2026-08-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 (2026-08-No-2)：
#技術主題 : #環首螺栓彎曲成形CAE分析案例
環首螺栓（Bent Eye Bolt）是一種利用金屬線材或棒材經彎曲成形（bending）與滾牙（thread rolling）等工序製成的扣件，一端保留環眼設計，常用於中輕度負載或拉線固定用途。本案例分析對象為中鋼10B21冷鍛硼鋼製環首螺栓，規格M8，標稱尺寸包括全長86 mm、內環直徑12 mm、螺紋長度55 mm、線徑 7 mm。
#環首螺栓的彎曲成形製程包含哪些道次？
環首螺栓彎曲成形製程設計共分四道工序，逐步將線材彎折並收攏成環眼形狀：
第1道次 (S1)：下料沖切，線材進料後進行下料沖切。
第2道次 (S2)：彎曲成形，上模下壓使線材產生初步彎曲。
第3道次 (S3)：環眼成形，側沖頭前進，線材繞中心銷形成環眼。
第4道次 (S4)：端部收攏，下沖頭前進，使線材端部向環眼處收攏。
#CAE模擬顯示各道次成形負荷為多少？
有限元素分析（FEA）結果顯示，環首螺栓彎曲成形各道次負荷分別為：上模彎曲成形負荷8334 N、側沖頭成形負荷3718 N、下沖頭成形負荷2974 N。此數據可作為模具強度設計與彎曲成形機噸位選用之依據。
#環首螺栓成形後的應變與破壞風險分佈在哪裡？
模擬結果顯示，線材等效塑性應變最大值為1.30，主要出現於與上模及沖頭接觸之內圓弧處，該處應變狀態以壓縮為主；破壞值最大值為0.47，主要發生於圓環外圓弧處，該處以拉張成形為主。未來可藉由材料試驗建立材料之臨界破壞值（Critical Damage Value, CDV），並將其與模擬所得之破壞值比對，藉此判斷圓環外圓弧處的破裂風險，作為製程參數優化與模具設計調整的量化依據。
#CAE分析動畫
1. 環首螺栓彎曲成形 - 模具及線材等效應變分佈影片 [ https://youtu.be/RfsM5OVHPFE ]
2. 環首螺栓彎曲成形 - 線材等效應變分佈影片 [ https://youtu.be/7JB8PcWiOFY ]
----
#FAQ 區塊
Q1：環首螺栓（Bent Eye Bolt）與一般螺栓有什麼不同？
A1：環首螺栓一端為彎曲成形的環眼結構，可供繩索或線材穿掛，主要用於拉線固定與中輕度負載場合，而非承受高軸向拉力的緊固用途。
Q2：本案例環首螺栓的材質與規格為何？
A2：材質為中鋼10B21冷鍛硼鋼，規格M8，全長86 mm、內環直徑12 mm、螺紋長度55 mm，屬於冷鍛製程常用的低碳硼鋼系列。
Q3：彎曲成形過程中哪個道次負荷最大？
A3：依CAE模擬結果，第2道次（上模彎曲成形）負荷最大，達8334 N，明顯高於側沖頭（3718 N）與下沖頭（2974 N）。
Q4：什麼是臨界破壞值（CDV）？
A4：CDV是材料在特定應力狀態下發生破裂的臨界指標，需經材料試驗取得，用於比對模擬破壞值以評估實際破裂風險。
Q5：環首螺栓成形後最容易產生破裂的位置在哪裡？
A5：模擬結果顯示破壞值最大處位於圓環外圓弧，該區域以拉張成形為主，是製程與模具設計時應優先關注的高風險區。
應用該技術，可協助產業透過『環首螺栓彎曲成形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：盛德企業股份有限公司、凱貴企業有限公司、毅程工業、彰濱企業有限公司、宏崑股份有限公司 ... 等公司。
----
#參考資料：
[1] 台灣扣件產業服務雲, 扣件技術新訊, Vol. 2026-08-No2, 環首螺栓彎曲成形CAE分析案例, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_6e5457d0-9dc5-40ef-91a3-bacd808a4953
[2] 環首螺栓彎曲成形機, Automatic steel eye hook making machine；eye bolt making machine ;wire bending machine;wire shaping, YOUTUBE, https://youtu.be/lz4ZWycG7G0?si=ba1a5RRj_DceYgI3
----
Tag: #Fastener, #Bolt, #Bending, #CAE, #Screw.
----
#Further Information :
#Article Type : CAE Case Study.
#Title : A CAE Case Study of a Bent Eye Bolt Bending Process
#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.
----