2025-12-No2-扣件技術新訊

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 #扣件技術新訊 (2025-12-No-2)：

#技術主題 : #法蘭銲接螺帽多道次鍛造成形CAE分析案例

銲接螺帽 (weld nut) 是一種可直接銲接於金屬板材上的扣件，常以法蘭或凸點結構作為銲接點，其內螺紋與螺栓鎖合，常應用於汽車、機械與鈑金結構中，可提升裝配效率與結構強度。

本案例之法蘭銲接螺帽，其規格 M10x1.5、法蘭(凸緣)外徑厚度 26 mm、整體長度 50 mm之法蘭銲接螺帽為例，材質為中鋼線材 10B33 鋼材。
製程設計為5道次鍛造成形，成形道次模具尺寸參考鍛胚設計尺寸。

多道次鍛造製程設計為：

第零道次 (S0) : 線材剪切下料。
第一道次 (S1) : 前向擠製，前端圓角成形。
第二道次 (S2) : 前向擠製，前端導引盲孔成形。
第三道次 (S3) : 前向擠製，前端盲孔成形 + 頭部鍛壓預成形。
第四道次 (S4) : 前向擠製，前端盲孔加深成形 + 頭部法蘭鍛壓預成形。
第五道次 (S5) : 鍛胚翻面，前向擠製，盲孔加深成形。

從有限元素分析CAE結果知，成形負荷：第1至第5道次，分別為22、30、60、17、15噸，共 144 噸。
利用CAE分析軟體，進行法蘭銲接螺帽多道次鍛造成形分析，可在不實際試模的情況下，預測材料流動、塑性應變分佈、成形負荷等資訊。鍛胚內孔前向擠製和凸緣部等主要變形區，對於模具、頂出桿之磨損及破壞之影響較大，未來可針對鍛胚預成形及模具設計進行改善優化設計，以減少開模試錯次數、降低材料浪費、提升模具壽命與成品品質穩定性。

#CAE分析動畫：

1. 法蘭銲接螺帽多道次鍛造成形 - 模具及鍛胚等效應變分佈影片 [ https://youtu.be/gUidDE5SlCY ]