常用金屬材料

1.材料分類
(1)鐵系-
鑄鐵-灰鑄鐵-含矽較高，冷卻速度慢，粗大結晶粒，質地柔軟之石墨鑄鐵
 白鑄鐵-冷卻速度快，質地堅硬，若延長退火時間做脫碳處理可得展性鑄鐵
碳鋼-碳含量越多質地越脆，主要分為高碳鋼，中碳鋼，低碳鋼

合金鋼
(2)鋁-導電性比鋼鐵佳，導電性為銅60%，但重量為1/3,故相同重量之鋁導電度為銅之2倍，相對成本較低
(3)鈦合金-耐腐蝕性佳
(4)鋅合金-產量僅次於鋁銅，成本低廉加工容易

2.CNS鋼鐵符號
(1)依最小抗拉強度：如SS400,FC200
前段表材質-S鋼F鐵
中段表製品名稱-S結構用鋼C鑄造件F鍛造件T管W線材K工具鋼

(2)依含碳量：如S30C
前段S鋼
中段0.01%之碳量點數
後段以元素符號表示鐵以外之主要合金元素

(3)SAE及AISI之構造用鋼：如SAE XXXX
鋼之種類-1碳鋼2鎳鋼3鎳鉻鋼4鉬鋼5鉻鋼…
合金元素大約成份，0表示無其他元素
0.01%之碳含量點數
若包含字母則表示不同的煉鋼法

3.材料性質
切削性-硬度低，延展性低較佳
鑄造性-熔點低，流動性良好
鍛造性-高延展性
熔接性與碳含量成反比

機械性加工-熱作與冷作

熱作
高於再結晶溫度，加壓成型容易，材料組織細化，強度韌性增佳均勻化，減少金屬內孔隙，熱漲冷縮精度較差

1.鍛造：適用延展性良好金屬，分為開閉模鍛造，手捶鍛，落捶鍛造(蒸汽，重力，衝擊式) ，壓鍛(速度慢均勻)，滾軋鍛造，鍛壓鍛造
2.滾軋：生產速度快，如：鋼板，鋼筋
3.熱擠製：質接擠製，反向擠製，覆層擠製
4.熱抽製：深底引長，衝頭加壓通過胚料，閉合之中空杯鍛件，再加熱至於引申機，以頂壓桿經模具使鍛件形狀變成長而薄壁的封閉管
5.製管：
(1)有縫管：滾軋熔接製成,強度較低
(2)無縫管：桿狀金屬通過模具並穿孔而成,強度較高


冷作
增加強度硬度電阻，增加殘留應力，降低延展性，晶粒結構發生歪扭破壞，引起加工硬化，需退火消除

1. 抽拉：製管，線，板衝壓：上模(模作板，衝頭)下模(衝模)
2. 壓擠：精度高，不必淬火硬化，模具壽命低，易變形：壓浮花，壓印法，端壓冷鍛，鉚接，樁接
3. 冷擠製：衝擊擠製
4. 珠擊法：高能量成型
5. 衝床：機械式，壓力較小，速度較快：剪切，衝胚料，衝孔，衝縫，衝凹孔，整緣修邊
6. 壓床：液壓，壓力大，速度慢，如彎曲，抽製
7. 摺床：方剪床，彎曲壓床，轉塔壓床
8.焊接：
(1)臘接：母材不熔化，焊料，分為硬焊(高溫，抗疲勞力較強)，軟焊
(2)熔接：母材熔化，焊料，電弧焊，汽焊
(3)壓接：加熱到半熔化，施加壓力，電阻電焊

機械製造方法-鑄造

鑄造透過高溫將金屬融為鐵水，並澆鑄於模具中，待鐵水冷卻後即依模具形成固體成品。大量生產時成本較低，製造速度快。以下根據各種不同條件，作簡略的介紹：

1.模具
模具為鑄造中成本最高的一部分，模具決定成品的品質。必須考量鐵水流入的路徑及冷卻的過程。
依結構是否能分割，以方面進行成品退出，或者其他特殊需求分為以下幾類：單件模，分割模型,鬆件模型(不易拔模時使用)

附流路模型,雙面模板模型,嵌板模型(從動模板),刮板模型(平刮,旋轉),骨架模型,分段模型
依材料:金屬,木,塑膠,臘
依取模方式:取出型模型,消散式模型(遇熱氣化溢出)

