)
③ 신장성형(stretch forming) -뤼더스띠(Lüders band)
④ 딥드로잉(deep drawing) - 배럴링(barreling)
답 : ④
배럴링(barrelling)은 형단조에서 공작물에 충격을 가했을 때 옆면이 튀어나오는 현상이다. 딥드로잉 시 아이어닝(ironing), 네킹(necking), 주름, 이어링(earing) 등이 발생할 수 있다.
① 좌굴(buckling) : 기둥형상의 재료에 수직방향 하중이 일정 이상 가해지면 휘어지는 현상
② 스프링백(springback) : 소성변형 후 하중을 제거 시 탄성복원이 일어나 원래 형상에 가깝게 돌아가는 현상
③ 뤼더스띠(Lüders band) : 탄성한계를 초과하여 소성변형시킬 때 약한 곳에서 생기는 단층경계선
5. <보기>의 설명에 해당하는 연삭가공 공정으로 가장 옳은 것은?
<보기>
소재를 대규모로 제거하는 연삭작업이다. 연삭깊이를 깊게 하고 이송 속도를 작게 함으로써 재료제거율을 대폭 높인다.
① 센터리스 연삭(centerless grinding)
② 크리프피드 연삭(creep-feed grinding)
③ 호닝(honing)
④ 슈퍼피니싱(super finishing)
답 : ②
크리프피드 연삭(creep-feed grinding)에 대한 설명이다.
6. 철-철탄화물의 평형상태도(iron-iron carbide phase diagram)상에 존재하는 미세조직으로 가장 옳지 않은 것은?
① 페라이트(ferrite)
② 세멘타이트(cementite)
③ 오스테나이트(austenite)
④ 마르텐사이트(martensite)
답 : ④
마르텐사이트는 철-철탄화물 평형상태도에 존재하지 않는다. 마르텐사이트는 항온변태곡선(=TTT곡선)에서 나타난다.
7. 전극이 용가재 공급 역할도 하는 용접공정으로 가장 옳은 것은?
① 피복금속 아크용접(SMAW)
② 저항 아크용접(RAW)
③ 가스텅스텐 아크용접(GTAW)
④ 플라즈마 아크용접(PAW)
답 : ①
피복금속 아크용접에 대한 설명이다. 피복금속 아크용접은 가장 오래되고 간단한 용접법으로서 소모성 금속 전극으로 아크를 발생시키고 녹은 전극은 용가재 역할을 한다.
8. 영구주형 주조공정에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 금속주형에 의한 빠른 응고로 강한 주물을 얻을 수 있다.
② 표면품질 및 치수정확도가 우수하다.
③ 주형을 열고 주물을 분리해야 하므로 복잡한 형상의 제작에는 적합하지 않다.
④ 높은 용융점을 갖는 금속의 주조에 적합하다.
답 : ④
영구주형 주조공정은 사형주조에 비해 낮은 용융점을 갖는 금속의 주조에 적합하다.
9. 플라스틱 재료를 이용하는 제품의 설계에서 고려해야 할 사항으로 가장 옳지 않은 것은?
① 플라스틱의 강도는 재료마다 다르나 일반적으로 금속보다 낮다.
② 플라스틱은 일반적으로 금속에 비해서 높은 충격흡수가 가능하다.
③ 플라스틱은 일반적으로 금속에 비해 온도에 따른 치수변화가 작다.
④ 플라스틱은 일반적으로 세라믹에 비해 낮은 온도에서 사용되어야 한다.
답 : ③
플라스틱은 금속에 비해 온도에 따른 치수변화가 높다.
플라스틱은 금속에 비해 강도가 낮고 충격에 약하고 가벼우며 가공이 쉽다. 방음, 방진, 단열, 충격흡수, 접착성, 연성, 전성, 내식성 등이 우수하다. 내열성이 작고 열팽창계수가 크다.
10. 압출공정에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 직접압출과 간접압출은 램의 진행 방향과 빌렛이 압출되어 배출되는 방향에 의하여 구분된다.
② 직접압출은 금형과 빌렛 사이의 마찰저항으로 인하여 간접압출보다 압출에 소요되는 동력이 더 크다.
