機械工程 100 年機械製造學考古題

欲對共析鋼工件分別進行爐中、空氣中、油中、水中等四種不同的冷卻方 式，試在共析鋼的恒溫變態圖（isothermal transformation diagram）中繪製這四種不 同冷卻方式之冷卻曲線，以及說明冷卻後的金相組織結構。（20 分）

請說明碳鋼之淬火-回火處理（quench-and-temper process）與時效硬化（age hardening） 的步驟為何？並比較二者對於材料之影響。（16 分）

何謂：壓鑄法（Die casting）？及瀝鑄法（Slush casting）？請詳細說明。（20 分）

簡述疲勞試驗（fatigue test）之測試方法，如何定義疲勞限（endurance limit）。（9 分） 舉出2 種提升材料疲勞強度之方法。（6 分）

在二次元切削力中，試從刀刃所承受的主力（main force）與進給力（feed force）推 導出，切屑與刀面（rake surface）之間的摩擦係數。（20 分）

請說明低壓永久模鑄造法（low-pressure die casting 或low-pressure permanent-mold casting）的製程，以及相較於一般之壓鑄法（die casting 或pressure die casting）有 何優點？（16 分）

請說明何謂軟焊與硬焊熔接法？（15 分）

請列舉三項評估切削性（machinability）之參數及準則。（6 分） 某一材料之可切削性規定值（machinability rating）為80%，其係指何意義？（5 分） 使用切削液（cutting fluids）之目的及功效為何？（9 分）

針對砂模鑄造用之分離砂（parting sand），肌砂（facing sand or skin sand）， 砂心撐（chaplet），冷件（chill），試分別說明它們的功用與材質。（20 分）

請說明鍛造（forging）的目的，並說明何謂恆溫鍛造（isothermal forging）以及相較 於傳統鍛造法有何優點？（16 分）

請繪圖說明摩擦熔接法（Friction welding）之工作原理。（10 分）

說明連續沖壓模（progressive dies）之設備裝置及加工程序。（10 分） 此方法之特點為何？（5 分）

針對滾桶磨光（barrel finishing）以及擦光（buffing），試分別繪圖並說明它們 的原理和功用。（20 分）

欲利用一剛性（stiffness）很好的工具機車製零件，若於過程中發現使用之刀具沒有 磨耗（wear），但車完後之工件表面光度不佳［亦即表面粗糙度（surface roughness） 過大］，請問可能的原因為何？並請提出改善的對策。（16 分）

請簡單說明何謂正常化（Normalizing）及球狀化（Spheroidization）。（10 分）

試敘述精密脫蠟鑄造法之製程。（10 分） 將快速原型成形（rapid prototyping）之技術引入精密脫蠟鑄造法時，該製程可簡 化為何？（5 分）

欲使用輥輪彎板機（roll-bending machine）進行彎板工作時，試繪圖並說明彎板直 徑的調整方法。（10 分） 六、試說明電阻焊接（resistance welding）的操作程序以及生熱公式。（10 分）

有關破壞性檢驗與非破壞性檢驗方法：（20 分） 請說明破壞性檢驗之火花試驗（spark testing）的目的，並說明要如何進行？ 簡述超音波檢驗法（ultrasonic inspection）與放射線檢驗法（radiography）的原理 與特點。 六、在近代的製造中，產品的生產程序監控常採用所謂的統計品質管制（statistical quality control, SPC）的品質管制圖（quality control chart），以及程序能力指標 （process capability index）Cp 與Cpk。（16 分） 請問品質管制圖可以提供我們怎樣的資訊？ Cp 與Cpk 二者代表何意？又，如何藉著此二者幫助我們改善產品的製造？

六方晶系有六角形的對稱性，請繪圖說明其結晶學上之方向座標系（四個軸座標系 或Miller－Bravais座標系）。（20 分） 六、理想的固體是不存在的，對所有的材料，其內部原子排列均含有各種結晶缺陷 （Crystalline defect）。這些缺陷對於材料性質有顯著的影響，結晶缺陷意即晶 格之原子排列有不規則性，依幾何形狀來分類，可分不同缺陷。請繪圖說明點缺 陷的種類。（15 分） 七、請簡單分別說明下列名詞：變韌鐵（Bainite）？麻田散鐵（Martensite）？（10 分）

簡述摩擦焊接（friction welding）之接合原理。（5 分） 請說明摩擦攪拌焊接（friction stir welding）之裝置及操作程序。（10 分） 六、簡答下列問題：（每小題5 分，共20 分） 超塑性成形（superplastic forming） 綜合加工中心（machining center） 何謂裕度（allowance）？配合（fit）可分幾種？並說明與裕度之關係 線切割（wire cut）之原理