第一章 機械製造總論 ........................................... 1-1 1-1 機械製造概論
1-3
1-2 製造程度與產品數量分類
1-3
1-3 機械製造分類
1-3
1-4 製造工程分析
1-7
1-5 機械製造方法之趨勢
1-9
1-6 機械材料分類
1-9
1-7 工業標準規格
1-10
1-8 主要機械材料的加工性
1-10
精選考題
1-12
第二章 鑄 造 ....................................................... 2-1 2-1 鑄造概論
2-3
2-2 模型與鑄模
2-7
2-3 流路系統
2-15
2-4 特殊鑄造法
2-19
精選考題
2-32
第三章 塑性加工 ................................................... 3-1 3-1 塑性加工概論
3-3
3-2 熱作與冷作
3-8
3-3 鈑金成形
3-10
3-4 輥軋加工
3-13
3-5 鍛造加工
3-22
3-6 擠製加工
3-30
3-7 彎曲加工
3-34
3-8 引伸加工
3-37
3-9 其他加工
3-39
3-10 衝模分類
3-42
精選考題
3-43
第四章 切削加工 ................................................... 4-1 4-1 切削概論
4-3
4-2 切削理論
4-5
4-3 刀具磨損與破壞
4-11
4-4 刀具壽命與刀具溫度
4-12
4-5 刀具角度
4-14
4-6 刀具材料
4-18
4-7 切削液與切削性
4-23
4-8 表面粗糙度與切削力
4-26
4-9 切削力學
4-29
精選考題
4-34
第五章 工 具 機 ................................................... 5-1 5-1 車削工具機
5-3
5-2 鑽削工具機
5-7
5-3 鉋削工具機
5-14
5-4 銑削工具機
5-17
5-5 磨輪工具機
5-20
精選考題
5-31
第六章 銲 接 ....................................................... 6-1 6-1 銲接概論
6-3
6-2 銲接的分類
6-3
6-3 銲接熱源
6-5
6-4 軟銲與硬銲
6-6
6-5 固態銲接法
6-6
6-6 氧乙炔銲接
6-10
6-7 電子束銲接法與雷射銲接法
6-15
6-8 電弧銲接法
6-17
6-9 其他銲接法
6-24
精選考題
6-27
第七章 非傳統加工 ............................................... 7-1 7-1 非傳統加工概論
7-3
7-2 機械式非傳統加工
7-4
7-3 電化式非傳統加工
7-5
7-4 化學式非傳統加工
7-9
7-5 熱電式非傳統加工
7-10
7-6 電積成形
7-16
精選考題
7-18
第八章 粉末冶金 ................................................... 8-1 8-1 粉末冶金概論
8-3
8-2 金屬粉末的生產
8-6
8-3 粉末混合
8-8
8-4 成 形
8-8
8-5 燒 結
8-12
8-6 二次加工及完工處理
8-14
8-7 常見的粉末冶金製品
8-15
精選考題
8-16
第九章 塑膠加工與表面加工 ............................... 9-1 9-1 塑膠加工
9-3
9-2 塑膠的成形加工法
9-4
9-3 金屬表面加工
9-6
9-4 表面硬化概論
9-8
9-5 化學式表面硬化法
9-8
9-6 物理式表面硬化法
9-10
精選考題
9-12
第十章 自動化加工 ...............................................10-1 10-1 自動化加工概論
10-3
10-2 數值控制機械
10-3
10-3 適應性控制（AC）
10-7
10-4 彈性整合製造系統
10-7
精選考題
10-10
《附錄一》機械常識（概論）─力學篇 ...............11-1 《附錄二》最新試題 ...............................................12-1
第一章 機械製造總論 1－3
