目錄 Contents
第壹篇 機械製造………………………………1－1 第一章 機械加工總論……………………………1-2 第二章 鑄造法……………………………………1-9 第三章 金屬熱作加工……………………………1-25 第四章 冷作加工…………………………………1-36 第五章 衝壓加工…………………………………1-45 第六章 熔接………………………………………1-51 第七章 切削理論…………………………………1-65 第八章 鋸床與拉床切削…………………………1-81 第九章 鉋床………………………………………1-89 第十章 鑽床與搪床………………………………1-94 第十一章 車床工作………………………………1-109 第十二章 銑床……………………………………1-129 第十三章 磨床工作………………………………1-146 第十四章 鉗工工作………………………………1-161 第十五章 特殊加工………………………………1-177 第十六章 數值控制………………………………1-189 第十七章 塑膠加工………………………………1-196 第十八章 粉末冶金………………………………1-203
第貳篇 機械原理………………………………2-1 第一章 總論………………………………………2-2 第二章 連桿裝置…………………………………2-12 第三章 螺旋、螺旋連接件及滑車………………2-22 第四章 鍵與銷……………………………………2-49 第五章 彈簧………………………………………2-58 第六章 軸承及連接裝置…………………………2-69 第七章 帶輪………………………………………2-83
第八章 鏈輪………………………………………2-97 第九章 摩擦輪……………………………………2-104 第十章 齒輪………………………………………2-113 第十一章 輪系……………………………………2-134 第十二章 制動器及間歇機構……………………2-144 第十三章 凸輪……………………………………2-156 第十四章 液氣壓元件……………………………2-165
第參篇 機械製圖與識圖………………………3-1 第一章 概要及製圖儀器…………………………3-2 第二章 線條與字法………………………………3-12 第三章 幾何製圖…………………………………3-19 第四章 基本投影幾何……………………………3-25 第五章 剖視圖……………………………………3-58 第六章 尺度標註…………………………………3-66 第七章 輔助視圖…………………………………3-80 第八章 立體圖……………………………………3-84 第九章 表面符號及公差與配合…………………3-91 第十章 標準及習慣表示法………………………3-106 第十一章 熔接圖…………………………………3-112 第十二章 管路及氣、液壓圖……………………3-117
第肆篇 機械材料………………………………4-1 第一章 總論………………………………………4-2 第二章 金屬材料之性質與試驗…………………4-7 第三章 鋼鐵之生產與分類………………………4-17 第四章 鋼鐵之熱處理……………………………4-23 第五章 鋼之表面硬化……………………………4-37 第六章 合金鋼……………………………………4-43 第七章 鑄鐵………………………………………4-48 第八章 鋼鐵之規格………………………………4-53 第九章 非鐵合金…………………………………4-58
第伍篇 工程力學………………………………5-1 第一章 靜力學……………………………………5-2 第一節 概論／5-2 第二節 共點力系／5-4 第三節 同平面平行力系／5-9 第四節 同平面不共點不平行力系／5-15 第五節 桁架／5-20 第六節 平面性質／5-25 第七節 慣性矩／5-29 第八節 摩擦／5-35 第二章 動力學…………………………………5-46 第一節 質點運動學／5-46 第二節 動力學的基本原理／5-60 第三章 材料力學………………………………5-72 第一節 軸向負荷下之應力／5-72 第二節 剪應力與承壓應力／5-82 第三節 扭轉／5-87 第四節 樑中應力／5-92 第五節 樑之撓度／5-104 第六節 組合負載下之應力／5-108 第七節 薄壁壓力容器之應力／5-111 第八節 平面應力／5-113
