기술지도사 기계분야 2013년 제 28회 기출문제 기계공작법(풀이)

기술지도사 기계분야 2013년 제 28회 기출문제

 

기계공작법

 

1. 금속 절삭가공에 대하여 다음 물음에 답하시오.(30점)

 

(1) 선반에서 테이퍼 가공의 종류를 3가지 쓰시오.(6점)

- 복식공구대 회전법

- 심압대 편위법

- 총형바이트 사용법

- 테이퍼 절삭장치(안내장치)에 의한 법

 

(2) 보통선반의 크기를 표시하는 방법 2가지를 쓰시오. (4점)

- 베드상의 스윙 : 베드에 닫지 않고, 주축에 설치할 수 있는 공작물이 최대 지름

- 왕복대상의 스윙 : 왕복대에 닫지 않고, 주축에 설치할 수 있는 공작물의 최대 지름

- 양 센터간의 거리 : 심압대를 베드위에서 주축으로부터 가장 멀리 위치할 때 주축 및 심압대 센터 간 사이의 간격 즉 센터로 지지할 수 있는 공작물의 최대 크기

 

(3) 절삭공구의 재료로 요구되는 특징 4가지를 설명하시오.(12점)

① 고온 경도 : 상온 및 고온에서 경도가 커야한다.

② 내마모성이 커야 한다.

③ 강도가 커야 한다.

④ 마찰계수가 적어야 한다.

⑤ 공구제작이 용이 하여야 하고, 가격이 저렴하여야 한다.

 

(4) 절삭공구로 사용되는 공구재료 4가지를 쓰시오. (8점)

① 탄소공구강(SK), 합금공구강(SKS)

② 고속도강(SKH)

③ 소결초경합금(P, M, K)

④ 서멧, 세라믹공구, 써멧(주조합금)

⑤ 피복초경, CBN 공구

⑥ 다이야 몬드 공구

 

 

2. 측정에 대하여 다음 물음에 답하시오.(30점)

 

(1) 정밀도와 정확도를 설명하시오.(10점)

① 정밀도 : (재현성) 여 러번 측정하여 얼마나 분포가 되어 있는가의 기준

② 정확도 : 게이지의 측정값이 참값과 얼마나 가까운지를 나타내는 기준

 

(2) 나사유효경을 측정하는 방법 2가지를 설명하시오. (5점)

① 나사마이크로미터에 의한 방법

: 나사의 유효경을 측정하는 나사마이크로 미터로 V형 앤빌과 원추형 조오 사이에 가공된 나사를 넣고 측정하는 방법으로 외측 마이크로 미터의 측정방법과 비슷하다.

② 삼침법에 의한 방법

: 나사의 종류와 피치에 알맞은 지름이 같은 3개의 첨심을 나사에 삽입하여 바깥 치수를 마이크로 미터로 측정하고, 측정한 값으로 공식에 의해 유효경을 구하는 방법

(공식 E=M-3d + 0.86603p, 60°나사산)

③ 공기현미경으로 측정하는 방법

 

(3) 표면거칠기 표시법 3가지를 설명하시오. (15점)

① 최대높이 (Rmax) : 단면 곡선에서 기준길이만큼 채취한 부분의 가장 높은 봉우리와 가장 깊은 골 까지의 수직 거리를 측정한 값을 ㎛표시한다.

 

② 10점평균 거칠기(R2): 단면곡선에서 세로 방향으로 측정한 가장 높은 곳으로부터 5번째까지의 봉우리의 평균값과 가장 깊은 곳으로부터 5번째 골 밑의 표고 평균값과의 차이를 ㎛로 표시

 

③ 중심선 평균 거칠기(Ra) : 가장 많이 사용하는 표면거칠기 표시로, 거칠기 곡선의 중심선에 대한 산술 편차 평균값을 사용

 

 

3. 기계부품에서 표면경도, 내마모성 및 피로수명 등을 증가하기 위해 사용하는 표면 열처리의 종류를 5가지 쓰시오.(10점)

① 침탄법(가스침탄, 액체침탄, 고체침탄)

② 질화법

③ 청화법

④ 화염경화법

⑤ 고주파경화법

 

참고 : 표면경화법으로 문제가 나오면

침탄법, 질화법, 청화법, 화염경화법, 고주파경화법, 금속침투법, 쇼트피이닝, 하드페이싱

 

 