1-1 機械製造概論 機械製造乃是依照加工需求利用各種機器設備和工具，將金屬或非金屬材 料，加工為成品的方法。例如：放電加工機、超音波加工機、雷射加工機 、火焰切割機、車床、銑床等，均為常見的機械加工。為了達到以最低的 成本生產最有競爭力的產品，所以機械加工者必須對各種加工法有充分的 瞭解，才能針對不同的加工需求，決定最適合的加工方法。
1-2 製造程度與產品數量分類
一、製造程度分類
第一級產業： 原料供應業，如煉鋼、石化業及礦業等。 第二級產業： 製造業。 第三級產業： 服務業。 二、產品數量分類 大量生產： 大量生產時，產品在市場上之銷售量大都已經確定，其生產量與訂單的 多少無關。大量生產的機器通常選用生產單一產品的自動化機器，其產 品例如：螺帽、軸承、墊圈、銷子等，年產量 100000 件以上。 中量生產： 中量生產時，零件的生產數量會受到個別銷貨訂單的影響產生變動。其 產品包括：書籍印刷、制服訂做等，年產量 2500～100000 件。 小量生產： 小量生產又稱為零星生產，最具有彈性，其產量與客戶的訂單關係最密 切，通常是在接到訂單之後才開始製造，每批產量約 10～500 件。
1-3 機械製造分類 機械製造的方法相當多，一般以加工成形過程中是否產生切屑分為切削加
1－4 機械製造學（概要）
工與非切削加工兩大類。 一、切削加工 切削加工是切除工件多餘材料的加工方法，又稱為有屑加工，其製品精度 通常比無屑加工高。切削加工以刀具與工件間之相對關係，可分為傳統式 與非傳統式兩類： 傳統式切削加工： 在加工機械裝置上比工件硬度高出很多之刀具，切除工件多餘的材料， 以獲得所需的形狀與尺寸精度。常見之傳統切削加工方式如下： 車削：工件高速旋轉刀具進給，以圓形工件為主要加工對象。
圖 車削
銑削：多刃銑刀旋轉工件進給。
鉋床鉋削：
圖 銑削
牛頭鉋床鉋削：鉋刀往復運動，工件向刀具進給。適用於小型工件。 龍門鉋床鉋削：工件往復運動，刀具向工件進給。適用於大型工件。
圖 鉋床鉋削
第一章 機械製造總論 1－5
磨削：以磨粒為切削刀具用來加工淬硬工件，加工精度很高。 鑽削：以迴轉之鑽頭切入工件，獲得所需之孔徑。
圖 鑽削
拉削：多刃的長條形拉刀在一個行程中將工件切削成形。拉刀效率高 、價格貴，適用於大量生產。
非傳統式切削加工：
圖 拉削………….
非傳統切削加工所用之工具通常都比工件軟，藉著加工時的能量如熱能 、電化學、化學能與機械能之作用，達成切削目的，其加工速度會比傳 統式切削慢很多。常見之非傳統式切削加工方式如下： 放電加工（EDM）。 雷射加工（LBM）。 電子束加工（EBM）。 超音波加工（USM）。 磨料噴射加工（AJM）。 水噴射加工（WJM）。 電化加工（ECM）。 電化研磨（ECG）。 化學銑切（CHM）。 二、非切削加工 非切削加工時不產生切屑，可分為改變材料形狀加工、表面加工、連接加
1－6 機械製造學（概要）
工、改變機械性質加工等四類加工法。 改變材料形狀加工法（無屑加工）： 鑄造：將熔融金屬倒入模穴內，等待凝固之後打破或打開鑄模得到成 品。鑄造法依所用鑄模之不同，可分為兩類：砂模鑄造；特殊鑄 造。
圖 金屬鑄造
塑性加工：以極大外力迫使固態材料產生流動而形成永久變形之加工 方法。常見塑性加工有鍛造、輥軋、擠製、抽拉、引伸、彎曲等。塑 性加工依加工溫度不同而分為兩類： 熱作：加工溫度在再結晶溫度之上。 冷作：加工溫度在再結晶溫度之下。
鍛造
輥軋
擠製
抽拉
引伸
彎曲
圖 塑性加工
粉末冶金：將金屬或非金屬材料製成粉末，再將粉末適當混合之後放 在模內加壓成形，並經過燒結與後處理而成為成品。 塑膠模壓：在模壓之前先把金屬模加熱再加入塑膠塊，合模後再擠壓 使塑膠軟化，沿著模穴流動成形。
第一章 機械製造總論 1－7
電積成形：將導電的模型接陰極，欲鍍金屬接陽極，利用電解作用， 得到薄殼的製品。 表面加工法： 以無屑加工或切削加工以後所得到的產品，若表面精度未盡理想時，可 進一步表面精製，以改善產品的表面粗糙度、提高工件精度，使產品的 價值提高。加工方法如下： 電鍍。 拋光。 擦光。 搪磨。 研磨。 超級精磨。 連接加工法： 將多件機件以加熱加壓方式接合而成，其結合的方法如下： 熔接。 壓接。 蠟接。 鉚接。 螺栓接合。 改變機械性質加工法： 金屬材料以溫度的改變而獲得不同機械性質的組織，或利用外力加壓、 小鋼珠錘擊的方式，來改變其機械性質。加工方法如下： 熱處理。 熱作。 冷作。 珠擊。
1-4 製造工程分析
一、設計工程
由市場資訊評估產品的需求之後，從一個原始產品概念發展開始，經設計
1－8 機械製造學（概要）
分析、原型生產，到最後完成設計圖。設計工程師要有設計、製造、加工 等相關的知識，其流程如圖所示：
