【기계공작법】2017 국가직 7급 기계공작법 해설

2017년도 국가직 7급 공무원 기계직 - 기계공작법 문제, 정답, 해설입니다. 질문, 오류 등 궁금사항이 있으면 댓글 남겨주세요.

<문제>

기계공작법-가.pdf

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<전체정답>

44121 / 21243 / 34443 / 13223

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<해설>

문 1. 한 쌍의 평금형이나 롤러금형을 사용하여 둥근 소재를 통과시키면서 국부적으로 압력을 가하여 나사(screw)나 기어(gear) 등을 가공 하는 소성가공법은?
① 사출
② 단조
③ 인발
④ 전조

답 : ④

전조가공에 대한 설명이다.

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문 2. 모래주형을 이용하는 사형주조의 구성요소에서 엔진블록이나 밸브 같이 내부에 구멍이나 통로가 있는 제품을 주조할 때 사용되는 것으로, 주조하기 전에 주형 안에 미리 설치되고 주조공정이 끝나면 완성된 주물에서 제거되는 것은?
① 냉각쇠(chill)
② 라이저(riser)
③ 모형(pattern)
④ 코어(core)

답 : ④

코어(core)에 대한 설명이다.

① 냉각쇠 : 냉각속도를 균일하게 하고, 수축공 방지를 위해 설치. 주변보다 체적이 큰 곳에, 주로 하부에 설치한다.

② 라이저 : 제품의 완성품에 포함되지 않고, 재활용이 가능하며, 재료의 낭비가 생긴다. 압탕을 향한 방향으로 응고되도록, 탕구속에서 멀고, 표면적이 작은 곳, 두께가 두껍고 가장 늦게 응고되는 곳에 설치한다.

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문 3. 한번 만들어진 주형을 여러 번 재사용하여 주물을 제작하는 영구주형 주조공정은?
① 다이캐스팅(die casting)
② 셀(shell) 주조
③ 발포 폴리스티렌(expanded polystyrene) 주조
④ 인베스트먼트(investment) 주조

답 : ①

다이캐스팅, 원심주조법은 영구주형 주조공정이다.

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문 4. 구성인선(built-up edge)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 절삭날 근처의 경사면에 들러붙어 발생, 성장, 분리, 탈락의 과정을 반복한다.
② 절삭속도를 줄이면 구성인선의 발생을 억제할 수 있다.
③ 공구반경을 줄이거나, 효과적인 절삭유를 사용하여 억제할 수 있다.
④ 공구경사각을 증가시켜 구성인선의 발생을 억제할 수 있다.

답 : ②

절삭속도를 늘리면 구성인선의 발생을 억제할 수 있다.

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문 5. 비커스(vickers) 경도시험 방법에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 다이아몬드로 된 피라미드 모양의 압입자로 시험편을 누른 후 이때 만들어진 자국의 대각선 길이와 가해진 하중을 이용해서 경도를 계산한다.
② 강으로 된 구형 압입자를 시험편에 누른 후 압입하중과 압입된 단면적을 이용하여 경도를 계산한다.
③ 압입자를 시험편에 접촉시켜 초기하중을 작용시킨 후 시험하중을 가해 초기하중과 시험하중으로 생긴 압입자국의 깊이 차로 계산한다.
④ 다이아몬드가 부착된 중추를 유리관 속의 일정한 높이에서 시편의 표면에 낙하시켜 반발높이를 이용해 계산한다.

답 : ①

② 브리넬 경도 시험법에 관한 내용이다.

③ 로크웰 경도 시험법에 관한 내용이다.

④ 쇼어 경도 시험법에 관한 내용이다.

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문 6. 인베스트먼트 주조(investment casting)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 복잡한 형상을 제작할 때 사용하는 방법이다.
② 경화된 두 개의 주형을 결합한 후 내부에 용탕을 주입하여 제품을 만든다.
③ 고온합금으로 제품을 제작할 때는 세라믹으로 주형을 만든다.
④ 모형(pattern)은 열에 녹아 없어지는 왁스(wax) 등을 사용해 만든다.

답 : ②

셀주조법에 관한 설명이다.

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문 7. 압출가공법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 열간압출은 냉간압출에 비해 재료의 소성이 증가하고 변형 저항이 감소되어 보다 매끄러운 표면을 얻을 수 있다.
② 단면이 일정한 각종 형상의 단면재와 관재의 제조법으로 사용된다.
③ 냉간압출은 열간압출에 비해 공구에 가해지는 압력이 커진다.
④ 냉간압출은 가공경화에 의하여 열간압출보다 단단한 제품을 얻을 수 있다.

