Microsoft Word - 小論文0331

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镇霞周
7 years ago
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1 投稿類別 : 工程技術類篇名 : 車床丙級技能檢定的難題分析作者 : 胡豫昀高雄市立中正高工電二仁張玲高雄市立中正高工電二仁戴廷耘高雄市立中正高工電二仁指導老師 : 王信智老師

2 壹前言依職業學校法第一條之規定 : 職業學校以教授青年職業智能, 培養職業道德, 養成健全之基層技術人員為宗旨 ( 全國法規資料庫,2010) 為達此一教育目標, 職業學校常配合勞動部勞動力發展署每年主辦相關職類的技能檢定活動, 鼓勵在校生參與專案技檢, 作為學校在技能教學領域成果的參考指標之一, 其中車床丙級技能檢定 ( 以下簡稱車丙技檢 ) 也是技能檢定的職類之一目前, 我們正在接受車丙技檢的集訓課程, 在實際的加工過程中, 常遭遇到一些難題, 使得工件無法在規定的四小時內順利完成, 甚至發生撞壞工件或刀具的事件所以在檢定之前, 這些問題如未能得到適當合理的解決, 將極可能在車丙技檢實測中慘遭淘汰之命運因此, 激起研究者對解決相關問題的興趣和決心, 希望能經由老師的指導, 配合相關書籍的閱讀和實際操作過程的體驗中, 發現問題和解決問題, 進而提升本身的車床加工技術水準, 以便能夠順利的通過這次的技能檢定一研究目的綜合以上所述, 本研究之研究目的如下 : 1. 探討車丙技檢所應具備的技能 2. 探討車丙技檢常遭遇的難題 3. 探討車丙技檢的問題解決策略二研究程序本研究擬定的相關研究程序, 簡要說明如下 : 1. 擬定研究主題 2. 收集相關資料 3. 進行檢定試題切削加工 4. 蒐集加工中所遭遇難題 5. 進行問題分析 6. 改善問題 7. 撰寫研究報告貳正文本研究之目的在於探討車丙技檢過程中常見的難題及其因應策略, 研究內涵分別從應具備的技能常遭遇的難題及問題解決策略等三個層面進行分析一應具備的技能 ( 一 ) 車床丙級試題成品圖 1

3 依勞動部勞動力發展署所公布之車床丙級術科試題共計六題 ( 勞動力發展署,2013), 使用的材料均為 S30C-S45C 的 ф45x150mm 光面圓棒乙支, 均需要加工成兩件組合的成品, 件 1 均需要車削螺紋, 件 2 均需要加工內徑, 加工後的成品圖形如圖 1 所示圖 1 車丙技檢試題實作成品圖資料來源 : 研究者自行拍攝 ( 二 ) 主要加工技能從整體技檢試題所需加工技術進行分析, 發現除校正中心車削端面內外徑粗精車去角和鑽孔等基本操作技術之外, 各試題所需使用之主要加工技術, 約可歸納為螺紋車削錐度車削偏心車削配合車削和切斷切槽等加工技術, 綜觀各試題所涵蓋的技能項目, 約可歸納詳如表 1 所示內涵說明如下 :(1) 各試題均有螺紋車削, 規格均為 M20X2, (2) 錐度車削的錐率均為 1:5,(3) 偏心車削只有三題需要車削, 偏心量為 1mm 或 2mm,(4) 每一題均需要配合, 但是配合的種類並不同, 分別為錐度配合階級配合或軸孔配合,(5) 在切斷切槽加工上, 每一題均需使用到表 1 車丙技檢試題所需主要的加工技術題號螺紋 M20X2 錐度 1:5 偏心無 1mm 無 2mm 無 2mm 配合錐度配合錐度配合階級配合軸孔配合階級配合錐度配合切斷切槽每題均需使用到資料來源 : 研究者自行整理 2

