기계설계 산업기사 필기

제 1편- 기계 가공법(기계 공작법)
01 절삭 이론 14
1. 기계 공작 일반 14
1-1 절삭 가공의 종류 14
1-2 공작 기계의 종류 15
1-3 절삭 속도와 회전수 16
2. 절삭 공구 17
2-1 절삭 공구와 공구 재료 17
2-2 바이트의 모양과 종류 19
2-3 절삭 칩의 생성과 구성 인선 22
2-4 절삭 저항의 3분력 23
3. 절삭제 및 윤활 24
3-1 절삭제 24
3-2 윤활제 25
■ 예상 문제 27
02 선반 가공법 37
1. 선반의 종류와 구조 37
1-1 선반의 종류와 특징 및 용도 37
1-2 선반의 각부 명칭 및 구조 38
1-3 선반의 부속 장치 40
■ 예상 문제 44
2. 선반 작업 48
2-1 선반 가공의 종류 48
2-2 나사 절삭 51
■ 예상 문제 52
03 밀링 가공법 56
1. 밀링 머신의 개요 56
1-1 밀링 머신의 종류 및 특성과 용도 56
1-2 밀링 절삭 조건 57
■ 예상 문제 59
2. 밀링 부속 장치 63
2-1 바이스 63
2-2 부속 장치 63
■ 예상 문제 65
3. 밀링 커터 67
3-1 밀링 커터의 종류와 용도 67
3-2 밀링 커터의 각도 68
■ 예상 문제 70
4. 밀링 가공법 73
4-1 밀링 작업 73
4-2 분할대와 분할 작업 74
■ 예상 문제 78
04 연삭 가공법 82
1. 각종 연삭기 82
1-1 연삭 가공 82
1-2 각종 연삭기의 특징 및 용도 82
■ 예상 문제 86
2. 연삭 숫돌 89
2-1 연삭 숫돌의 구성 89
2-2 숫돌바퀴의 모양과 표시 91
2-3 다이아몬드 숫돌 92
■ 예상 문제 94
3. 연삭 작업 97
3-1 연삭 가공의 일반 사항 97
3-2 연삭 작업 98
■ 예상 문제 99
05 기타 범용 기계 가공 103
1. 드릴링·보링·브로치 103
1-1 드릴링 머신 103
1-2 보링 머신 106
1-3 브로치 작업 107
■ 예상 문제 109
2. 셰이퍼·플레이너·슬로터 115
2-1 셰이퍼 115
2-2 플레이너 117
2-3 슬로터 117
■ 예상 문제 119
06 기어 가공 124
1. 기어 가공법 124
1-1 기어 가공법의 종류 124
1-2 기어 절삭기의 종류 125
1-3 기어 쉐이빙 머신 126
■ 예상 문제 127
2. 기어 절삭법 129
2-1 평기어 절삭법 129
■ 예상 문제 130
3. 정밀 입자 가공 및 특수 가공 133
3-1 정밀 입자 가공 133
3-2 특수 가공 134
■ 예상 문제 137
07 NC 공작 기계 142
1. NC 공작 기계 142
1-1 NC 공작 기계의 개요 142
1-2 서보 기구 방식 143
■ 예상 문제 145
2. NC 프로그래밍 150
2-1 개 요 150
2-2 지령절 151
■ 예상 문제 156
08 정밀 측정 162
1. 측정의 기초 162
1-1 측정 용어와 측정의 종류 162
1-2 측정 오차 163
■ 예상 문제 164
2. 길이 측정 165
2-1 길이 측정의 분류 165
2-2 일반 측정기 165
2-3 정밀 측정기 166
■ 예상 문제 175
3. 각도, 평면 및 테이퍼 측정 182
3-1 각도 측정 182
3-2 평면 측정 184
3-3 테이퍼 측정 186
■ 예상 문제 187
09 다듬질/기계조립 가공법 190
1. 다듬질 작업 190
1-1 손다듬질(수기 가공) 190
1-2 나사 내기 작업 196
■ 예상 문제 199
2. 기계조립 작업 204
2-1 조립 작업 내용 204