답 : ①

열간압출은 냉간압출에 비해 재료의 소성이 증가하고 변형저항이 감소되지만, 냉간가공에 비해 표면이 매끄럽지 못하다.

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문 8. 판재의 소성가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 펀칭(punching)－펀치와 다이(die) 사이에 판재를 놓고 가압하여 전단된 조각을 제거하는 가공
② 헤밍(hemming)－용기 가장자리의 강도를 높이고 미관을 좋게 하기 위해 가장자리를 둥글게 마는 가공
③ 스피닝(spinning)－선반과 유사한 공작기계를 사용하여 회전하는 맨드릴 상의 판재를 공구로 밀어붙여 원형과 같은 모양으로 성형하는 가공
④ 하이드로포밍(hydroforming)－성형다이 위의 판재를 액체의 압력으로 눌러 다이의 모양으로 성형하는 가공

답 : ②

컬링(curling) 가공에 대한 설명이다.

※헤밍(hemming) : 판재의 끝단을 접어 강성을 높이는 가공

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문 9. 지름 d ＝ 50 mm인 밀링 커터를 이용하여 연강을 절삭속도 v＝90m/min로 가공하고 있을 때, 스핀들의 분당 회전수(rpm)는? (단, π는 3으로 계산한다)
① 150 rpm
② 270 rpm
③ 450 rpm
④ 600 rpm

답 : ④

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문 10. 금속판재의 수직이방성(normal anisotropy) R을 두께방향 변형률에 대한 폭방향 변형률의 비로 정의할 때, 판재의 이방성 및 성형성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① R값은 인장시험을 통하여 측정할 수 있다.
② R값은 채취된 시편이 압연방향과 이루는 각도에 따라 다를 수 있다.
③ 평균 R값은(R0＋R45＋R90)/3으로 계산된다. (하첨자는 압연방향과 이루는 각도를 나타낸다)
④ 평균 R값이 커지면 성형성이 향상된다.

답 : ③

수직이방성은 다음과 같은 식으로 나타낸다.

※평면이방성 식 :

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문 11. 공작물의 외경을 연삭하는 원통 연삭 방식 중 그림과 같이 연삭 숫돌을 일정한 위치에서 회전시키고 공작물을 좌우로 왕복 이동시켜 가공하는 방식은?

① 센터리스 연삭(centerless grinding)
② 벨트 연삭(belt grinding)
③ 트래버스 연삭(traverse grinding)
④ 플런지 연삭(plunge grinding)

답 : ③

트래버스 연삭에 대한 설명이다.

트래버스(traverse)연삭은 연삭숫돌을 고정하고 소형공작물을 다듬질연삭하며, 좌우방향으로 연삭이 진행된다.

플런지컷(plunge cut)연삭은 공작물을 고정하고 대형공작물을 거친연삭하며, 깊이방향으로 연삭이 진행된다.

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문 12. 분말야금기술을 이용해 코발트(Co)를 결합제로 하여 텅스텐 카바이드(WC)로부터 만들어진 경질 공구재료는?
① 입방정질화붕소
② 세라믹
③ 고속도강
④ 초경합금

답 : ④

초경합금에 대한 설명이다.

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문 13. 선반을 이용하는 절삭가공에서 소재제거율(material removal rate)을 이론적으로 계산할 때, 그 영향이 가장 적은 것은?
① 절삭속도
② 이송속도
③ 절삭깊이
④ 공구반경

답 : ④

공구반경은 소재재거율에는 영향을 미치지 않는다. 표면거칠기에 영향을 준다.

(A : 절삭면적, w : 절삭폭, t : 절삭깊이, v : 절삭속도, f : 이송, N : 회전수)

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문 14. 선반가공한 공작물의 이론적인 표면거칠기(surface roughness)에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 이송(feed)이 일정하면 인서트(insert)의 모서리 반경(nose radius)이 작을수록 표면거칠기가 좋아진다.
② 이송이 일정하면 인서트의 모서리 반경은 표면거칠기에 영향을 미치지 않는다.
③ 모서리 반경이 일정하면 인서트의 이송은 표면거칠기에 영향을 미치지 않는다.
④ 모서리 반경이 일정하면 인서트의 이송이 작을수록 표면 거칠기가 좋아진다.

