2023-10-No2-扣件知識文章

余征諴博士 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心

各位【台灣扣件產業服務雲】會員先進們大家好，與您分享本期 #扣件知識文章 (2023-10-No-2)：

#知識主題 : #超大頭長桿螺栓製造方法

胚料徑長比是胚料需要變形的長度與胚料直徑的比，一般材料徑長比大於3時，胚料容易產生挫屈縱向彎曲；徑長比過大超4.5，鍛鍛胚料出現縱彎現象，壓扁後出現夾層，造成產品的缺陷。對於徑長比≥4.5時的超大頭長桿螺栓，通常採取增大材料規格，加粗螺栓桿部直徑，增加車工序來完成螺栓加工，其缺點是生產效率低，切削加工材料利用率低。

趙 [1] 提出了一種超大頭長桿螺栓製造方法，採用多道次鍛造成形方法，該方法採用兩次縮徑成形，可以最大可能的增加材料的直徑，以減小頭部鍛胚的高度，可降低增加頭部鍛胚徑長比，增加預成形的穩定性；頭部雙錐體預成形，脫模斜度大，可增加鍛壓穩定性。此方法可解決現有技術中超大頭長桿螺栓製造切削加工生產效率低、材料利用率低、熱鍛加工製造能耗大、生產製造成本高等問題。多道次鍛造成形方法包括：

第一道次(S1): 線材胚料切料(準備桿件毛坯)，線材胚料的截面面積等於終成型桿徑截面面積的1.5-1.8倍，線材胚料直徑小於待製造螺栓大頭直徑；線材胚料切料後桿件體積等於終成型產品體積。

第二道次(S2): 螺栓螺桿部分前向擠製成形，對桿件胚料的下部待製造螺桿部分預縮細；直徑減小的面積比為20-25%。

第三道次(S3): 螺栓螺桿部分前向擠製成形，對桿件胚料的下部預縮細待製造螺桿部分進一步縮細；直徑減小的面積比為20-25%；桿件的直徑等於待製造螺栓的滾絲坯徑直徑。

第四道次(S4): 頭部鍛粗雙錐體預成形，雙錐體包括上正錐體和下倒錐體；上正錐體預留圓柱形定位導向夾持高度3毫米；上正錐體脫模斜度為8°-15°；下倒錐體脫模斜度為12°-15°；上正錐體高度比下倒錐體高度小1-7.5mm。下倒錐體佔雙錐體體積一半以上，在靜模中成形，減少了動模中錐形模所受的橫向力，增加頭部成型的穩定性。

第五道次(S5): 頭部鍛粗柱狀體預成形。圓柱型上面具有倒角，圓柱型下部具有坡角；柱狀體預成形直徑小於終成形直徑0.5mm，柱狀體上面倒角15°，圓柱型下部和毛坯桿部直連接，水平坡角為10°。

第六道次(S6): 頭部鍛粗終成形，柱狀體上部鍛粗六方終成形，柱狀體下部鍛粗凸緣終成形。

應用該技術，可協助產業透過『超大頭長桿螺栓製造方法』，建立『螺栓鍛造方法』之技術能量及相關研究開發之參考資料。

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#參考資料：

[1] 趙輝, 20160713, 一種超大頭長桿螺栓製造方法與模具結構, CN104646581, 富奧汽車零部件股份有限公司.

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件知識文章, Vol. 2023-10-No2, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_23bfad04-b2ce-440c-800a-8b3a2b1a3bef

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Tag: #Fastener, #Bolt, #Forging.

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