第陸篇 精密量測………………………………6-1 第一章 測量系統…………………………………6-2 第二章 長度量測…………………………………6-4 第三章 平面量測…………………………………6-19 第四章 角度測量…………………………………6-26 第五章 螺紋測量…………………………………6-29 第六章 二維量測…………………………………6-32
1－2
一
機械加工總論
機械製造業分類 以製造程度分類： 第一級工業：指採礦、伐木、造紙及煉鋼等天然資源開發的基本工 業。 第二級工業：利用第一級工業生產的原料，加工成為工業用品或日 常生活用品的製造工業。 第三級工業：指焊接、維修及保養等服務性質的工業。 以產品數量分類： 大量生產：為年產量 100000 件以上，銷售量大約已確定，產品已 有穩定市場而持續生產之物件，如汽車、螺釘、螺帽及軸承等。 中量生產：銷售量為變動，年產量在 2500～100000 件，如書本及 電腦。 零星（批量）生產：產量與客戶訂單關係密切，每批 10～500 件， 如人工骨骼、人造衛星。 依加工成形方法： 切削加工法（有屑加工法）：以機製法將工件部分材料切除，形成 切屑，並使尺寸達一定精度謂之。可分為傳統及特殊加工兩類。 傳統加工法：車削；鉋削；鑽孔；搪孔；鉸孔；鋸 切；拉孔；銑切；輪磨；滾齒切割。 非傳統加工法（特殊加工法）：超音波加工（USM）；放 電加工（EDM）；化學加工（CM）；雷射光加工（LBM） ；電化加工（ECM）；電工束加工法（EBM）；電漿噴 敷法（PFS）。 傳統切削加工其切屑呈條狀、片狀，而特殊加工切屑呈細小屑末狀。 非切削加工法（無屑加工法）：以加熱或不加熱方式，利用工具或 模具將材料加以外力，不以切削成屑而能形成所需各種形狀者。
《第壹篇》第一章 機械加工總論 1
1－3
改變材料形狀加工法：鑄造、滾軋、鍛造、擠製、爆炸成形、電 積成形及粉末冶金等。 表面加工法：電鍍、拋光及金屬滲入。 材料接合法：焊接及鉚接。 改變機械性質加工法：熱處理、塑性加工（熱作、冷作）及珠擊 法。 機械製造方法的趨勢： 趨向無屑加工及非傳統式切削之加工方式。 專業化之生產型態。 電腦與自動化控制。 多元化使用材料。 使用耐高溫及耐磨耗刀具。 採用高速度及高精度工具機。 加工設備採彈性化配置。 工廠安全： 意外事件發生的原因： 不安全的工作環境：包括機械、工具、設備與環境。 不安全的人為因素。 防護器材類別： 頭部的防護器材： A 類：適用於一般工作，絕緣性在電壓 600 伏特以下。 B 類：適用於電器工作，具有高度絕緣性。 C 類：可防輕微撞擊，絕緣性較低。 D 類：適用於救火工作。 眼部的防護器材： 護目鏡：用於防止有害光線，如防止焊接工作之強光照射眼睛。 安全眼鏡：可防止灰塵，撞擊或其他酸液噴濺到眼睛。 機械防護法： 護罩法：將機械危險部分隔離及防護。 聯鎖法：使機械在防護未達安全前，無法開動機械。
1－4
安全標誌的形狀： 矩形：用於標示位置、方向或安全操作等一般說明。 正三角形：用於標明用途或注意，三角形尖向上者代表危險，尖 向下者提醒注意。 圓型：標示禁止。 火災的種類： 甲（A）類火災：發生於可燃性物體如木材、紙張、織品等火災 。可用大量水或含水量高的滅火劑來撲滅這類火災。 乙（B）類火災：由可燃性氣體如汽油、溶劑、酒精、油脂類引 發的火災。只要控制受災部分表面的氧氣含量，即可控制這類火 災。通常以泡沫覆蓋法，使火災液面與空氣隔絕。 丙（C）類火災：指電氣火災，如負載過大、短路、漏電等引發 的火災。滅火時應先切斷電源，並使用不會導電的滅火劑，如乾 粉化學劑、二氧化碳或壓縮氣體等。 丁（D）類火災：係可燃性金屬如鉀、鈉、鎂、鋰……等引發的 火災。必須使用特種化學乾粉滅火劑，才能撲滅這類火災。 滅火方法： 冷卻法：適用於甲（A）類火災。 窒息法：適用於乙（B）類火災。 隔離法：適用於丙（C）類火災。係將燃燒中的物質移開或斷絕 其供應。 抑制法：適用於丁（D）類火災。係破壞燃燒中的離子，以達到 滅火的目的。