二常遭遇的難題經過實際加工的結果發現表 1 中之主要加工技術, 常常是加工過程中最容易發生失誤的地方,

M20X2 螺紋, 一般常見的問題為螺紋外觀粗糙和毛邊多節圓直徑不對及發生撞車事件等, 甚至使刀具或工件受到嚴重的損害, 如圖 2

撞車圖 2 螺紋車削常見問題資料來源 : 研究者自行拍攝 ( 二 ) 錐度配合在車丙技檢試題中, 每題均需車削錐度,

4 二常遭遇的難題經過實際加工的結果發現表 1 中之主要加工技術, 常常是加工過程中最容易發生失誤的地方, 以下逐一列出本研究所發現的相關問題說明如下 ( 一 ) 螺紋車削車丙技檢試題中, 每題均有螺紋車削項目, 其規格均為車削 M20X2 螺紋, 一般常見的問題為螺紋外觀粗糙和毛邊多節圓直徑不對及發生撞車事件等, 甚至使刀具或工件受到嚴重的損害, 如圖 2 所示 a. 外觀粗糙多毛邊 b. 節圓直徑錯誤 c. 撞車圖 2 螺紋車削常見問題資料來源 : 研究者自行拍攝 ( 二 ) 錐度配合在車丙技檢試題中, 每題均需車削錐度, 其錐率均為 1:5, 其差異之處在於有些題目僅需車削外錐度即可, 但部分試題則需要車削錐度配合 ( 參閱表 1) 在錐度配合車削過程中, 常見的問題為內錐度孔徑車削太大, 導致配合尺度太小, 實測值無法達到如組合圖所示的標準尺度公差範圍內, 如圖 3 所示 3

但是伸出夾爪外側的工件長度較長, 因此常發生在切削過程中, 工件脫離夾爪飛出的現象,

5 a. 工作圖 b. 母套孔徑太大的結果圖 3 錐度配合常見問題資料來源 : 研究者自行整理 ( 三 ) 工件脫落在加工各檢定試題的件 1 之過程中, 尤其當換端夾持加工時, 能夠夾持的長度只有 15~20mm 之間, 長度較短, 但是伸出夾爪外側的工件長度較長, 因此常發生在切削過程中, 工件脫離夾爪飛出的現象, 如圖 4 所示, 致使工件外表受到嚴中的損傷 a. 正常工件 b. 損壞工件圖 4 工件脫落問題資料來源 : 研究者自行整理 ( 四 ) 切斷切斷切槽在檢定過程中也扮演著相當重要的角色, 舉凡將兩件工件切開件 1 的切槽或將多餘的長度切除等加工項目, 均需要使用切斷刀, 但是切斷刀常因不當使用, 造成工件損壞或刀具斷裂的現象, 如圖 5 所示 4

這種現象雖然在整個加工過程中並沒有出現任何失誤, 但卻是最嚴重的問題, 因為會遭到評審以

解決策略針對上述發現之各種加工難題, 本研究提出相關之解決策略, 逐一說明如下 : ( 一 )

才能控制好兩側牙壁的粗糙度 ( 陳順同蔡俊毅,2008b), 請參閱圖 6,(4)

6 a. 刀具斷裂 b. 工件損壞圖 5 切斷損壞問題資料來源 : 研究者自行拍攝 ( 五 ) 無法在規定時間內完成工件這種現象雖然在整個加工過程中並沒有出現任何失誤, 但卻是最嚴重的問題, 因為會遭到評審以未能依規定時間內完成術科測試者之規定裁定測試成績不及格 ( 勞動力發展署,2013) 三解決策略針對上述發現之各種加工難題, 本研究提出相關之解決策略, 逐一說明如下 : ( 一 ) 螺紋車削螺紋車削工作適當的切削條件如下 :(1) 首先需要有一把牙角和間隙角均正確的牙刀 ( 圖 6),(2) 螺紋車削前的外徑最好是約 φ19.8,(3) 若採用直進法切削最好把握每道次進刀深度由深切深遞減至淺切深, 才能控制好兩側牙壁的粗糙度 ( 陳順同蔡俊毅,2008b), 請參閱圖 6,(4) 主軸轉速不宜過快, 採低轉速為原則, 避免反應不及發生撞車現象,(5) 當接近適當的牙深時, 宜配合螺紋分厘卡量測螺紋的節圓直徑,(6) 當尺寸正確時則以油石修除毛邊,(7) 切削過程中宜注意排屑是否順暢且宜適時添加調水油, 增加刀具壽命和工件的表面粗糙度牙刀各部位角度和名稱 5

