115年 - 115 高等考試_二級_機械工程：機械製造學#145831

科目：機械製造學 | 年份：115年 | 選擇題數：0 | 申論題數：12

試卷資訊

所屬科目：機械製造學

選擇題 (0)

申論題 (12)

一、請利用以下的鐵碳平衡圖估算一塊 10 公斤的 1040 碳鋼鑄件在緩慢冷卻至
下列溫度時，其中所含的沃斯田鐵（austenite, γ 相）與肥粒鐵（ferrite, α 相）
的含量：
(一) 900℃（5 分）

(二) 728℃（10 分）

(三) 726℃（10 分）

二、請根據切削力學理論，判斷下列敘述是否正確，並說明理由：
（每小題 5 分，共 25 分）
(一)對於相同的剪切角（shear angle），有兩個不同的斜角（rake angle）會
產生相同的切屑比（cutting ratio）
。

(二)對於相同的切削深度和斜角，所使用的切削液種類對切屑厚度沒有影
響。

(三)如果已知切削速度、剪切角和斜角，就可以計算出切屑速度。

(四)隨著斜角的增加，切屑會變薄。

(五)斷屑器（chip breaker）的功能是減少切屑的曲率。

三、今天欲以冷抽製程（cold drawing）製作金屬線材，線材的初始直徑為
0.5 mm ，經過冷抽製程後，線材直徑為 0.33 mm 。你有兩種製程方式可
以選擇：1.經過單一個模具冷抽加工製作線材；2.採用多道次冷抽製程
製作線材。先將線材經過第一個模具，製作直徑 D1 的線材，再經過第二
個模具，進行第二道冷抽製程製作直徑為 0.33 mm 的線材。在兩道冷抽
製程中間不經過退火（annealing）
，並忽略後張力（back tension）的影響。
已知材料之真實應力-真實應變關係可表示為   K  n  315 0.54 MPa。模
具角度 α  4 ，摩擦係數   0.05 。

請問你會選擇那個方法加工？並說明理由，請以具體數據回答，例如拉
製力（draw force）。（20 分）

 tan    Af  
 cot

 draw  Yavg 1   1   A  
  
  0  

四、表面粗糙度（surface roughness）不僅影響工件的尺寸精度（dimensional
accuracy），還會影響工件的機械性質（properties）及功能（in-service
。在車削加工中的表面輪廓如下圖所示，可由加工後的表面
performance）
輪廓估算其表面粗糙度。（每小題 10 分，共 30 分）

r  r Rt

Rt cot  r
Rt cot  r

r Rt
 r

(一)請根據右圖中 a 的標註，在刀鼻（nose radius, R）遠小於進給（feed, f）
的條件下，推導最大高度粗糙度（maximum height roughness, R t ）的公
式：
f
Rt 
cot  r  cot  r

(二)承(一)，在刀鼻（nose radius, R）遠小於進給（feed, f）的條件下，試推
導算術平均粗糙度（arithmetic average roughness, R a ）。

(三)請根據(一)與(二)的結果，以及右圖中 b 的標註，推導車削精加工中最大
高度粗糙度（R t）與算術平均粗糙度（R a）。