2025-02-No1-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 (2025-02-No-1)：

#技術主題 : #梅花螺絲鍛造成形CAE分析案例

梅花螺絲製造方法包括頭部鍛造成形與螺紋部搓牙成形，本期技術新訊，進行梅花螺絲頭部鍛造成形CAE案例。
梅花螺絲規格為M8螺絲，材質為中鋼 10B21 硼鋼，以一模二沖成形，分別進行：

1. 多道次鍛造製程設計：

(1) 第零道次(S0)：線材剪切下料
(2) 第一道次(S1)：頭部鍛壓預成形
(2) 第二道次(S2)：頭部梅花槽形反向擠製及鍛壓成形

2. 模具設計（分析用模型，僅設計上沖頭、上模、下模仁、退料桿）。

3. 利用有限元素分析軟體進行多道次製程分析，從分析結果知：

(1) 第一道次為14噸、第二道次為18噸，總成形負荷為32噸。
(2) 應變分佈顯示，主要變形區為梅花槽形經上沖頭反擠製成形區域。
(3) 破壞分佈限制，最大值出現在梅花槽形頂端及螺絲頭法蘭外緣，建議留意成形量是否過大，導致鍛胚超出材料之極限破壞值 (critical damage value, CDV)，而在材料表面發生微裂縫成形缺陷。

梅花螺絲經過兩道次成形，可以鍛造出所需之螺絲鍛胚，提供後續搓牙成形；透過CAE成形分析可知總成形負荷為32噸，成形時需留意梅花槽形與法蘭外緣是否因變形量太大而出現微裂縫。

應用該技術，可協助產業透過『梅花螺絲鍛造成形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。

#CAE 成形分析影片：

#梅花螺絲鍛造成形 - 第一道次 - 幾何變形 (鍛胚) [ https://youtu.be/V1HWQQhPuZs ]：