2017년도 서울시 7급 기계공작법 문제, 정답, 해설입니다. 질문, 오류 등 궁금사항이 있으면 댓글 남겨주세요.
<문제>
<전체정답>
23414 / 21421 / 32141 / 32343
<해설>
1. 용접에 관한 설명 중 가장 옳지 않은 것은?
① 경납접에서 사용되는 용가재의 용융 온도는 접합할 모재보다 낮아야 한다.
② 연납접에서는 모재금속의 용융이 발생한다.
③ 서브머지드아크용접(SAW)은 소모성 전극을 사용하는 용접 공정이다.
④ 고상용접에서는 용가재가 사용되지 않는다.
답 : ②
납접에서는 모재금속의 용융이 발생하지 않는다.
①② 납접은 저용융점의 납(Pb) 용가재를 사용하며, 표면장력에 의한 흡입력으로 접합한다. 모세관현상에 의해 모재틈사이로 용가재가 유입된다. 모재용융이 발생하지 않는다.
③ 서브머지드아크용접은 소모성 전극과 과립형 용제(flux)를 사용한다. 모재와 용접봉사이에 아크를 발생시켜 용제, 용접봉 및 모재를 용해한다.
④ 용가재는 융접에서 용융금속을 용착시키기 위한 재료인데, 고상용접에서는 용융이 일어나지 않으므로 용가재가 사용되지 않는다.
2. 철 - 탄소 합금 중 주철 종류에 관한 설명으로 옳은 것은?
① 회주철은 백주철을 800~900℃에서 장시간 가열하여 시멘타이트를 불규칙한 덩어리 형태의 흑연으로 분해하는 방식으로 만들어진다.
② 백주철은 페라이트나 펄라이트 기지에 흑연이 박편 형태로 존재하는 주철이다. 인장력에 약하고 깨지기 쉽다. 타 금속에 비해 상당히 저렴하다.
③ 연성주철은 회주철에 마그네슘이나 세륨을 첨가하여 흑연이 구상형태로 존재하는 주철이다. 강에 상응하는 기계적 특성을 갖고 있다.
④ 가단주철은 규소 함량이 1.0wt% 이하의 주철을 급속냉각 했을 때 생긴다. 대부분의 탄소가 흑연 대신 시멘타이트 형태로 존재한다.
답 : ③
① 백주철을 장시간 가열 → 가단주철에 대한 설명이다.
② 박편 형태 → 회주철에 대한 설명이다.
③ 구상형태 → 연성주철(구상흑연주철)에 대한 설명이다.
④ 주철을 급속냉각, 시멘타이트 → 백주철에 대한 설명이다.
3. 담금질 열처리 과정에서 마르텐사이트 변태를 일으켰으나 잔류오스테나이트가 남아 있으면 시간이 경과함에 따라서 부품의 치수가 변하게 된다. 이를 방지하기 위하여 오스테나이트 조직을 제거하기 위한 열처리 방법으로 가장 적당한 것은?
① 구상화풀림열처리
② 어닐링(annealing)
③ 템퍼링(tempering)
④ 서브제로(subzero)처리
답 : ④
서브제로(subzero)처리(=심냉처리)는 잔류오스테나이트를 제거하기 위한 열처리이다.
4. 비파괴검사법 중 재료 내부의 결함을 탐지할 수 없는 검사법은?
① 침투검사법(liquid penetrant test)
② 자분검사법(magnetic particle test)
③ 초음파검사법(ultrasonic test)
④ 음향방출검사법(acoustic emission test)
답 : ①
비파괴검사법 중 (액체)침투검사법은 표면결함만을 탐지할 수 있다. 자분검사법은 표면과 표면 근처의 내부를 탐지할 수 있으며 나머지 검사법은 내부결함을 탐지할 수 있다.
5. 절삭공구재료에 대한 설명 중 가장 옳지 않은 것은?
① 주조코발트 합금은 스텔라이트공구로 알려져 있으며 코발트가 풍부한 크롬-텅스텐-탄소 주조합금으로 카바이드와 고속도강의 중간 정도의 성질과 응용성을 갖고 있다.
② PCBN은 다이아몬드만큼 경도가 높지는 않으나 경화강, 경화주철, 니켈 및 코발트 중심의 초합금과 같은 물질과 반응을 잘 일으키지 않는다.