下列何種加工方式屬於無屑加工？ 鑄造
鍛造
擠製
以上皆是
改變機械性能的加工法中，有： 彎形
珠擊法
改變材料形狀的加工方法為：
磨削
陽極處理
《第壹篇》第一章 機械加工總論 1
鍛造
鉸孔
油漆
1－5
拋光
下列那項工作屬於表面加工？ 車削
鍛造
輪磨
壓印
下列何種方法為非傳統式切削加工法？ 車削加工法
鉸孔加工法 輪磨加工法
電漿加工法
下列何者為切削性加工法？ 鍛造
擠製
滾軋
輪磨
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）
下列那一項加工法屬於非切削性加工？
放電加工法（Electrical Discharge Machining） 搪孔（Boring） 超音波加工法（Ultrasonic Machining） 珠擊法（Shot Peening） 微細製造技術所稱之奈米（Nano），其定義為何？ −2
−3
−6
−9
1 10 m 1 10 m 1 10 m 1 10 m 半導體製程中，一般所謂的 90 奈米製程係指：
線寬為 0.009m
線寬為 0.09m
膜厚為 0.009m
膜厚為 0.09m
有關半導體及其周邊產業的生產技術，下列敘述何者正確？
化學機械拋光（CMP）技術可使用於晶圓表面拋光加工 純矽是電的良導體，要加入其他雜質使其成為半導體 光罩的作用是防止光阻曝光，並保護晶圓避免磨損 微放電加工使用的電極無法細化，故不屬於微細製造的領域的
下列何者屬於無屑加工？ 放電加工
壓鑄
車削
銑削 【中油】
1－6
下列何種加工方式無法達到改變材料之機械性質？ 熱處理
熱作與冷作 珠擊法
車削加工 【中油】
下列何者為非傳統機械加工方式？ 車削加工
鑽削加工
銑削加工
放電加工 【中油】
所謂「微細機械加工」是指加工尺寸在下列何者範圍？ m～cm
cm～mm
mm～m
m～nm 【中油】
下列何者為珠擊法之特性？
降低表面硬度
無法改變材料的機械性質
增加疲勞強度
無法清除表面雜質【中油】
在工業安全標示中，尖端朝上之正三角形所表示之意義為何？ 禁止
警告
指示
提示或一般說明 【中油】
有關單位之敘述，下列何者錯誤？
1m 0.001m
牛頓是力的單位
1KW 1000 瓦特
N/mm2 為應力之單位 【中油】
：1m 10
−6
m
有關吊車或堆高機的安全操作，下列何者錯誤？
未經指派訓練不得自行操作 提吊物品之工作路徑應避開有工作者之上空 不得於機具操作上方放置滅火器 若遇停電應立即關閉電源
【中油】
工作場所中若遇意外電擊，那一器官被電流直接通過時，對工作
者產生之危險性最高？ 心臟
肺部
腳底
耳部 【中油】
發光二極體是一種能發光的半導體電子元件，其省電能力遠勝於
《第壹篇》第一章 機械加工總論 1
1－7
電燈泡，其英文名之簡稱是什麼？ IC
CNC
LCD
LED 【中油】
下列何者不是傳統式切削加工？
車削（Turning）
放電加工（EDM）
銑削（Milling）
磨削（Grinding） 【中油】
利用壓縮空氣產生高壓噴流或旋轉之離心力，藉此推動無數小鋼
珠以高速密集的方式打擊金屬機件表面可增加金屬之硬度及疲勞 強度等機械性質，稱為何種加工法？ 衝壓擠製法
高能量成形法
高速擠製法
珠擊法
【中油】
在自動化技術中，FMS 是指何者的簡稱？ 電腦輔助製造系統
電腦數值控制
彈性製造系統
群組技術系統
【中油】
下列何種開關主要是避免人員觸電，當發生漏電時，可自動且迅
速的切斷電源？ 漏電斷路開關
閘刀開關
無熔線開關
明路開關
【中油】
有關防護器具的敘述，下列何者正確？
戴安全帽可以不用將扣環扣上 在有害氣體及粉塵的作業環境中應使用呼吸防護器具 一般的皮鞋可當安全鞋使用 使用耳塞及耳罩會造成工作者聽力損傷
【中油】
MEMS 是何種先進製造技術的縮寫？ 奈米科技
微機電系統
化學氣相沉積
濺散蝕刻
【中油】
下列那種加工法的主要目的為改變材料的機械（物理）性質？ 焊接
研磨
熱處理
電積成形 【中油】
下列何者屬於改變機械性質加工法？
