2015년도 서울시 7급 기계공작법 문제, 정답, 해설입니다. 질문, 오류 등 궁금사항이 있으면 댓글 남겨주세요.
<문제>
<전체정답>
42322 / 14413 / 34431 / 31122
<해설>
1. 일반적인 절삭공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 공구경사각(α)이 크면 절삭력이 감소한다.
② 공구경사각(α)이 크면 연속형 칩이 발생하기 쉬워진다.
③ 절삭 속도가 빠르면 연속형 칩이 발생하기 쉬워진다.
④ 균열형 칩은 절삭깊이가 작거나 경사각이 클 때 발생한다.
답 : ④
균열형 칩은 취성재료를 저속절삭할 때 발생한다. 절삭깊이가 작거나 경사각이 크면 유동형(연속형) 칩이 발생한다.
※칩의 종류와 발생조건
유동형(연속형)칩 - 연성재료를 고속절삭, 높은 경사각, 얕은 절삭깊이, 마찰이 작을 때
전단형(톱니형)칩 - 연성재료를 저속절삭, 작은 경사각, 깊은 절삭깊이
열단형(경작형)칩 - 점성이 있는 재료
균열형칩 - 취성재료를 저속절삭
2. 압연 작업에서 압하력을 줄이기 위한 방법으로 가장 옳지 않은 것은?
① 압연 방향으로 장력을 가한다.
② 마찰력을 크게 한다.
③ 반경이 작은 롤을 사용한다.
④ 압하율을 작게 한다.
답 : ②
압하력을 줄이기 위해 마찰력을 작게 해야 한다.
압연력(압하력)을 줄이기 위한 방법 5가지 : 지름이 작은 롤, 패스당 압하율 감소, 작은 마찰, 높은 판재온도, 전/후방 장력
3. 다음 중 단조공정에서 발생하는 플래시(flash)에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 자유단조공정에서 발생한다.
② 플래시가 생기지 않도록 재료의 양을 조절하는 것이 좋다.
③ 금속유동이 저항을 받아 재료가 금형공동 내에 남아있도록 해준다.
④ 플래시가 발생하면 공작물에 가해지는 압력이 낮아진다.
답 : ③
① 플래시는 형단조공정에서 발생한다.
② 적정량의 플래시가 있어야 재료가 흘러나오는 것을 방지하고 상형·하형 간 타격을 줄여준다. 다만 플래시가 과도하면 재료손실이 커진다.
④ 플래시가 발생하면 형단조하중 및 압력이 급격히 증가한다.
4. 용접의 종류 중 아래의 설명에 해당하는 것은?
용제가 채워진 관 모양의 소모성 용접봉을 사용하는 아크 용접법이며, 보호 가스는 용제가 타서 생긴 가스이다. 부족한 보호 가스는 이산화탄소, 아르곤 등을 추가 공급할 수 있다. 이 용접은 주로 반자동용접에 많이 사용되며 두꺼운 철판이나 스테인리스강 용접에 사용된다. 높은 용착효율을 얻을 수 있고, 용접부의 모양이 균일하고 미려한 점이 장점이나 장비비가 비싼 점과 유해 가스가 많이 발생하는 것이 단점이다.
① 탄소 아크용접
② 플럭스 코어드 아크용접
③ 서브머지드 아크용접
④ 스터드 아크용접
답 : ②
플럭스코어드 아크용접에 대한 설명이다.
플럭스코어드 아크용접(유심용제아크용접)은 소모성 용접봉을 사용하며 반자동용접에 사용된다. 유해가스가 발생할 수 있다.
① 탄소아크용접은 비소모성 용접봉을 사용하며, 아르곤 대신 탄산가스를 사용한다.
③ 서브머지드 아크용접은 분말로 된 용제를 사용하여 모재와 용접봉사이에 아크를 발생시켜 용해시키는 방법이다.
④ 스터드 아크용접은 볼트, 나사봉, 고리 등 형상을 한 전극으로 평판부분에 용접하는 방법이다.
5. 열 팽창 계수가 작아서 정밀과학기구나 카메라, 광학용으로 사용되는 철(Fe)과 니켈(Ni)의 합금은?
