2025-10-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 (2025-10-No-2)：

#技術主題 : #蓋型法蘭螺帽多道次鍛造成形CAE分析案例

蓋型法蘭螺帽 (hexagon flange dome nut）具有圓蓋、六角、法蘭與内螺紋等特徵。法蘭作用等同於墊圈，能增加與被連接件的接觸面積，提高鎖固強度並防止損壞；蓋型螺帽部分則是螺帽的頂部帶有圓蓋，具有裝飾效果，還能防止粉塵或液體滲入螺紋，並保護螺栓頭部不受損害，延長使用壽命，具備結合防護與鎖緊功能的螺帽。

本案例以 M12x1.75 蓋型法蘭螺帽為例，材質為中鋼線材 10B21 鋼材。製程設計為4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，鍛胚前段倒角成形。
第二道次 (S2) : 前向擠製，六角成形。
第三道次 (S3) : 複合擠製，蓋型前向擠製，法蘭鍛壓成形。
第四道次 (S4) : 前向擠製，圓蓋成形。

從有限元素分析CAE結果知，成形負荷：第1至第4道次，分別為 29 / 42 / 60 / 24 噸，共 155 噸。

利用CAE分析軟體，進行蓋型法蘭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、成形與剪切負荷等資訊。鍛胚六角部和圓蓋部等主要變形區，對於模具磨損及破壞之影響甚大，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. 蓋型法蘭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/Iqn_MfwIDZs ]

2. 蓋型法蘭螺帽多道次鍛造成形 - 鍛胚等效應變分佈影片 [ https://youtu.be/-0Ok-dOACN0 ] 

應用該技術，可協助產業透過『蓋型法蘭螺帽多道次鍛造成形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。

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#參考資料：

[1] 錢定忠, 周浩偉, 錢銘, 林萬鵬, 20200922, 一種蓋型螺帽的成型製程及其成型裝置, CN11687370A, 浙江明泰控股發展股份有限公司, https://patents.google.com/patent/CN111687370A/

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件技術新訊, Vol. 2025-10-No2, 蓋型法蘭螺帽多道次鍛造成形CAE分析案例, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_8192a50f-5d5f-4e6e-9388-85917e3284e9

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

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