답 : ④

(H : 표면거칠기, S : 이송, r : 인서트의 모서리반경)

①,② 이송이 일정하면 인서트의 모서리반경이 클수록 표면거칠기가 작아진다(좋아진다).

③ 모서리 반경이 일정하면 인서트의 이송이 작을수록 표면거칠기가 작아진다(좋아진다).

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문 15. 공급된 가스 혼합물과 가열된 가공 재료의 표면 상호작용에 의해 가스 혼합물 성분의 일부가 가공 재료의 표면에 코팅(coating)되는 방법은?
① 스퍼터링(sputtering)
② 전기도금(electroplating)
③ 화학증착법(chemical vapor deposition)
④ 이방성식각(anisotropic etching)

답 : ③

화학증착법(chemical vapor deposition)에 대한 설명이다.

① 스퍼터링(sputtering) : 진공 분위기에서 진행한다. 기판에 양극, 타겟에 음극을 가하여 전기장을 형성하고 플라즈마를 발생시켜 아르곤 원자를 이온화시킨 후 타겟에 충돌시켜 박막을 만든다.

② 전기도금(electroplating) : 공작물을 음극으로, 공구를 양극으로 하여 금속을 공작물의 표면에 입힌다.

④ 이방성식각(anisotropic etching) : 반도체공정에서 특정 방향성을 가지고 식각하는 방법. 이방성식각은 등방성식각에 비해 느리다. 실리콘질화물을 사용하며, 배면식각(back etching)으로 표면형상이나 박막을 만든다.

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문 16. NC프로그램의 어드레스(address)와 그 기능에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① M－준비기능
② S－주축기능
③ F－이송기능
④ T－공구기능

답 : ①

M은 보조기능에 해당한다.

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

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문 17. 공구마모(tool wear) 및 공구손상의 종류에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 공구 여유면과 피삭재가 접촉할 때 생기는 마찰로 발생하는 마모를 플랭크마모(flank wear)라 한다.
② 공구 경사면과 칩 사이의 고온, 고압에 의해 발생된 마모를 크레이터마모(crater wear)라 한다.
③ 치핑(chipping)은 가공시간에 비례하는 점진적인 마모 현상으로 테일러(taylor) 공구수명식을 이용하여 예측이 가능하다.
④ 공구마모는 플랭크마모의 폭 또는 크레이터마모의 깊이로 판단할 수 있다.

답 : ③

치핑(chipping)은 순간적인 충격에 의해 깨짐이 발생하는 현상이다.

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문 18. 전해 연마에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 전기 도금과는 반대로 연마하려는 공작물을 양극으로 한 다음, 전해액 속에 넣고 전류를 보냄으로써 전기화학적 용해작용을 일으켜 표면이 연마된다.
② 철강재료는 불활성 탄소를 함유하고 있어 전해연마가 쉬우며, 탄소량이 많을수록 가공성이 우수하다.
③ 표면의 미세한 요철은 볼록 부분이 오목 부분보다 더욱 활발하게 용출하여 표면이 평활하게 다듬질되고 광택이 난다.
④ 알루미늄 및 그 합금은 연하기 때문에 기계 가공으로 광택면을 얻기가 매우 어려운데, 전해 연마를 하면 거울과 같이 매끄러운 면을 얻을 수 있다.

답 : ②

철강재료는 불활성 탄소(=시멘타이트, Fe3C)를 함유하고 있어 전해연마가 어렵고, 탄소량이 적을수록 가공하기 쉽다.

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문 19. 측정범위 0～25mm인 마이크로미터를 이용하여 공작물의 길이를 측정한 결과가 다음과 같다면, 측정값은? (단, 스핀들 나사의 피치는 0.5 mm이고, 심블(thimble)의 원주는 50등분되어 있다)

① 10.45mm
② 11.65mm
③ 12.15mm
④ 13.15mm

답 : ②

슬리브는 0.5mm단위이며 11.5mm를 가리킨다. 심블은 0.15mm에 위치하므로 측정값은 11.65mm이다.

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문 20. 워터젯가공(water jet machining)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 고압고속의 워터젯(water jet)이 소재에 톱처럼 작용하여 절단작업에 주로 사용한다.
② 워터젯가공은 열이나 분진의 발생이 적다는 장점이 있다.
③ 워터젯가공 시 소재제거율을 최소화하기 위하여 물에 연마재를 첨가하기도 한다.
④ 구멍을 미리 뚫을 필요 없이 임의점에서의 절단이 가능하다.

답 : ③

소재제거율을 높이기 위하여 물에 연마재를 첨가한다.