624mm, 如此車削出來的錐度配合尺度才會正確所以在車削錐度配合時, 宜代入公式計算其進刀量 k 值, 萬萬不能盲目的隨意進刀, 而且刀具溜座宜固定在床台上, 不可讓大手輪沿床台左右移動, 一定要記住當車削錐度值為 1/5 時, 錐度長差 1mm 時, 橫向進刀量 k 剛好進 0.

7 直進法車削螺紋圖 6 螺紋車削方法資料來源 : 陳順同蔡俊毅,2008b,68-72 頁 ( 二 ) 錐度配合一般車削錐度時, 常需要先將外錐度車削完成, 再車削內錐度, 當車削內錐度時, 需將外錐度和內錐度相互配合 ( 如圖 7), 並量測其配合尺度, 假設實測尺度值為 53.12mm, 比標準尺度 50mm 多出 3.12mm, 則橫向 ( 直徑 ) 進刀量 k 為多少? 依公式 T= 直徑差值 / 錐度長, 得 T=k/ 錐度長 =k/3.12=1/5, 所以得到 k=0.624mm, 如此車削出來的錐度配合尺度才會正確所以在車削錐度配合時, 宜代入公式計算其進刀量 k 值, 萬萬不能盲目的隨意進刀, 而且刀具溜座宜固定在床台上, 不可讓大手輪沿床台左右移動, 一定要記住當車削錐度值為 1/5 時, 錐度長差 1mm 時, 橫向進刀量 k 剛好進 0.2mm 的關係, 就可以順利地將 k 值算出來 ( 三 ) 工件脫離夾爪圖 7 錐度配合車削方法資料來源 : 沈柏廷,2013,2-16 頁當工件夾持部位長度較短, 伸出夾爪外側長度較長時, 當進行重切削時, 很容易造成工件脫離夾爪的現象, 因此必須借助尾座頂心的支撐, 加強對工件的支持力, 如此才能預防切削過程中工件脫離夾爪的現象 ( 圖 8), 到最後取總長切除頂心支撐部位即可 6

圖 8 預防工件脫離夾爪資料來源 : 沈柏廷,2013,2-49 頁 ( 四 ) 切斷切槽切斷刀由於切邊與工作勿接觸的面積較一般外徑車刀大, 相對的切削作用力較大, 不當的使用很容易造成刀具和工件的折損,

工件將產生翹曲及顫動 ( 陳順同蔡俊毅,2008a) 所以在許可的條件下, 刀具與夾爪的距離愈短愈好也愈安全, 最後在切削過程中宜適度添加調水油, 有助於切削更順利圖 9 切斷刀的刀角與名稱資料來源 :

刀具不銳利刀具種類數量不足等, 皆有可能導致無法在規定時間內完成加工工件的現象, 因此, 本研究也僅能提出一些原則性的建議, 分述如下 :(1) 準備足夠的刀具和工具,(2) 磨利刀具,(3) 先加工件 2(