③ 서멧은 금속결합제 내 세라믹 재료이다. 소결 카바이드에 비하여 내산화성 및 고온 경도가 높다. 철과 화학반응성이 낮아서 크레이터마멸과 구성인선의 발생이 적다.
④ 소결 카바이드는 CVD 공정으로 제작되며 텅스텐 탄화물을 주성분으로 코발트결합제를 3~13% 함유하였다.
답 : ④
소결 카바이드는 분말야금공정으로 제작된다. 코발트결합제가 3~30%가량 함유되어 있으며 함유량이 높을수록 인성이 증가하지만 강도와 경도, 내마멸성이 감소한다. 텅스텐카바이드에 비해 티타늄카바이드가 고속에 적합하고 내마멸성이 크지만 인성은 작다.
① 절삭공구 중 주조합금에는 대표적으로 스텔라이트가 있으며, 구성원소는 텅스텐, 크롬, 코발트, 탄소, 철이다. 주로 황삭에 사용된다. 카바이드와 고속도강의 중간 정도 성질을 가진다.
②③ 절삭공구의 경도순서 : 다이아몬드>CBN>세라믹>서멧>초경합금>고속도강>탄소공구강
6. 자유단조의 기본 작업에서 소재를 축방향으로 압축하여 길이를 짧게 하고 단면을 크게 하는 가공은?
① 늘리기(drawing)
② 업세팅(up-setting)
③ 단짓기(setting down)
④ 굽히기(bending)
답 : ②
자유단조 중 업세팅에 대한 설명이다.
7. 전단 공정에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 펀치와 다이의 간극은 재료의 두께에 반비례한다.
② 블랭킹 작업은 다이의 직경이 제품의 치수로 되어야 한다.
③ 펀칭에서는 펀치의 직경이 제품의 치수로 되어야 한다.
④ 일반적으로 펀치와 다이의 간극이 작을수록 깨끗한 단면이 얻어진다.
답 : ①
펀치와 다이의 간극은 재료가 두꺼울수록 크고, 재료가 얇을수록 작다. → 비례한다.
8. 목형을 제작할 때 두께가 균일하지 못하고 형상이 복잡한 주물은 냉각됨에 따라 내부 응력에 의하여 변형되고 파손되기 쉬우므로 변형방지 보강대를 설치하는데, 이를 무엇이라 하는가?
① 수축여유(shrinkage allowance)
② 라운딩(rounding)
③ 코어 프린트(core print)
④ 덧붙임(stop off)
답 : ④
덧붙임(stop off)에 대한 설명이다.
9. 다이캐스팅(die casting)에 대한 설명 중 가장 옳지 않은 것은?
① 용융 금속을 수천 psi의 압력을 가하여 주형 내로 주입하고 응고 중에 이 압력을 유지하는 주조법으로 후가공은 거의 필요없다.
② 저온용기다이캐스팅(cold chamber die casting)은 주물재료를 다른 노에서 녹이고 구스넥(gooseneck)을 통해 다이로 주입하는 구조이며 고융점 합금의 주조에 주로 사용한다.
③ 고온용기다이캐스팅(hot chamber die casting)은 주물재료를 녹이는 용기로부터 직접 주입할 수 있으며 아연, 주석, 납 등의 저융점 합금의 주조에 사용한다.
④ 다이캐스팅용 다이는 높은 압력 때문에 보통 열간가공되고 경화된 공구강을 사용한다.
답 : ②
저온용기다이캐스팅 - 용탕을 레이들로 퍼서 사출실린더 속으로 주입하는 구조
고온용기다이캐스팅 - 용탕을 가압하여 구스넥(gooseneck) 또는 노즐을 통해 다이로 주입하는 구조
10. 브라베이(Bravais)가 정의한 금속의 결정격자 중에서 정육면체의 각 모서리와 중심에 각각 1개의 원자가 배열되어 있는 결정격자구조는?
① 체심입방격자
② 면심입방격자
③ 조밀육방격자
④ 단순입방격자
답 : ①
체심입방격자에 대한 설명이다.
11. 방전가공(EDM)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 전기아크를 사용한다.
