民國115年 普通考試 機械工程 機械製造學概要
第3題
切削條件（如切削速度、進給量、切削深度）會影響加工效率與表面品 質。請回答下列問題： 試定義下列三種切削條件：切削速度、進給量與切削深度。（10 分） 切削速度…
題目
切削條件（如切削速度、進給量、切削深度）會影響加工效率與表面品 質。請回答下列問題： 試定義下列三種切削條件：切削速度、進給量與切削深度。（10 分） 切削速度過高或過低，對刀具壽命與加工品質會有何影響？（5 分） 進給量與切削深度增加時，對加工效率與表面粗糙度之影響為何？（5分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、切削速度（cutting speed, v）指刀具切削刃與工件表面相對運動的線速度，常用單位為m/min。車削時可以v＝πDN/1000估算，其中D為工件直徑（mm）、N為主軸轉速（rpm）；銑削則依刀具直徑與轉速計算，速度方向沿切削方向。
- 二、進給量（feed, f）指工件每轉一轉（或刀具每齒）與刀具沿進給方向的相對位移，車削單位常為mm/rev，銑削為mm/tooth或mm/min。切削深度（depth of cut, ap）指一次切削中刀具切入工件的徑向或軸向厚度，車削外圓時ap＝(D－d)/2，單位為mm。
- 三、切削速度過高會使切削溫度急升、擴散磨耗與氧化磨耗加劇，刀具壽命依泰勒公式（Taylor tool-life equation）迅速縮短，亦可能造成燒焦、白層或熱變形；速度過低則易產生積屑瘤（built-up edge）、顫振與刀痕，表面粗糙度變差且生產效率低落。
- 四、進給量與切削深度增加可提高材料去除率（material removal rate, MRR≈v·f·ap），縮短加工時間、提升效率；但進給量增大會使殘留高度增大，理論粗糙度Ra約與f²成正比（Ra≈f²/32r，r為刀鼻半徑），切削力、振動與刀具磨耗亦上升。
- 五、切削深度增加對表面粗糙度的直接影響通常較進給量小，但會放大切削力、刀具撓曲與顫振，若工具機剛性不足，反而造成尺寸誤差與波紋；實務上宜先採較大ap與適中f提高效率，再以高速精切削降低粗糙度，兼顧壽命與品質。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。