제2편 - 안전 관리
01 기계 안전 206
1. 일반적인 안전 사항 206
1-1 작업 복장 206
1-2 통행과 운반 207
2. 수공구류의 안전 수칙 208
2-1 일반적인 안전 수칙 208
2-2 다듬질의 안전 수칙 209
2-3 주요 기계 작업 시 안전 수칙 210
2-4 동력 전달 장치의 안전화 213
■ 예상 문제 214
02 산업 안전 224
1. 산업 재해 224
1-1 산업 재해의 원인 224
1-2 산업 재해율 225
2. 산업 안전과 그 대책 226
2-1 안전 표지와 색채 226
2-2 화재 및 폭발 재해 228
2-3 구급 조치 229
2-4 기계 안전에 관한 법규 230
■ 예상 문제 232

제3편 - 기계 제도(절삭 부분)
01 제도의 개요 238
1. 제도 통칙 및 제도 용구 238
1-1 제도 통칙 238
1-2 도면의 종류와 크기 239
1-3 제도기의 종류 242
■ 예상 문제 244
2. 선과 문자 247
2-1 선 247
2-2 문 자 249
■ 예상 문제 250
02 투상도 및 단면도법 253
1. 투상법 253
1-1 투상법의 종류 253
1-2 투상각 254
1-3 투상도 그리기 256
2. 단면도법 260
2-1 단면 표시와 종류 260
2-2 생략 도면과 특수 모양의 도시법 264
■ 예상 문제 266
03 치수 기입과 기계 재료의 표시 273
1. 치수 기입법 273
1-1 치수 기입의 원칙 273
1-2 치수 수치의 표시 방법 273
1-3 치수 기입 방법 274
1-4 여러 가지 치수의 기입 277
1-5 치수의 배치 282
1-6 치수 기입상의 유의점 284
■ 예상 문제 286
2. 재료 표시법 289
2-1 재료 기호 및 표시 방법 289
2-2 재료 기호의 적용 예 291
■ 예상 문제 291
04 표면 거칠기와 끼워 맞춤 294
1. 표면 거칠기와 면의 지시 기호 294
1-1 표면 거칠기 294
1-2 표면 거칠기의 표시 296
1-3 다듬질 기호 301
1-4 가공 방법의 약호 303
■ 예상 문제 303
2. 치수 공차와 끼워 맞춤 305
2-1 공 차 305
2-2 끼워 맞춤 307
2-3 치수 공차와 끼워 맞춤 기호의 기입법 310
■ 예상 문제 313
3. 기하 공차의 표시 및 도시법 316
3-1 기하 공차의 개요 316
3-2 표시 방법 317
■ 예상 문제 329
05 스케치도와 제작도 작성 330
1. 스케치의 개요 330
1-1 스케치의 원칙과 용구 330
1-2 스케치 방법과 작성 순서 331
■ 예상 문제 332
2. 제작도 334
2-1 제작도, 표제란 및 부품란 334
2-2 원도, 트레이스도, 복사도 335
2-3 도면의 관리 336
■ 예상 문제 337
06 기계 요소의 제도 338
1. 결합용 기계 요소의 제도 338
1-1 나사 제도 338
1-2 핀, 키, 코터의 제도 342
■ 예상 문제 343
2. 리벳 및 용접 제도 346
2-1 리벳 제도 346
2-2 용접 제도 347
■ 예상 문제 349
3. 전동 장치의 제도 351
3-1 벨트 풀리 및 스프로킷 휠 제도 351
3-2 기어 제도 353
■ 예상 문제 355
4. 스프링 제도 357
4-1 스프링 제도의 일반 원칙 357
4-2 코일 스프링 제도 357
■ 예상 문제 357
5. 축에 관한 요소의 제도 358
5-1 축과 축이음 358
5-2 베어링 358
■ 예상 문제 360
6. 파이프 이음의 제도 363
6-1 파이프 이음쇠의 종류 363
6-2 관의 도시 기호 364
■ 예상 문제 366

