2026-04-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 (2026-04-No-2)：

#技術主題 : #傢俱螺絲開合模成形CAE分析案例

傢俱螺絲 (furniture screw) 是專門用於組裝木材、塑合板與平板式傢俱的扣件產品，其造型通常包含頭部、桿身、凸緣與螺紋部，以便有效咬合軟木或工程木板。

本期CAE案例為『傢俱螺絲開合模成形』CAE分析案例，在螺絲頭部及桿身段，分別具有凸緣特徵(外徑6x厚度2mm、外徑6x厚度3mm)，桿身凸緣側有M6x1.0之外螺紋，螺栓全長17mm、螺栓材質為中碳硼鋼 10B33 球化材。

此案例產品具有兩個凸緣特徵，使用一般鍛造成形，模具脫模時存在干涉問題，在本案例中，使用三片式開合模仁設計，開合模仁置於具有內錐面的模殼中，三片模仁間安裝彈簧，模殼下方安裝退料彈簧，成形時，上模下壓模仁，模仁沿著模殼內錐面收攏，模仁間的彈簧壓縮形成彈簧力，模仁逐漸結合形成頭部凸緣模穴，以成形頭部凸緣，成形後，上模上移，模殼下方的退料彈簧將模殼向外推出復歸，模仁內部的彈簧亦逐漸釋放彈簧力，使三片開合模仁沿著錐面復歸時，亦同步向外推動打開模穴。

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，桿身縮徑成形。
第二道次 (S2) : 鍛壓成形，桿身凸緣鍛壓成形。
第三道次 (S3) : 使用開合模鍛壓成形，頭部凸緣鍛壓成形。
 
從有限元素分析CAE結果知，第1、2、3道次，成形負荷分別為 3.00、3.00、 2.67 噸。主要應變發生在第一道次桿身前向擠製處、 第二道次桿身凸緣鍛壓處、第三道次頭部法蘭鍛壓處。

#CAE分析動畫：

1. 傢俱螺絲多道次鍛造成形 - 模具及鍛胚等效應變分佈影片 [ https://youtu.be/ybTMJS1CQpc ]

2. 傢俱螺絲多道次鍛造成形 - 鍛胚等效應變分佈影片 [ https://youtu.be/4y7ZoGQUKyo ] 

應用該技術，可協助產業透過『傢俱螺絲開合模成形CAE分析案例』，建立『CAE成形分析』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：宣大企業有限公司 ... 等公司。

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#參考資料：

[1] 台灣扣件產業服務雲, 扣件技術新訊, Vol. 2026-04-No2, 傢俱螺絲開合模成形CAE分析案例, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_6e122a82-d08f-4497-9152-c15213134d26

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Tag: #Fastener, #CAE, #Forging, #Die, #Screw.

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#Further Information :

#Article Type : Technical Paper Review, Patent, Summary.
#Title : A CAE Case Study of a Furniture Screw Manufactured Using Split Dies
#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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