① 인코넬(inconel)
② 인바(invar)
③ 플러린(fullerenes)
④ 아몰퍼스 합금(amorphous alloys)
답 : ②
인바(invar)에 대한 설명이다. Fe-Ni계 합금에는 인바, 엘린바, 플래티나이트, 퍼멀로이, 니켈로이 등이 있다.
① 인코넬(inconel)은 Ni-Cr계 합금이다.
③ 플러린(fullerenes)은 탄소 원자가 구, 타원체, 원기둥 등의 형상으로 배치된 탄소 동소체를 말한다.
④ 아몰러스 합금(amorphous alloys)는 철(Fe), 규소(Si), 붕소(B)로 이루어진 비정질 합금이다.
6. 다음 압연공정에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 압연롤의 캠버(camber) 값은 클수록 유리하다.
② 마찰력을 이용하여 압연공정을 수행한다.
③ 링압연(ring rolling)은 대형 링 제작에 적합하다.
④ 압연 롤러의 직경이 작을수록 압하력이 줄어든다.
답 : ①
캠버는 압하력에 의한 굽힘에 의해 판재의 중앙부가 두꺼워지는 것을 방지하기 위해 롤의 중앙부 직경을 크게 하는 것을 말한다. 캠버는 0.5mm 이내로 주는 것이 좋다.
7. 연삭숫돌 결합제 중 여러 종류의 열경화성 수지로 만들어지며, 높은 강도를 가지고 있고, 거친 연삭이나 절단공정에 사용되는 연삭숫돌의 결합제로 옳은 것은?
① 비트리파이드(vitrified) 결합제
② 금속 결합제
③ 실리케이트(silicate) 결합제
④ 레지노이드(resinoid) 결합제
답 : ④
열경화성 수지 → 레지노이드 결합제에 대한 설명이다.
8. 다음 중 연마공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 호닝(honing)은 연마입자들이 부착된 원주 상에 하나 또는 여러 개의 막대형 숫돌을 이용한다.
② 래핑(lapping)은 공작물과 래핑공구 사이에 매우 작은 연마입자들이 섞여 있는 용액이 사용된다.
③ 슈퍼피니싱(super finishing)은 왕복 운동하면서 공작물표면에 압력을 가하는 막대형 숫돌이 사용된다.
④ 폴리싱(polishing)은 고속으로 회전하는 연삭숫돌에 의해 공작물의 표면을 연마한다.
답 : ④
연삭(grinding)에 대한 설명이다. 폴리싱(polishing)은 목재, 가죽, 직물 등으로 만든 원판에 연삭입자를 붙이고 회전시켜 공작물의 표면을 연마한다.
9. 주조공정의 탕구계(gating system)에서 라이저(riser)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 응고가 빨리 일어난 부분에 위치한다.
② 수축으로 인한 부족 쇳물을 보충한다.
③ 용탕 내 기포나 불순물을 제거한다.
④ 쇳물의 압력을 증가시키는 역할을 한다.
답 : ①
라이저는 응고가 늦게 일어나는 부분에 위치시킨다.
덧쇳물은 압탕을 향한 방향으로 응고되도록, 탕구속에서 멀고 표면적이 작은 곳, 두께가 두껍고 가장 늦게 응고되는 곳에 설치한다.
10. 다음 중 딥 드로잉(deep drawing)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 평평한 금속 판재를 원통형이나 각통형 제품으로 가공하기 위해 펀치로 소재를 다이공동부로 밀어 넣는 가공을 말한다.
② 드로 비드(draw bead)는 다이공동부 내의 소재 유동을 조절할 수 있으며, 각통이나 비축대칭 제품의 가공에 필수적이다.
③ 딥 드로잉에서 펀치와 소재 간의 마찰이 크면 가공성이 줄어들어 펀치를 윤활해주는 것이 필수적이다.
④ 다이공동부에 들어가는 판재의 두께가 펀치와 다이간의 간극보다 크면, 두께가 감소하게 되는데 이를 아이어닝(ironing)이라 한다.
답 : ③
딥드로잉에서 펀치와 소재 간의 마찰이 클수록 가공성이 향상되기 때문에 펀치에는 윤활을 하지 않는다.
11. 다음 중 CNC선반에서 사용되는 G코드와 M코드에 대하여 의미와 기능이 옳지 않은 것은?