② 와이어 방전가공(WEDM)은 2차원 절삭에 유리하다.
③ 절삭액으로 주로 비전도성 액체를 사용한다.
④ 경한 재료의 가공이 가능하다.
답 : ③
방전가공에서는 절삭가공을 하지 않으므로 절삭액이 아닌 비전도성의 방전액을 사용한다.
12. 재료를 융해하지 않고 고체 상태에서 접합시키는 방법을 고상용접(solid phase welding)이라고 한다. 고상용접의
종류에 따른 설명으로 옳지 않은 것은?
① 폭발용접(explosion welding) : 접합할 두 재료를 겹쳐 놓고, 그 위에 장전한 폭약의 폭발적인 압력에 의하여 접촉면이 결합하는 용접방법
② 단접(forge welding) : 연성이 있는 여러 가지 금속을 열 또는 전류를 이용하지 않고 가압력만을 이용한 용접방법
③ 마찰용접(friction welding) : 봉재 및 파이프의 절단부를 접촉시키고 압력을 가하면서 상대운동을 시킬 때 발생하는 마찰열을 이용한 용접방법
④ 확산용접(diffusion welding) : 접촉면에 압력을 가하여 밀착시키고 온도를 올려 확산으로 접합하는 용접방법
답 : ②
냉간압접에 대한 설명이다. 단접은 두 금속을 맞대어 가열한 후 해머로 타격하여 접합하는 방법이다.
13. 센터레스(centerless) 연삭의 특징에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 공작물을 고정하기 위한 콜릿(collet), 척(chuck) 등이 필요하다.
② 공작물 처짐이나 진동이 적다.
③ 정밀 연삭이 가능하다.
④ 작업 공정이 신속하다.
답 : ①
센터리스 연삭에서는 공작물의 고정이 필요하지 않으며, 센터나 척을 사용하지 않는다.
14. 압연 공정에서 사용하는 용어들이다. <보기>에서 옳은 것을 모두 고른 것은?
<보기>
ㄱ. 압하율은 공작물의 압연 이전 두께에 대한 압연 후 두께 감소량의 비를 의미한다.
ㄴ. 스프레딩(spreading)은 공작물의 두께 감소와 함께 폭이 증가되는 현상을 말한다.
ㄷ. 중립점은 공작물 표면선속도와 롤(roll)의 표면선속도가 일치하는 점이다.
① ㄱ, ㄴ
② ㄱ, ㄷ
③ ㄴ, ㄷ
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ
답 : ④
ㄱ. 압하율 : (H0-H1)/H0
ㄴ. 압연에서 폭퍼짐(width spreading)은 압연 시 공작물의 두께가 감소하면서 폭이 증가하는 현상이다. 소재두께에 대한 폭비가 작을수록, 롤반경이 작을수록, 마찰력이 작을수록 증가한다.
ㄷ. 압연에서 중립점을 기준으로 롤로 들어갈 때는 속도가 느리고, 나올 때에는 속도가 빠르다.
15. 오늘날 3D 프린팅기술은 쾌속조형기술을 바탕으로 발전해 오고 있다. 이 중에서 자외선 레이저 불빛 등을 이용하여 액상의 광폴리머를 특정한 형상으로 경화시키는 원리에 근거를 두고 있는 방법은?
① 스테레오리소그래피(SLA : stereolithography apparatus)
② 선택적 레이저 소결(SLS : selective laser sintering)
③ 박판적층(LOM : laminate object manufacturing)
④ 용착적층모델링(FDM : fused deposition modeling)
답 : ①
자외선, 액상 광폴리머 → 스테레오리소그래피에 대한 설명이다.
② 선택적 레이저 소결(SLS : selective laser sintering)에서는 플라스틱분말에 레이저를 쏘아 소결한다.
③ 박판적층법(LOM : laminate object manufacturing)에서는 종이/금속 박판을 깔고 레이저로 잘라 적층한다.
④ 용착적층모델링(FDM : fused deposition modeling)에서는 광경화수지를 녹였다가 분사하여 적층한다.
16. 아래 <보기> 중 연삭숫돌의 표준 표기체계에 표시되는 사항을 모두 고른 것은?