2.設計
(1)收縮裕度，變形裕度：因鑄件在冷卻時會收縮，故在設計時必須考慮此熱漲冷縮之裕度。
(2)加工裕度：鑄件在完成後多數都必須再經過切削等加工程序，故須預留尺寸供加工。
(3)拔模角：為使鑄件能較順利從模具下取下，必須留有拔模角防止在取下時造成損傷。金屬模，機械造模，大鑄件較拔模角較小。
(4)盡可能在轉角處使用圓角，避免縮裂。
(5)斷面如較薄，冷卻速度則較快，硬度較高。
(6)接合處可使用階級式，使應力分佈較均勻

3.構造
1.砂箱：製模過程中，裝砂以包覆砂模之箱體。
2.造模過程，需經震搗，擠壓，拋砂等程序使砂更為緊密。
3.流路系統鐵水由澆池進入澆道，流徑流道。鑄口,模穴,冒口(補充凝結收縮所需之金屬溶液),通氣孔
4.砂心：成品空心處以一固體騰出部分空間。

包模鑄造法:用於小型薄壁加工精密之鑄件，結構較複雜，表面要求較高。例如：脫蠟鑄造法,殼模法,石膏模鑄造法
連續鑄造法：以連續鑄造加快鑄造生產速度。

4.過程
1. 造模:矽砂(Silicon Sand)+ 膨土(Bentonite)+ 煤粉(Sea Coal)
->混練砂(Mixing) 高速混砂機+造模(Molding) GE自動造模機+合模(Closing)

2. 鐵水:生鐵錠(Pigiron)+廢鋼料(Sheet Metal)->溶解(Melting) 5T中/低周波電爐->分光儀CE (CE Meter)->砂心(Core) 球化接踵處理(Inoculation)

3. 澆注(Pouring)->冷卻(Cooling)->震動清箱(Shake-out)->澆冒口去除(Separating)->噴砂處理(Shot Blasting)->外觀檢查(Quality Control)->毛邊研磨(Grinding)->二次噴砂(2nd Blasting)->金相檢查(Microstructure analysis) 機械性質檢查(Mechanical testing)->噴漆(Painting)->入庫(Ware House)

機械製造方法-切削性加工

切削加工係指將工件進行除料，以達目標的幾何形狀。主要分成利用刀具的傳統式切削加工以及利用其他方式除料的非傳統加工。根據切銷方式及完成的幾何形狀不同，又分為以下幾種切銷方式：

1.切削機械分類
-車床:工件以夾具夾持旋轉，刀具從側面進刀切削，圓柱形對稱的加工件。
-銑床:刀具於工件表面銑削，進行除料完成目標幾何形狀。

-鑽床:透過旋轉刀具進行孔洞加工。
甲、鑽孔：
鑽頭-麻花鑽頭,油孔鑽頭,槍管鑽頭,階梯鑽頭(小直徑具有導孔功能),中心鑽頭,孔鋸
步驟-求中心->打刺衝->畫檢驗圓->打中心眼->試鑽並修正
乙、絞孔-製得更光滑精確之圓孔,需保留絞削裕留量,低轉速,大進給,並且切削劑
丙、攻絲-攻絲鑽頭尺寸：外徑-2倍牙深*0.75=外徑2*0.65*螺距*0.75=外徑-螺距
丁、搪孔-修正圓孔及擴孔之操作
戊、其他-鑽圓柱坑，鑽魚眼孔，鑽錐坑

-搪床-鑽中心孔，鑽孔，搪孔，,絞孔或內圓輪磨,搪磨
-鉋床-牛頭鉋床(床台進給)，龍門鉋床(刀具進給,精度較高)
-鋸床-往復式鋸床，圓鋸床，,帶鋸床
-拉床-不必分次切削，適於內孔或外形，效率高，精度光度佳，拉刀昂貴,
-磨床-砂輪規格：磨料，粒度，結合度(軟砂輪適用於硬材工件，進給速度小)，組織型態



2.切削工具：切削工件用的刀具
(1)材料：以下由軟到硬進行介紹
1.工具鋼-鐵碳為主，含碳量1.0~1.5%,硬度HRC62~HRC64，耐熱溫度200，低切削速度之刀具
2.高速鋼(HSS)-硬度HRC65~HRC67，耐熱溫度600

甲、鎢系(T級)-車刀，成型刀具
乙、鉬系(M級)-低速，鑽頭，螺絲攻
丙、含鈷-超高速鋼

3.鑄造合金-亮金，耐熱溫度820,切削速度為高速鋼之兩倍
4.碳化物刀具-耐熱溫度1200,紅熱硬度HRA92(HRC76)，耐磨性佳，脆,分為KPM三類,數字越小硬度越高
5.塗層刀具-利用蒸餾法度上一層化合物，增加耐磨性及減少黏屑現象
6.陶瓷刀具-氧化鋁，耐高溫耐磨，不耐衝擊
7.立方氮化硼
8.鑽石