4. 지그(Jig)를 사용함으로써 얻는 장점 및 지그의 설계 시 영향을 주는 인자를 각각 5가지 쓰시오.(10점)

지그의 정의 : 지그는 가공 대상물의 위치를 결정하고, 잡아서 고정하며, 툴을 가이드 하는 기능을 가진 장치

장점

① 가공정밀도 향상 및 호환성으로 불량품 방지(Fool proofing)

② 제품의 균질화로 검사업무 간소화

③ 작업 숙련도 요구가 감소(비 숙련공도 작업 가능)

④ 작업시간 단축으로 생산성 증대

⑤ 특수 가공 기계나 특수공구가 불필요

⑥ 안전 작업의 가능

⑦ 공구파손 방지 및 공구 수명 연장

 

지그 설계 시 영향을 주는 인자.

① 부품의 전반적인 치수와 형상

② 부품 제작에 사용될 재료의 재질과 상태

③ 적합한 기계가공 작업의 종류

④ 요구되는 정밀도 및 형상공차

⑤ 생산한 부품의 수량

⑥ 위치결정면과 클램핑 할 수 있는 면의 선정

⑦ 각종 공작기계의 형식과 크기

⑧ 절삭공구의 종류와 치수

⑨ 작업순서

⑩ 작업 안전성

 

참고

치공구 설계 시 고려사항

① 공작물에 적합한 치공구 형태

② 공작물의 장착과 장탈(장탈착에 필요한 공간, Fool proofing)

③ 공작물을 신속하게 클램핑하는 방법

④ 무겁고 대형인 치공구는 취급방버을 특별히 고려

⑤ 마모된 치공구 부품의 교환과 재연삭

⑥ 칩배출 여유와 칩제거 방법

⑦ 치공구 부품의 기능에 적정한 재질 선택

⑧ 작업자의 안전 고려

⑨⑩

 

 

5. 주물 작업에서 원(목)형 제작 시 고려해야 할 5가지를 쓰시오.(10점)

고려사항

① 금속의 수축률(수축여유) :재질, 형상, 크기, 냉각속도에 따라 다르다.

② 가공여유 : 주물의 형상, 크기, 다듬질 정도 등에 따라 다르다.

③ 목형 구배(기울기) : 목형을 주형에서 분리할 때 주형이 파손되지 않을 구배 (1/4~2°)

④ 라운딩 : 모서리 부분의 가지상의 결정이 생기지 않도록 필릿작업

⑤ 덧붙임 : 두께나 형상이 균일하지 않고 복잡할 때 응고, 냉각속도가 달라 내부 응력의 차이가 발생하거나 균열이 생기는 것 방지

⑥ 코어프린트 : 내부 중공인 제품을 만들기 위해

 

 

6. 사출성형 공정에서 플로우 마크( flow mark)현상 발생원인과 그 대책에 대하여 설명하시오. (10점)

플로우마크란: 성형품 표면에 원사의 물결무늬가 생기는 현상을 말한다.

발생원인 : 금형의 스프루를 통해 런너와 게이트를 거쳐서 캐비티에 채워지는 과정에서 흐름의 선단부위가 순차적으로 표피층을 형성해 가면서 표면의 불균일한 온도에 의해서 발생

발생원인과 대책

1) 사출조건

① 수지온도 및 금형온도가 낮은 경우 : 수지온도와 금형 온도를 적정하게 맞춘다.

② 사출속도가 낮은 경우 : 사출 속도 조정

2) 금형의 문제

① 금형의 냉각수 설치가 잘못된 경우 : 냉각수의 홈이 게이트 근처의 얇은 부분에 설치되어 있는지 확인하고 수정한다.

② 슬러그웰의 크기가 적거나 없는 경우: 스프루 끝이나 주 런너에서 서브런너로 분기한 곳의 슬러그웰이 없거나 작은지 확인 하고 수정

③ 게이트가 작거나 위치 선정이 잘못된 경우: 게이트 크기나 위치가 충진속도에 불합리한지 검토

3) 사출기 문제

① 노즐이 너무 작은 경우 : 사출 초기에 수지온도가 너무 낮을 때를 제외하고 노즐이 크기가 적정한지 확인

4) 수지의 문제

① 수지의 유동성이 나쁜 경우 : 수지의 점도가 높아 압력저하가 발생할 수 있으므로 변경 가능성 검토