③ 다이각이 작으면 다이의 표면적이 커지기 때문에, 금형과 빌렛 접촉부에서의 마찰이 증가한다.
④ 다이각이 클수록 마찰이 감소하므로 압출에 필요한 램 압출력이 감소한다.
답 : ④
압출 시 다이각이 크면 불균질변형에 의한 과잉일이 커져 압출에 필요한 램 압출력이 증가한다.
※다이각이 작으면 표면적에 의한 마찰력이 커지고, 다이각이 크면 불균질변형에 의한 과잉일이 커진다. 주로 45~60도 사이에서 압출력이 최소가 되는 최적다이각이 존재한다.
11. 절삭공구에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 공구 수명에 관한 테일러 방정식을 사용하면, 절삭속도를 80% 감소시킬 때, 공구 수명은 약 24배 증가한다. (단, 공구수명지수 n=0.5, 절삭상수 C=400이다.)
② 서멧 공구는 알루미늄 산화물과 티타늄 카바이드로 구성된 것이 대표적이며, 구성인선 생성에 대한 저항성과 인성이 매우 높다.
③ cBN(입방정질화붕소)공구는 고온에서 철이나 니켈에 대해 높은 화학적 안정성을 가지고 있어 확산에 의한 마멸이 거의 발생하지 않는다.
④ 티타늄 카바이드 공구는 TiC 입자를 니켈-몰리브덴 모재와 함께 소결시킨 것으로, 텅스텐 카바이드 공구보다 높은 내마멸성을 가졌지만 인성은 작다.
답 : ②
서멧 공구는 인성이 작고 취성이 크다.
① V√T=C에서 절삭속도가 1/5가 되므로 √T는 5배, T는 25배가 되어야 한다. 따라서 T는 약 24배 증가한다.
12. 방전가공에 대한 일반적인 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 방전가공 시, 스파크는 공작물뿐만 아니라 공구도 용융시켜 공구마멸이 발생한다.
② 절연액은 부스러기 제거, 절연작용, 냉각 기능을 한다.
③ 낮은 방전전류와 낮은 방전주파수는 표면 다듬질을 향상시킨다.
④ 방전 전극의 용융점이 높을수록 공구마멸이 줄어든다.
답 : ③
방전가공의 방전전류가 크고, 방전주파수가 낮을수록 표면다듬질이 나빠지고 소재재거율이 증가한다.
① 방전가공 시 공구마멸이 발생하며, 구리 전극을 사용하거나 극성을 바꿈으로써 이를 최소화할 수 있다.
13. 분말야금 공정에 대한 일반적인 설명으로 가장 옳은 것은?
① 사용되는 분말재료의 전단속도가 높아지면 점성이 낮아지게 되므로 빠르게 가압해야 한다.
② 분말에 높은 압력을 가해 만들어지는 중간단계의 제품을 패킹(packing)이라고 하며 이것을 가열하여 최종 제품을 제작한다.
③ 높은 강도와 경도를 갖는 합금으로 된 제품을 제작할 경우 절삭가공에 비해서 제작이 용이하다.
④ 공정에 필요한 공구와 장비 및 분말재료가 고가이므로 대량생산에 적합하지 않다.
답 : ③
① 가압속도를 빠르게 하면 공기가 많이 갇히게 되므로 부적합하다.
② 압축생형(green compact)에 대한 설명이다.
④ 분말야금공정은 대량생산에 유리하다.
14. <보기>의 설명에 해당하는 용접공정으로 가장 옳은 것은?
<보기>
∙ 비소모성 전극을 사용한다.
∙ 용가재를 사용하지 않는다.
∙ 접합부의 형태가 겹치기 이음인 경우에만 적용이 가능하다.
∙ 완전 밀폐된 결합부를 만들 수 있다.
① 서브머지드 아크용접(submerged arc welding)
② 일렉트로 가스용접(electrogas welding)
③ 저항 점용접(resistance spot welding)
④ 저항 심용접(resistance seam welding)
답 : ④
비소모성 전극을 사용하고 용가재를 사용하지 않으므로 압접에 해당한다. 또한 겹치기 이음에 적용하므로 저항 용접에 해당하고, 결합부가 완전 밀폐되므로 심용접에 해당한다.