<보기>
ㄱ. 연마제가 숫돌에 단단하게 고정되어 있는 세기
ㄴ. 입방 인치의 재료제거량을 입방 인치의 탈락된 숫돌량으로 나눈 값
ㄷ. 연마제 간의 간격으로 촘촘하고 성김의 정도
ㄹ. 연마제의 경도를 나타내는 누프값
ㅁ. 숫돌의 강도를 결정하는 결합제의 종류
① ㄱ, ㄴ, ㄷ
② ㄴ, ㄷ, ㄹ
③ ㄱ, ㄷ, ㅁ
④ ㄴ, ㄹ, ㅁ
답 : ③
ㄱ, ㄷ, ㅁ는 각각 결합도, 조직, 결합제를 나타낸다.
연삭숫돌의 표시법 : 숫돌입자, 입도, 결합도, 조직, 결합제 / 모양, 치수(바깥지름,두께,구멍지름) / 회전시험원주속도, 사용원주속도범위 / 제조사명 제조번호 제조년월일
17. NC 밀링에서 G 코드를 사용하여 지령할 수 있는 기능들로만 나열된 것은?
① 스핀들 회전방향 - 보간제어 - 주속일정제어
② 보간제어 - 고정사이클 - 좌표계 설정
③ 원점복귀 - 공구교환 - 공구지름보정
④ 공구길이보정 - 부프로그램 호출 - 작업평면지정
답 : ②
G 코드로 가능한 기능으로는 급속이동, 보간, 절삭, 좌표, 인선, 사이클, 속도, 절대지령이 있다.
① 스핀들 회전방향은 M 코드로 제어한다.
③ 공구교환은 M 코드로, 공구지름보정은 D 코드로 제어한다.
④ 공구길이보정은 H 코드로, 부프로그램 호출은 M 코드로 지정한다. 작업평면지정은 G17~G19코드로 제어한다.(각각 XY, ZX, YZ 평면)
18. 어떤 절삭공구의 공구수명지수(n)가 0.5라고 가정한다. 이때 절삭속도 100[m/min]으로 가공할 때의 공구수명이 100분[min]이라고 하면, 공구수명을 400분[min]으로 연장하고자 할 때 요구되는 절삭속도는?
① 20[m/min]
② 40[m/min]
③ 50[m/min]
④ 60[m/min]
답 : ③
공구수명 T를 4배로 증가시키면 √T는 2배가 되고, 절삭속도 V는 1/2배가 되어야 한다. 따라서 50[m/min]이 되어야 한다.
19. 절삭가공의 칩(chip)에 관한 설명 중 가장 옳지 않은 것은?
① 불연속 칩은 주로 취성재료에 나타난다.
② 연속형 칩이 만들어지는 경우, 가공면의 표면 정도가 양호한 것이 보통이다.
③ 일반적으로 고속절삭이 되면 연속칩이 된다.
④ 칩브레이커는 연속칩 발생을 위한 것이다.
답 : ④
칩브레이커는 연속형 칩을 끊기 위해 공구윗면에 홈을 파서 칩을 절단한다.
20. 다음 중 플라스틱 성형 공정에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 압출성형은 용융된 펠릿(pellet)을 요구되는 형상이 가공된 출구다이 밖으로 밀어내어 가공하는 공정
② 블로(blow)성형은 미리 성형된 플라스틱 튜브(parison)를 이용하여 금형 내에서 팽창시킴으로써 속이 빈 음료수 용기 등을 만드는 공정
③ 압축성형은 고압으로 닫힌 금형의 공동부에 용융수지를 사출하고 냉각/고화시킴으로써 금형의 공동부에 해당하는 성형품을 제작하는 공정
④ 회전성형은 금형을 서로 수직한 2개의 축에 의해 회전하도록 하여 속이 빈 플라스틱 제품을 제조할 때 사용하는 공정
답 : ③
사출성형에 대한 설명이다. 압축성형은 열경화성 액상수지 및 충전제를 금형에 넣고 열과 압력을 가하여 화학변화에 따른 경화현상을 통해 성형하는 공정이다. 사출성형은 이미 가열된 수지를 금형 내에 사출하는 것이고, 압축성형은 열경화성 수지를 금형에 넣은 후 열과 압력을 가하여 경화시키는 것이다.
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