1－8
珠擊法
超音波加工 鍛造
輪磨 【水利會】
加工工廠常稱呼的尺寸單位「條」是指下列何者？ 1cm
1mm
0.01mm
1m 【中鋼】
下列何者是無屑加工法？（複選） 鍛造
電鍍
研磨
陽極處理 【中鋼】
那些製造方法屬於塑性加工？（複選） Casting
Drawing
Rolling
Forging 【中鋼】
CNC：電腦數值控制、CAM：電腦輔助製造、CAE：電腦輔助工程、 MIS： 管理資訊系統 、APT：自動程式刀具系統。 【中油－機械類】
《第壹篇》第二章 鑄造法 2
二
1－9
鑄 造 法
一、鑄造與鑄砂 意義： 鑄造是將熔化之液態金屬注入鑄模內，待其凝固後成為與模穴形狀 相同之固體成品的一種加工法。 分為傳統鑄造（以砂模鑄造為主）與特殊鑄造。 傳統鑄造程序：鑄造廠由模型製作、鑄模（含砂心）製作、金屬熔鑄 與鑄件清理四部門組成，其製造流程為：
鑄砂：鑄砂主要成分為矽砂（SiO2）、黏結劑、水及添加劑配製而成 。黏結劑的主要功用在增加鑄砂的強度，一般鑄砂以黏土為黏結劑。 鑄砂應具特性： 透氣性好。 高強度。 耐火性。 適當顆粒大小（10～250 號）與形狀（常用多角形）。 二、模型 模型種類： 依材料不同區分： 活動模型（可取出式）：模型可連續使用。例如：木模、金屬模 等。 消散模型（消失模型）：澆鑄前不必自鑄模中取出模型，當金屬 熔液澆入模內時，模型遇熱成氣體，經由氣孔逸出，留出之模穴
1－10
由熔融金屬填充。聚苯乙烯（PS）常為製作消散模型之材料。 注意事項：模型氣化逸失，需有良好通氣孔及壓箱鐵。澆鑄速 度應快，以免模型燃燒，造成鑄面劣化。 優點：省去脫模麻煩，故模型不需拔模、搖動裕度。不需分上 、下砂箱與砂心製作，製成簡單快速。 缺點：模型僅用一次且強度低，需小心處理。無法機械造模且 無法檢查完成的模穴。 取出模依構造不同區分： 整體模型（單件模型）：適用於簡 單形狀之鑄件，由一塊木材製成。
圖 整體模型
分裂模型：模型分成上下兩半、中 間以定位銷定位連接，分模面一般 位於切面積最大之面。
圖 分裂模型
鬆件模型：即將模型中無法取出之 部分個別製程鬆件模型，再用銷子 與主體模組合。取模時，則分別取 出，例如：鳩尾槽鑄造。
圖 鬆件模型
流路模型：多件形狀簡單而又小形 模之鑄件模型，以流路模連接為一 ，澆鑄一次可得多件鑄品，省時省 料，適合中、大量生產。
圖 流路模型
雙面模板模型：為求上下對合模型 易於對正、拔模，將模型分成兩半 ，分別固定在模板對合位置上，廣 用於機械製模，大量生產。 嵌板模型：因模型太薄而無法承受
圖 雙面模板模型
造模時搗沙力量，而在製作鑄模時，將整體模型部分嵌入穴內， 分別製成上下模，如此可避免將模型製成兩半之麻煩。 刮板模型： 適於大而有對稱或均一斷面者，如圓形鑄件：手輪、車輪。
《第壹篇》第二章 鑄造法 2
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優點：可節省製造模型之費用。
圖 嵌板模型
圖 刮板模型
骨架模型：外形尺寸不需十分精確之大形 鑄件，可以骨架覆以模薄板取代實心材料
圖 骨架模型
，以節省材料。 三、模型裕度 模型一般均較鑄件尺寸為大，多加的尺寸，稱為模型裕度。模型裕度包 括下列幾項： 收縮裕度：金屬液凝固時，尺寸會收縮，為補償此收縮，模型尺寸須 加大。 不同材料之收縮裕度：鑄鋼（約 2%），鑄鐵（約 1%），銅（約 1.5%），鋁、鎂（約 1.3%）。 為免計算，模型廠利用鑄型尺或稱縮尺量製模型，其長度標準尺 長度收縮量。 收縮裕度除隨材質而異外，其於鑄件形狀、尺寸、肉厚、澆注速度 、溫度均影響。 縮尺比一般標準尺寸放大，且隨澆鑄材料的不同，而有不同縮尺。 拔模裕度：為使造模時，易於將模型取出，故模型側邊做成微傾斜謂 之拔模角。 外型拔模（錐度 1：96 至 1：48，或 0.5°～1°）。內孔拔模（錐度 3：48，或 3°，故內孔拔模角較大，約為外孔 3 倍）。
圖 外、內型拔模裕度
消散模型不需此裕度。 拔模裕度大小比較：機械製模小於手工製模，金屬模小於木模，大 型模小於小型模，模型外面小於模型內面。