점용접은 점(spot)의 형태로 접합되므로 완전 밀폐되지 않는다.
15. 판재의 전단작업에 대한 일반적인 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 펀치와 다이 사이의 간극이 커지면 전단면은 거칠어진다.
② 판재의 두께가 두꺼울수록 간극을 작게 해야 한다.
③ 펀치속도가 빠르면 전단면이 매끈해진다.
④ 간극이 크고 판재의 연성이 클수록 버(burr)의 높이는 증가한다.
답 : ②
판재의 두께가 두꺼울수록 간극을 크게 해야 한다.
④ 전단 버(burr)의 높이는 날이 무딜수록, 간극이 클수록, 연성재질일수록 증가한다.
16. <보기>의 내용에서 P1, P2, P3의 값 각각에 해당하는 연삭숫돌의 구성요소를 옳게 짝지은 것은?
답 : ①
연삭숫돌의 조직은 단위체적당 입자의 체적비로 결정된다. 즉 연마입자와 기공은 P1 또는 P3에 해당한다. 조직의 번호가 낮을수록(1에 가까울수록) 치밀하므로 P1이 연마입자에 해당한다.
17. 한 변의 길이가 10cm인 정육면체 형상 제품과 직경이 10cm, 높이가 20cm인 원통 형상 제품을 주조공정으로 제작하려고 한다. 크보리노프(Chvorinov) 법칙의 지수(n)가 2일 때, 정육면체 형상의 응고시간은 25분이다. 원통 형상 제품의 응고시간을 크보리노프 법칙을 사용하여 계산한 결과는? (단, 정육면체 형상과 원통형상의 크보리노프 법칙의 주형상수(C)는 같다.)
① 27분
② 36분
③ 49분
④ 54분
답 : ②
Chvorinov 법칙(t : 응고시간, B : 주형상수, V : 부피, S : 표면적, n(=2) : 지수)
즉 응고시간은 주물의 부피와 표면적의 비의 제곱에 비례한다.
i) 정육면체 형상
ii) 원통 형상
원통형상제품의 응고시간은 다음과 같이 구할 수 있다.
18. 평밀링작업에서 밀링커터 회전속도는 200rpm이고 절삭날은 5개이다. 절삭폭 5mm, 절삭깊이 2mm, 절삭률 2,000mm3/min 일 때, 절삭날당 이송량[mm/날]은?
① 0.1
② 0.2
③ 0.3
④ 0.4
답 : ②
19. 재료의 경도를 측정하기 위한 경도시험에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 브리넬 경도시험에서는 강이나 텅스텐 카바이드로 만든 구형 압입자가 사용되며, 압입하중을 압흔의 구상표면적으로 나눈 값이 경도값으로 사용된다.
② 비커스 경도시험에서는 압흔이 사각형이므로 원형의 직경에 비하여 대각선의 길이를 구하는 것이 쉬워 압흔면적을 계산하기가 용이하다.
③ 로크웰 경도시험에서는 재료의 강도에 따라 주하중(시험하중)과 부하중(초기하중)의 압입횟수가 다르게 적용된다.
④ 누프 경도시험에서는 한쪽 대각선이 긴 피라미드 형상의 다이아몬드 압입자가 사용되며, 압흔에서 긴 대각선의 길이가 측정된다.
답 : ③
로크웰 경도시험에서는 재료의 강도에 따라 다른 종류의 압입자를 사용한다.
20. 컴퓨터 통합 제조(Computer Integrated Manufacturing)시스템에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 유연생산시스템(FMS)은 설비의 가격이 높으며, 일반적으로 매우 낮거나 매우 높은 생산속도에 최적이다.
② 유연생산시스템(FMS)은 종래의 생산시스템과 비교하여 노동력 및 재고가 직접적으로 감소하는 장점이 있다.
③ 유연생산시스템(FMS)의 기본요소는 작업장(workstation), 재료와 부품의 자동물류장치, 제어시스템이다.
④ 유연생산시스템(FMS)에서 작업장(workstation)은 일반적으로 개별 작업을 수행하는 하나 이상의 기계로 구성된다.
답 : ①
유연생산시스템에서는 생산속도에 무관하게 가공을 진행할 수 있다.
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