(2)形狀:
1. 刃角：工件越硬，則所需對應的刃角越小
2. 斜角(傾角)-刀頂面與機製面之法線夾角。主要用途為引導排屑，一般採用正斜角，斜角越大。刀具越銳利，排屑功能越好，負斜角抗衝擊
3. 隙角(讓角)-刀腹與機製面之夾角，防止刀具與工件間之磨擦，前隙角大磨擦小
4. 切邊角-車刀切邊與縱軸之夾角，大小與工件硬度成正比，切邊角越大，切屑越薄

PLC主要構成簡介

PLC以軟體程式取代傳統控制電路所需之輔助繼電器、計時器及計數器。降低配電盤的使用複雜度，更改時僅需修改程式。PLC主要構成由以下幾大部分組成：

1.主機：
主機包括CPU、記憶體(其中包含RAM,EPROM,EEPROM) 、輸入輸出模組及電源轉換器。輸入輸出模組依型號有不同的點數，但輸入與輸出的數量相等，如16個接點時，16個輸入以X0~X7、X10~X17表示，輸出則以Y0~7、Y10~Y17，編號採八進制。

2.擴充輸入輸出：
當主機I/O的不足時，以擴充機或擴充模組補足輸入輸出接點的不足，但編號從主機開始計算，擴充機與模組延續編號。擴充機本身具有電源，可將AC轉換成DC供內部使用，標示的點數輸入輸出各占一半。擴充模組所需之直流電源則由主機供應，標示的點數全為輸出或全為輸入。擴充與主機搭配使用時亦有最大量的限制。

3.特殊功能模組：
當主機有特殊需求，可搭配特殊功能模組使用，由主機供直流電。其中包含類比輸入輸出模組、溫度檢測模組、單軸NC模組、高速計數模組、電子式凸輪模組通信、RS485擴充版、RS232C擴充版。


4.輸出形式
PLC因輸出元件的不同，有以下分類：
(1)電晶體(T)-DC負載使用。當電晶體工作於截止區和飽和區，功能如同開關，可操控外部負載，但此特性無法使用於交流負載。使用光耦合器進行隔離功能，避免受外部Loading 影響。

(2)繼電器(R)-DC及AC負載皆可使用。使用電磁作用控制機械開關控制外部負載，速度較慢，開關時可能有火花發生。

(3)固態電驛(S)SSR-AC負載專用，使用閘流體元件，無法使用於直流負載。利用光耦合器隔離。

5. PLC監控及程式輸入方式：
外部設定器搭配觸控螢幕、掌上型程式書寫器、圖面型書寫器、個人電腦搭配階梯圖編輯軟體。主機提供8pins_DIN 圓頭程式書寫器插入口。

風扇選擇指標

PQ曲線(反比線)為作為風扇特性的一項重要指標，P為風扇運轉之靜壓，Q為風量。不同的風量分別對應不同的靜壓，兩者大致成反向關係。當同一個風扇需產生較大的流量，則會對應較小的靜壓。極端的狀況下，若流量為零，則會產生無限大的靜壓。

另外，風在流動時所承受的阻力之特性所繪製之曲線為系統阻抗曲線(正比線)，靜壓與風量大致成正向關係，依使用需求而定，一般而言，若所需的流量越大，也同時對應著較大的靜止壓力。

為使需求及風扇的流量及靜壓都能夠適當的搭配。兩條曲線之交點即為操作點，依系統特性與風扇曲線進行挑選，使得兩交點對應的靜壓及流量能落於需求。

外漆顏色標示基準

此系統主要用於馬達外漆的顏色表示，以色相(hue) 、明度(value)、彩度(chroma)三個維度來描述顏色

色相

紅（R）、紅黃（YR）、黃（Y）、黃綠（GY）、綠（G）、綠藍（BG）、藍（B）、藍紫（PB）、紫（P）、紫紅（RP）每種色相在以字母前的數字表示其十等份後的差異。

明度

南北上下軸=明度（value）的深淺，從全黑（N0）至全灰（N5）到全白（N10）

彩度

共14階，最高彩度為純紅(5R)為14階，最低彩度h為藍綠(5BG)為六階 各色相彩度長短不一。

標示範例：Munsell 7.5B 3.5/0.5  色相 明度/彩度