① G02 - 원호보간 - 시계방향 원호절삭
② M03 - 주축 정회전 - 주축의 정회전(시계방향) 기동
③ M12 - 공구대 정회전 - 공구대를 정회전시키는 기능
④ G01 - 직선보간 - 절삭이송에 의한 직선절삭
답 : ③
M12는 척 물림을 지시한다.
G00 : 급속이송, G01 : 직선보간, G02 : 원호보간(CW), G03 : 원호보간(CCW), G04 : 휴지(dwell), G40 : 인선반경 보정취소, G27 : 원점복귀 점검, G28 : 자동원점 복귀, G41 : 왼쪽 인선반경 보정, G42 : 오른쪽 인선반경 보정, G50 : 주축 최고속도 설정, G96 : 주속일정제어, G97 : 주속일정제어 취소, G98 : 분당 이송속도 지정, G99 : 주축회전당 이송속도 지정
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
12. 반도체 제작공정에서 패턴(pattern) 가공을 위하여 주로 사용되고 있으며, 박막이나 모재의 특정 부분을 화학적으로 제거하는 방법은?
① 스퍼터링(sputtering)
② 화학증착법(chemical vapor deposition)
③ 래핑(lapping)
④ 식각(etching)
답 : ④
식각(etching)에 대한 설명이다.
① 스퍼터링은 물리증착법(PVD)의 일종으로, 진공 분위기에서 고에너지 이온을 전기장을 이용해 플라즈마를 발생시켜 목표물에 충돌시키면 원자가 이온화되는데, 이를 웨이퍼에 충돌시켜 증착하는 방법이다.
② 화학증착법(CVD)는 화학반응이나 가스분해에 의해 가열된 기판 표면에 박막을 성장시키는 공정이다. 반도체 웨이퍼 공정에서 이산화실리콘·질화실리콘층 등을 추가하는 데 쓰인다.
③ 래핑(lapping)은 랩 위에 랩제와 윤활제를 섞어 공작물을 놓은 후 상대운동을 통해 공작물을 다듬질하는 공정이다.
13. 공칭응력(engineering stress)을 나타낸 식으로 옳은 것은? (단, F=시편에 가해지는 힘, A0=원형단면 시편의 변형 전 단면적, A=원형단면 시편의 변형 후 단면적, L0=시편의 변형 전 표점거리, L=시편의 변형 후 표점거리를 나타낸다.)
① F/L
② F/L0
③ F/A
④ F/A0
답 : ④
공칭응력은 시편에 가해지는 힘을 시편의 변형 전 단면적으로 나눈 값이다.
14. 개별적인 유리 제품을 가공하는 데 적용되는 공정과 그것에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 블로잉(blowing) - 병이나 플라스크와 같이 비어있는 얇은 벽 제품을 만드는 데 이용되며, 공동부에 공기를 불어넣어 가열된 유리 덩어리를 확장시켜 벽면에 밀착시킨다.
② 프레싱(pressing) - 용융 유리를 주형에 넣고 플런저로 압축하여 원하는 모양으로 성형하며, 블로잉에 의한 것보다 치수 정확도가 높다.
③ 새깅(sagging) - 용융 유리를 금형 위에 얹고, 지속적으로 열을 가하여 압력차와 진공을 이용하여 성형하는 일련의 공정을 말한다.
④ 원심주조(centrifugal casting) - 유리 산업에서 스피닝이라고 알려졌으며, 원심력에 의해 용융 유리가 주형 벽으로 밀려나고 응고되는 방식이다.
답 : ③
새깅(sagging)은 유리를 주형위에 놓고 가열하여 얇은 접시나 양각된 유리제품 등을 가공하는 것이다. 압력이나 진공을 사용하지 않는다.
※유리제품의 가공법 4가지
1)블로잉(blowing) : 내부가 빈 얇은 벽 형상 가공. 공기를 불어넣어 몰드벽면에 밀착시킨 후 분리
2)프레싱(pressing) : 용융유리 덩어리를 금형에 올려놓고 플런지로 압축하여 원하는 모양으로 성형. 블로잉보다 치수정확도가 좋다.
3) 원심주조 : 원심력에 의해 용융유리가 주형벽면으로 밀착되면서 응고.
4) 새깅(Sagging) : 얕은 접시모양이나 양각된 유리제품 등 가공. 주형에 유리판재를 올려놓고 가열하여 원하는 형상 가공
15. 다음 주조방법 중 주형을 재사용하는 공정은?