8 圖 8 預防工件脫離夾爪資料來源 : 沈柏廷,2013,2-49 頁 ( 四 ) 切斷切槽切斷刀由於切邊與工作勿接觸的面積較一般外徑車刀大, 相對的切削作用力較大, 不當的使用很容易造成刀具和工件的折損, 要避免加工過程中產生意外, 首先要磨出正確的刀角和間隙角 ( 圖 9), 避免加工過程中產生夾刀現象 ; 其次, 避免切斷位置與夾爪的距離太長 ( 圖 10), 因為距離長相當於施力距離增長, 工件將產生翹曲及顫動 ( 陳順同蔡俊毅,2008a) 所以在許可的條件下, 刀具與夾爪的距離愈短愈好也愈安全, 最後在切削過程中宜適度添加調水油, 有助於切削更順利圖 9 切斷刀的刀角與名稱資料來源 : 張弘智陳順同,2012,202 頁圖 10 切斷刀與夾爪距離資料來源 : 陳順同蔡俊毅,2008a,15 頁 ( 五 ) 無法在規定時間內完成工件這個問題最常見也最複雜, 諸如技術不熟練工作程序錯誤刀具不銳利刀具種類數量不足等, 皆有可能導致無法在規定時間內完成加工工件的現象, 因此, 本研究也僅能提出一些原則性的建議, 分述如下 :(1) 準備足夠的刀具和工具,(2) 磨利刀具,(3) 先加工件 2( 母套 ) 並切斷,(4) 剩下的材料加工成件 1,(5) 繼續加未完成的工件 2 並與件 1 配合, 且量測配合尺寸 (6) 粗車刀每一刀的切削深度要夠大, 以便節省切削時間,(7) 多加練習增加加工技術的熟練度, 最後 (8) 檢討並改進加工缺失 7

9 參結論在寫小論文的過程中, 我們證實了這句話 : 理論需要實務來驗証每次上實習課時, 看到老師熟練的示範車削工作, 總會有種錯覺好像很簡單, 等到親自接觸到車床時, 卻又不知道從何處著手教科書裡所教的東西, 是需要我們自己親自去操作才能夠更理解, 這樣才能在加工過程中發現問題, 進而尋求解決之道經由這次的研究不僅是更深入了解車丙技檢試題的加工法, 同時將加工過程所遭遇的難題, 找到適當的解決方法, 是本次研究最大的收穫雖然每個人在加工過程中所遭遇的問題不盡相同, 但相信本研究所提之相關問題, 也是一般從事車丙技檢實作過程中常見的問題, 這些問題的解決策略和方法並非唯一, 關於本研究所提相關解決策略, 經過實作考驗證明確實有助於改善問題, 如果這些問題能夠獲得適當合理的解決, 相信對通過車丙技檢測試必有莫大的助益最後, 希望此次的研究結果能提供學弟學妹們未來參與車丙技檢的重要參考依據, 能夠快樂地學習車床和通過車丙技檢肆引註資料全國法規資料庫 (2010) 職業學校法( 民國 99 年 06 月 09 日修正 ) 2016 年 3 月 1 日, 取自沈柏廷 ( 編著 )(2013) 丙級車床- 車床項學術科通關寶典新北市 : 台科大圖書勞動力發展署 (2013) 車床車床項丙級技術士技能檢定術科測試應檢參考資料 2016 年 2 月 25 日, 取自陳順同蔡俊毅 ( 編著 ) (2008a) 車床實習 II 新北市: 全華科技陳順同蔡俊毅 ( 編著 ) (2008b) 車床實習 III 新北市: 全華科技張弘智陳順同 ( 編著 ) (2012) 機械基礎實習新北市: 全華科技 8

縣 94 學年度上學期區國民中學 Q 年級 R 領域教學計畫表設計者：

縣 94 學年度上學期區國民中學 Q 年級 R 領域教學計畫表設計者：高雄市立茄萣國中國中 103 學年度第一學期八年級英文補救教學彈性學習課程計畫表一教材來源 : 二教學節數 : 每週 (1) 節, 學期共 ( 20 ) 節三各單元內涵分析 : 週次第一週第二週第三週第四週 9/1 9/5 9/8 9/12 9/15 9/19 9/22 9/26 Lesson1 ( 一 ) Lesson1 ( 一 ) Lesson2 ( 二 ) Lesson2