제4편 - 기계 설계
01 기계 설계의 기초 370
1. 단위와 물리량 370
1-1 단위와 단위계 370
■ 예상 문제 374
1-2 힘과 일 376
■ 예상 문제 379
1-3 압력과 유량 381
■ 예상 문제 384
1-4 속도과 가속도 388
■ 예상 문제 390
1-5 면적과 체적 392
■ 예상 문제 394
2. 재료의 응력 및 변형률 397
2-1 하중의 종류 397
2-2 응 력 398
2-3 변형률 398
2-4 열응력 400
■ 예상 문제 401
3. 보의 휨 및 재료의 성질 402
3-1 보의 휨 402
3-2 재료의 성질 404
■ 예상 문제 406
02 결합용 기계 요소 408
1. 나사, 볼트와 너트 408
1-1 나사곡선과 각부의 명칭 408
1-2 볼트와 너트 410
1-3 나사의 강도 413
■ 예상 문제 414
2. 키, 핀, 리벳 418
2-1 키 418
2-2 핀 419
2-3 리 벳 420
■ 예상 문제 423
03 전달용 기계 요소 425
1. 축 425
1-1 축의 종류 425
1-2 축의 재료 및 강도 426
■ 예상 문제 427
2. 축 이음 429
2-1 축 이음의 종류 429
2-2 축 이음 설계 시 유의점 430
■ 예상 문제 430
3. 저널과 베어링 432
3-1 저널과 베어링의 종류 432
3-2 슬라이딩 베어링 433
3-3 롤링 베어링 434
■ 예상 문제 436
4. 전동 장치 441
4-1 전동 장치의 종류 441
4-2 마찰차 전동 441
4-3 기어 전동 442
4-4 벨트 전동 장치 446
■ 예상 문제 448
04 제동용 기계 요소 454
1. 제어용 요소 454
1-1 체인 전동 454
1-2 캠, 링크, 스프링, 브레이크 455
■ 예상 문제 463

제5편 - 기계재료
01 기계 재료의 성질과 분류 470
1. 기계 재료의 일반적 성질 470
1-1 금속과 합금 470
1-2 기계 재료의 물리적 성질과 기계적 성질 471
■ 예상 문제 472
2. 금속의 결정과 합금 조직 474
2-1 금속의 결정 474
2-2 합금의 조직 475
■ 예상 문제 477
3. 재료의 시험 및 검사 483
3-1 정적 시험 483
3-2 동적 시험 484
■ 예상 문제 485
4. 금속의 가공과 풀림 491
4-1 금속 가공 491
4-2 재결정과 풀림 491
■ 예상 문제 492
02 철강 재료 494
1. 철과 강 494
1-1 제철법 및 제강법 494
1-2 철강의 분류와 성질 496
■ 예상 문제 497
2. 순철과 탄소강 500
2-1 순 철 500
2-2 탄소강 500
■ 예상 문제 504
3. 열처리 507
3-1 일반 열처리 507
3-2 항온 열처리 509
3-3 표면 경화법 509
■ 예상 문제 510
4. 합금강 515
4-1 합금강의 개요 515
4-2 구조용 합금강 515
4-3 공구용 합금강 516
4-4 특수 용도용 합금강 517
■ 예상 문제 518
5. 주철과 주강 522
5-1 주철의 개요 522
5-2 주철의 종류 524
5-3 주 강 525
■ 예상 문제 526
03 비철금속 재료 530
1. 알루미늄과 그 합금 530
1-1 알루미늄 530
1-2 알루미늄 합금 531
■ 예상 문제 532
2. 구리와 그 합금 534
2-1 구 리 534
2-2 구리 합금 534
■ 예상 문제 536
04 비금속 재료 540
1. 합성수지 540
1-1 합성수지의 개요 540
1-2 합성수지의 일반적 성질 540
1-3 합성수지의 특징과 용도 540
2. 공구 재료 541
2-1 기어용 재료 541
2-2 베어링용 재료 541
2-3 하우징용 재료 541
■ 예상 문제 542
05 신소재 543
신소재 543
■ 예상 문제 544

