機械工程 105 年機械製造學考古題

請說明下列有關差排理論的問題： 差排的種類有那些？（10 分） 說明差排對材料的機械行為之影響如何？（10 分）

試定義鐵碳平衡相圖中，沃斯田鐵（Austenite）、α 肥粒鐵（α ferrite）、雪明碳鐵 （Cementite）及δ 肥粒鐵（δ ferrite）四種單相結構。（8 分） 試說明發生在鐵碳平衡相圖中，三個不變反應（three invariant reactions）的反應名 稱，並寫出反應式。（12 分）

試述碳化鎢陶瓷刀具以粉末冶金製作流程，並說明如何控制孔隙率以製作刀具。（25 分）

請詳述全靜（killed）鋼、半靜（semi-killed）鋼與未靜（rimmed）鋼的成因與特性。 （15 分）

請說明下列有關切削加工的問題： 說明泰勒（Taylor）刀具壽命方程式（VT n = C）中各個變數代表的意義及其用途。 （10 分） 說明影響材料可切削性的因素有那些？（10 分）

試說明加工過程中，刀具磨耗的機制（tool wear mechanisms）有那些？並分別解釋為 何化學穩定性和惰性（chemical stability and inertness）對切削刀具的重要性。（20 分）

一般金屬切削如車床和銑床多以進給控制（feed control），試述工具機加工之母性原 則（maternal principle）。另鏟花加工為力量控制（force control），是否受切削加工之 母性原則限制？請說明之。（25 分）

生產高分子材料製品中應用最多的擠壓（extrusion）製程與射出成型（injection molding）均使用螺桿。請詳述擠壓製程螺桿的運動方式與目的，並說明射出成型螺 桿另增的運動方式與目的。同時請列舉決定高分子材料適合進行擠壓製程或射出成 型最重要的二材料特性，並詳述其原因。（20 分）

請說明壓浮花法（embossing）與壓模印法（coining）的五點差異。（20 分）

輥製法（rolling）常用於減少板材厚度或截面積，試分別說明輥輪轉速太高及太低的 可能後果。（20 分）

試述非傳統加工（Non-traditional Machining）中放電加工（Electrical Discharge Machining, EDM）與電漿加工（Plasma Machining）之加工機制與應用差異。（25 分）

請詳述金屬圓棒抽製成形方法，並詳述限制該單一抽製過程所可以達到圓棒斷面縮 減的因素及其原因，同時詳述在均勻變形、非應變硬化材料及無摩擦等理想狀態下， 圓棒所能達到最大的入口端與出口端之斷面積比，及此時模具在入口端與出口端的 壓力大小。（25 分）

請列舉五種常用的鑄造模型（pattern）材料。（5 分） 試分別說明前述每一種材料之特性。（15 分）

在砂模鑄造必須設計冒口（risers），試分別說明冒口過大及冒口太小的優缺點。（20 分）

試述固態焊接（solid-state welding）的工作原理，並舉三種固態焊接方法及說明之。 （25 分）

請詳述自由（free）振動及強迫振動（forced vibration）的定義，並各舉一銑削製程 例以描述其出現機制，同時詳述其對切削結果的影響及改善對策。（20 分）

有關電弧點焊（arc spot welding）與電阻點焊（resistance spot welding）的接合技術， 請回答下列問題： 分別說明兩者的工作原理。（10 分） 兩者的焊塊（weld nugget）位置有何不同？（6 分） 保護氣體之需求為何？（4 分）

試說明在何種情況下，軟焊（soldering）或硬焊（brazing）會優於焊接（welding）？ 並說明硬焊劑（a brazing flux）的理想特性為何？（20 分）

請列舉直流電源應用於氬焊（GTAW，gas tungsten arc welding）上的二種極性（polarity） 跨接方式，並詳述各極性的跨接方式，及可得到的電子流向、熱分布、滲透 （penetration）與去氧化層等特性，藉以說明鋁合金焊接所需跨接的極性及原因。 （20 分）

請詳述切削過程中的振動與振顫（vibration and chatter）對工件、刀具、工具機之不 良影響（列舉至少三種）以及減少振動與振顫的一般方法（列舉至少二種）。（20 分）