114年 - 114 高等考試_二級_機械工程：機械製造學#131571

(一)工廠生產產品時會使用統計製程管制（statistical process control, SPC），請說明使用 SPC 之目的、原理及方法。（15 分）

(二)一項鑄造作業所生產的閥件，其內徑為 64.30 mm。該製程處於統計管制狀態，且內徑的數值呈常態分布，標準差為 0.12 mm，今內徑設計規格為 64.20 ± 0.50 mm，（10 分）
1.請計算製程能力值（process capability）。
2.若製程平均值為 64.30 mm，請計算製程能力指標（process capability index, Cpk）。

(一)在熱鍛（hot forging）作業，可使用鍛錘（forging hammer）或螺旋鍛機（screw press）進行，請分別說明此二鍛機的工作原理與方法。 （20 分）

(二)若有一熱鍛件，以鍛錘作業，其能量恰可藉二道次，將高 50 mm 的胚料，最終鍛成高 25 mm 的鍛件，已知該工件材料在作業環境下，有強度係數（strength coefficient）240 MPa 與應變硬化指數（strain hardening exponent）0 等特性，請計算該第一道次所鍛出的中間鍛件高度。 （5 分）

(一)請說明電化學加工（electrochemical machining）的製程原理、施作方法與特性。 （15 分）

(二)若欲於金屬塊上以電化學加工出直徑 20 mm、深 100 mm 的孔，已知在電極工件間饋以直流電壓 20 V、電流 1,000 A、電極側壁經絕緣處理、金屬比移除率（specific removal rate）2.7 × 10^-2 mm³/A-s，（10 分）
1.請計算電極的進給速率。
2.若電解液的電阻係數（resistivity）為 4 Ω-cm、電流效率（current efficiency）為 0.85，請計算電極工件間的間隙。

(一)請說明氣體鎢極電弧焊（gas tungsten arc welding）的製程原理與方法，及電極的極性（polarity）對焊接結果的影響。 （15 分）

(二)若在單位熔化能量（unit melting energy）為 10 J/mm³ 低碳鋼的焊道內進行氣體鎢極電弧焊接作業，使用電壓 20 V、電流 150 A、及行進速度 5 mm/s，可得出 20 mm² 的焊道橫截面積，假設電弧熱能所注入的面積係直徑 4 mm 的圓形表面，（10 分）
1.請計算該作業的功率密度（power density）。
2.若具 0.6 的熱傳遞係數（heat transfer factor），請計算該作業的熔化係數（melting factor）。