제6편- CAD 일반
01 CAD 시스템 548
1. CAD란 무엇인가 548
1-1 CAD란? 548
1-2 설계 작업의 기본 단계 548
1-3 관련 용어 설명 549
1-4 CAD의 역사 549
1-5 CAD 시스템 선정 시 유의 사항 550
1-6 CAD 시스템의 도입 효과 550
1-7 CAD 적용 업무 551
1-8 CAD 시스템 도입 시 문제점 551
2. 컴퓨터의 기능과 구성 551
3. CAD 시스템의 입력 장치 553
3-1 물리적 입력 장치 553
3-2 논리적 입력 장치 554
4. CAD 시스템의 출력 장치 555
4-1 일시적인 표현 장치〓그래픽 디스플레이 555
4-2 영구적인 표현 장치 557
4-3 플로터 557
4-4 프린터 561
4-5 하드 카피 장치 561
4-6 COM 장치 562
5. CAD 시스템의 저장 장치 562
■ 예상 문제 564
02 CAD 시스템에 의한 도형 처리 574
1. CAD 시스템의 좌표계 574
1-1 직교 좌표계 574
1-2 극좌표계 574
2. 도형의 좌표 변환 575
2-1 행렬 575
2-2 점의 표현 577
2-3 동차 좌표(HC)에 의한 표현 579
2-4 동차 좌표에 의한 2차원 좌표 변환 행렬 579
2-5 동차 좌표에 의한 3차원 좌표 변환 행렬 580
■ 예상 문제 581
3. 형상 모델링 585
3-1 2차원·2 차원 모델링 585
3-2 3차원 모델링 585
■ 예상 문제 591
4. CAD 시스템의 소프트웨어와 도형 처리 595
4-1 CAD용 소프트웨어 595
4-2 도형의 방정식 596
4-3 도형의 작성 596
■ 예상 문제 602

과년도 출제문제
● 2006년 출제문제 606
● 2007년 출제문제 637
● 2008년 출제문제 667

한 나라의 경제가 고도로 성장하기까지 그 이면에는 반드시 산업발달의 꾸준한 노력이 뒤따랐음은 틀림없는 사실이다. 특히, 기계공학의 괄목할 만한 성장은 선진 대열에 진입하려는 우리 국력의 상징이며, 계속 발전, 신장되고 있는 오날날의 추세라 할 수 있다. 또한, 산업분야가 기계화됨에 따라 기계설계는 모든 산업의 중추적인 역할을 담당하면서 더욱 성능이 우수하고 경제성이 있는 기계의 제작이 요구되고 있다.

이 책은 기계설비 분야에 종사하고 있는 현장 실무자나 국가기술 자격시험을 준비하는 수험생들에게 도움을 주고자 출간되었다. 광범위한 내용을 체계적이고 간결하게 해석함으로써 최소의 시간으로 회대의 효과를 거둘 수 있도록 구성하였다. 특히, 기계설계 산업기사 시험에 합격할 수 있도록 핵심내용을 새로운 한국산업인력공단 출제기준에 맞추어 체계적으로 간추렸고, 그에 따른 문제를 정확하게 해설하였다. 본서의 특징은 다음과 같다.

첫째, 한국산업인력공단 출제기준에 따라 단원을 구성하여 핵심적이고 출제 가능한 내용을 요약, 정리하였다.
둘째, 학습의 합리화를 위하여 간단명료한 내용과 공식을 다양하게 제시하였으며, 내용에 따른 도표와 그림을 상세히 실어 이해도를 높혔다.
셋째, 과년도 출제문제를 철저히 분석하여 기초적인 문제부터 응용문제까지 적응할 수 있도록 모든 문제를 순차적으로 간추려 예상문제로 수록하였다.
넷째, 최근에 시행된 과년도 출제문제를 수록함으로써 수험생 스스로가 자신의 실력 평가는 물론, 출제 경향도 파악할 수 있게 하였다.

끝으로 이 한 권의 책이 나오기가지 여러모로 도움을 주신 모든 분들께 고마움을 표하며, 특히 본서를 출간하는 데 아낌없는 노력을 쏟아주신 도서출판 일진사 여러분께 깊은 감사를 드린다.

저자 씀