2026-09-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 (2026-09-No-2)：

#知識主題 : #雙肋方形螺帽鍛造成形方法

雙肋方形螺帽 (dual rib square nut) 六道次冷鍛成形方法，先成形雙肋特徵與兩階段成形內盲孔，有效減緩應力集中並提升產品尺寸精度與模具使用壽命。

#雙肋方形螺帽是什麼？

雙肋方形螺帽（Dual Rib Square Nut）是一種由具螺紋孔之螺帽主體，與對稱設置於主體兩側之兩肋組成的扣件，主要應用於航空、汽車、軌道交通、機械及電子等領域，藉由雙肋嵌入被鎖固件以達到防轉與定位功能。為降低生產成本，業界普遍採用冷鍛進行加工。

#傳統冷鍛雙肋成形有哪些問題？

傳統作法是利用模仁與成形桿形成雙肋模穴，成形時沖棒對胚料施加朝向成形槽之擠壓力，使胚料內端兩側金屬受擠壓流入成形槽形成雙肋，雙肋外側則受模穴限制保持原有輪廓。此方法有兩項核心痛點：

表面缺陷風險高：雙肋完全仰賴金屬流動變形而成，流動距離長、變形量大，成形端部易因材料填充不均、流動不暢而產生凹凸不平之表面缺陷，影響尺寸與表面精度穩定性。
模具壽命縮短：擠壓力集中於雙肋周邊，易使模仁與成形桿端角處發生變形或崩角，大幅縮短冷鍛模具之使用壽命，增加換模與維護成本。

#六道次冷鍛成形方法如何解決這些問題？

林等人 [1] 提出一種雙肋方形螺帽之六道次冷鍛成形方法與模具設計，製程順序如下：

第零道次 (S0)：線材剪切下料。
第一道次 (S1)：反向擠製，內盲孔成形。
第二道次 (S2)：鍛胚翻轉，前向擠製，雙肋成形。
第三道次 (S3)：鍛壓成形，頭部由圓形鍛壓成方形。
第四道次 (S4)：鍛胚翻轉，鍛壓成形，頭部端角處形成圓弧面。
第五道次 (S5)：鍛胚翻轉，反向擠製，內盲孔及腹板成形。
第六道次 (S6)：沖孔加工，移除腹板，形成貫通孔。

此製程的核心設計邏輯，是將雙肋成形安排於製程前段優先完成，內盲孔則分兩階段成形，藉由道次順序調整分散應力，降低單一道次之應力集中程度。

#此方法帶來哪些效益？

先成形兩支雙肋後，雙肋於後續冷鍛過程中得以維持原有造型不變，有效避免因金屬流動不均或填充不足所致之雙肋外形缺陷，並提升雙肋尺寸精度；再以兩次冷鍛分階段完成內盲孔成形，可分散應力，降低模具因應力集中於端角處而產生變形或崩角之風險，進而延長冷鍛模具之使用壽命。整體而言，此製程使雙肋方形螺帽成品兼具優異之尺寸精度與表面光潔度，同步改善加工品質與模具壽命兩項傳統痛點。

#適用產業與未來應用延伸

此技術對航空、汽車、軌道交通等高可靠度扣件應用具實質參考價值，未來亦可延伸應用於其他多雙肋或異形冷鍛扣件之製程開發，為扣件產業提供兼顧品質與成本效益之技術路徑。

#FAQ區塊

Q1：雙肋方形螺帽的雙肋主要功能是什麼？
A1：雙肋可嵌入被鎖固件中，達到防止螺帽轉動與精確定位之功能，常用於航空、汽車、軌道交通等需高可靠度鎖固之扣件應用場景。

Q2：傳統冷鍛成形雙肋方形螺帽最常見的缺陷是什麼？
A2：因雙肋完全仰賴金屬流動變形，流動距離長、變形量大，成形端部易產生材料填充不均、表面凹凸不平之缺陷，影響尺寸與表面精度。

Q3：六道次冷鍛成形法與傳統方法最大的差異在哪裡？
A3：六道次方法將雙肋成形提前至製程第二道次完成，使雙肋後續不再受金屬流動影響；並分兩次成形內盲孔，分散應力集中，降低模具崩角風險。

Q4：此製程對模具壽命有什麼幫助？
A4：分階段成形內盲孔可降低應力集中於模仁與成形桿端角處之情形，減少模具變形或崩角機率，進而延長冷鍛模具之使用壽命。

Q5：此技術未來可延伸應用到哪些扣件產品？
A5：除雙肋方形螺帽外，此道次設計概念亦可延伸應用於其他多雙肋或異形冷鍛扣件之製程開發。       

應用該技術，可協助產業透過『雙肋方形螺帽鍛造成形方法』，建立『螺帽鍛造成形方法』之技術能量及相關研究開發之參考資料。

根據公開的網頁及專利資訊，可提供相關類似技術與產品之公司，如：盛德企業股份有限公司、鏜安企業有限公司、占賀五金股份有限公司、強鑫工業股份有限公司、友俊工業股份有限公司 ... 等公司。

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#參考資料：

[1] 林強, 章偉偉, 陳芹梅, 陳國平, 化亞鵬, 20260908, 一種雙腳方螺母的加工工藝及加工模具, 浙江銳科達科技有限公司, CN122702930A, https://worldwide.espacenet.com/patent/search?q=pn%3DCN122702930A

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件知識文章, Vol. 2026-09-No2, 雙肋方形螺帽鍛造成形方法, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_6a601fba-a391-4a99-afe6-e3c6ef15b02a

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Tag: #Fastener, #Rivet, #Forging, #ProcessDesign, #Screw.

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#Further Information :

#Article Type : Patent Review. 
#Title : Forging Process Design Method for a Dual Rib Square Nut
#Product : Fastener, Bolt, Nut, Screw.
#Technology : Multi-Stage Forging, Process design, Die design, 
#Process Design : Coil cutting, Heading, Upsetting, Forward extrusion, Backward extrusion.
#Benefit : High production efficiency, Low material waste, High material usage.

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