二、同步工程 傳統之設計與製造活動是先後連續發生的，而不是同步發生的。早期設計 工程師在設計的時候並無法預期製造加工時可能遭遇到的困難，必須在製 程中由製造工程師提出問題，再由設計工程師修改原設計，造成無謂的浪 費與不便。這種情況可藉由同步工程加以改善。 三、價值工程 在不改變產品的功能與強度下，選用較便宜的材料，或省去較貴材料與不 必要的操作，藉以降低生產成本增加產品競爭力之設計觀念。
第一章 機械製造總論 1－9
1-5 機械製造方法之趨勢 為因應機械材料性質的提升，未來機械加工方法發展方向為： 切削條件的改良。 零件製造專業化。 一貫作業自動化。 電腦數值控制機械的大量應用。 材料使用的多元化。 綠色製造：注重環保與節能。 無屑加工法的發展。
1-6 機械材料分類 機械材料分類如下：
實用上可分為金屬材料與非金屬材料兩大類。 金屬材料又可分為鐵類金屬材料與非鐵類金屬材料，機械上大都採用鐵 類金屬材料。 非金屬材料可分為有機材料與無機材料。
圖 機械材料分類
1－10 機械製造學（概要）
1-7 工業標準規格 我國常用的規格為中華民國國家標準（Chinese National Standards，簡稱 CNS）外，下列為常見的國際標準規格，如表所示： 規 格 名 稱代 號 American Iron & Steel Institute AISI American National Standards Institute ANSI American Society for Testing & Materials ASTM Chinese National Standards CNS Deutscher Industrie-Normen DIN International Organization for Standardization ISO Japanese Industrial Standards JIS Society of Automotive Engineers SAE
中 文 名 稱 美國鋼鐵協會 美國國家標準協會 美國材料試驗協會 中華民國國家標準 德國工業標準 國際標準化組織 日本工業標準 美國自動工程學會
1-8 主要機械材料的加工性
一、切削性
碳鋼含碳量低時延展性高，容易在刀口產生刀口積屑（BUE）；含碳量 高則太硬，容易磨損刀具。所以含碳量太高或太低，切削性都不好。 含碳量約 0.3%之中碳鋼軟硬適中，具有最優良之切削性。 在鋼料中加入鉛、硫，可改善其切削性。 含矽量適當且冷卻速度慢時，碳將以獨立之片狀石墨存在，此鑄鐵稱為 灰鑄鐵。片狀石墨可防止刀口積屑之形成，切削性極佳。 白鑄鐵之碳與鐵化合成碳化鐵，硬度極高，容易磨損刀刃，切削性很差 。若要增加切削性可將白鑄鐵施以退火處理，形成展性鑄鐵。 純鋁質軟且富延展性，切削時容易形成刀口積屑，所以切削性不佳，應 和純銅一樣，用極高切速進行淺切深之切削加工。 銅加鋅成黃銅，切屑呈不連續狀，切削性不錯。若黃銅中加鉛成為快削 黃銅，則切削性更好。 二、鑄造性 碳鋼鑄造性比鑄鐵差。 鑄鐵之流動性高，鑄造性優，所以，一般大都採用鑄造成形來製造鑄件。 銅加錫成青銅，流動性好，鑄造性優，一般採用鑄造法製造青銅製品。
第一章 機械製造總論 1－11
鋁具有良好的鑄造性，常用壓鑄法製造製品。 三、鍛造性 冷鍛時材料之延展性很重要，故含碳量不宜超過 0.25%。含碳量在 0.25%以下時，鍛造性與含碳量成反比。 鑄鐵太脆，缺乏延展性，所以不能鍛造成形。 純銅之鍛造性高且導電性好，常以抽拉法抽製成電線。 純鋁鍛造性高，常抽拉成電線。 兩相同之金屬材料，晶粒較粗者，材質較軟，鍛造性較佳。 四、銲接性 銲接性與含碳量成反比。 由於鑄鐵的含碳量太高，所以其銲接性很差。 鋁之氧化性高，高溫時易形成氧化物，所以銲接性不好。
1－12 機械製造學（概要）
精 選 考 題 、選擇題 下列那一種加工方法，不能改變工件材料內部之機械性質？ 熱處理（Heat Treatment）
拋光（Polishing）
擠製（Extrusion）
鍛造（Forging）
製造模具時淬火之後接著是：
車床或銑床加工
退火
回火
鍍鋅
下列四項中何者可視為塑性加工？ 切削與鍛造
鑽孔與輥軋
擠壓與抽拉
研磨與鏇壓
下列那一種加工法屬於無屑加工？ 珠擊法
雷射切割
超音波加工 放電加工
下列有關鋼材加工的敘述，何者錯誤？
淬火→熔接前預熱
退火→鋼材變軟
回火→鋼材變韌
熱處理→改變材料性質
：淬火：提高鋼材的硬度。 下列何種加工方法屬於非傳統加工？
鑽床加工
搪孔加工
銑床加工
放電加工（EDM）
下列何者是屬於無屑改變材料形狀的加工法？ 鑽孔
抽拉
EDM
搪磨
下列何種加工為有屑加工？ 銑切
冷作
輥軋
電鍍
下列何者為非傳統切削加工？ 車削
銑削
大量生產之年產量為：
雷射切削
鑽削