① 다이캐스팅(die casting)
② 인베스트먼트 주조(investment casting)
③ 석고주형 주조
④ 사형 주조
답 : ①
다이캐스팅법, 원심주조법, 압력(가압)주조법 등은 주형을 재사용한다.
②③④ 소모성주조는 모형(pattern)을 사용하며, 주형은 1회성으로 사용한다. 사형주조, 인베스트먼트주조, 셀주조, 석고주조 등이 있다.
16. 특수가공법 중 방전가공과 전해가공에 사용되는 가공액의 설명으로 옳은 것은?
① 모두 전기의 도체이다.
② 모두 전기의 부도체이다.
③ 방전 가공액은 전기의 부도체, 전해 가공액은 전기의 도체이다.
④ 방전 가공액은 전기의 도체, 전해 가공액은 전기의 부도체이다.
답 : ③
방전가공에서는 전기 부도체(절연성)인 가공액을, 전해가공에서는 전도성인 전기 도체(전도성)인 가공액을 사용한다.
17. 공작물 표면에 마스킹을 하거나 일부만 용해액에 담가서 용해액에 의해 부위별로 선택적 침식이 일어나도록 하여
후판, 박판, 단조품, 압출품 등에 얕은 공동부를 만들어서 설계 요건을 만족시키거나 무게를 감소시키는 가공법은?
① 화학 밀링
② 화학 블랭킹
③ 전해 가공
④ 전해 연삭
답 : ①
마스킹, 용해액, 선택적 침식 → 화학밀링에 대한 설명이다. 습식식각의 방식과 동일하다.
② 화학 블랭킹은 사진기술을 이용하여 편평한 박판에서 소재를 제거하는 공정이다.
③ 전해가공(ECM)은 전극을 음극(-)에, 공작물을 양극(+)으로 하여 전해액을 통한 양극에서의 용해용출현상을 이용하여 가공하는 공정이다.
④ 전해연삭(ECG)는 숫돌의 입자를 전해액을 통해 공작물에 접촉시켜 연삭하는 방법이다.
18. 나사의 제작 시 절삭가공과 비교한 전조가공의 장점으로 옳지 않은 것은?
① 나사산의 연성이 높아진다.
② 표면이 더 매끄럽다.
③ 압축응력으로 인한 피로에 대해 저항성이 높다.
④ 생산속도가 빠르다.
답 : ①
전조가공은 소성 가공이며, 가공 시 가공경화로 인해 강도와 경도가 높아지고 연성이 감소한다.
전조가공은 절삭가공에 비해 가공시간이 줄어들고, 정밀도 및 체결력이 높다. 가공경화로 인해 경도와 강도가 높고 절삭칩이 없어 표면이 더 매끄럽다. 재료의 낭비가 적고 접촉면적이 작아 비교적 적은 힘으로 가공할 수 있다.
19. 다음 설명에 맞는 열가소성 중합체의 명칭은?
사출성형용 주요 플라스틱으로 경량이며, 플라스틱 중 강도 대 무게비가 높다. 고밀도 폴리에틸렌과 가격, 성능이 매우
유사하나 용융점이 상대적으로 높아 살균 등이 필요한 제품에 적합하다.
① 아미노수지
② 폴리프로필렌
③ 에폭시
④ 폴리우레탄
답 : ②
열가소성 → 폴리프로필렌(열가소성/열경화성 여부만으로 선지판별 가능)
열경화성 - 알키드, 아미노, 에폭시, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지, 규소수지, 폴리에스테르수지, 폴리우레탄수지, 푸란수지, 실리콘
열가소성 - 아세탈, 아크릴, ABS, 셀룰로스, 불화탄소, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 플루오르수지, 폴리술폰, PVC
20. 구성인선(built-up edge)의 감소 및 억제 방법으로 가장 옳지 않은 것은?
① 절삭 속도의 증가
② 절삭 깊이의 증가
③ 경사각의 증가
④ 공구 반경의 감소
답 : ②
절삭깊이를 감소시켜야 구성인선을 억제할 수 있다.
구성인선의 방지법 6가지 : 공구 윗면경사면에 윤활, 경사각을 크게, 절삭속도를 크게, 절삭깊이를 작게, 공구반경을 작게, 이송을 작게
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