2026-10-No1-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 (2026-10-No-1)：

#知識主題 : #十字孔螺絲一模二沖鍛造成形方法

十字孔螺絲（Cross-Recessed Screw）冷鍛成形的關鍵，是以浮動式模仁搭配預頂裝置，在兩道次內直接鍛出頭部與十字孔。這種一模兩沖設計可穩定頭部圓度，減少後續機械加工與報廢。

#為什麼十字孔螺絲冷鍛不易控制頭部圓度？

十字孔螺絲為航空設備常用的扣件，材料採 30CrMnSiA 中碳鉻錳矽合金結構鋼，硬度高、耐腐蝕，頭部圓度須控制在 0.25 mm 以內。傳統初鍛模為固定式結構，成形時缺乏緩衝與穩定的卸料機制，圓度難以落在公差內。業者因此須在冷鍛後增加機械加工道次，造成製程道次增加、生產成本上升、報廢率偏高與材料使用率偏低。

#什麼是一模兩沖？製程有哪幾個道次？

一模兩沖是以一套下模搭配兩套沖模，依序完成兩道次成形，製程如下：

第零道次 (S0)：線材剪切下料。
第一道次 (S1)：鍛壓成形，頭部預成形。
第二道次 (S2)：反向擠製成形，頭部十字孔擠製成形。

#第一道次的模具設計重點是什麼？

第一道次採浮動式模仁，以限位銷釘限位，並搭配由彈簧與頂桿組成的預頂裝置。成形時彈簧受壓縮，使成形壓力穩定；退料時彈簧使模仁復位，頂桿同時將初鍛件推出。模仁頭部模穴與下模模穴鑲嵌硬質合金層以延長模具壽命。

#這項技術帶來哪些效益？

1. 成形壓力與卸料推力穩定，外觀規整、強度穩定。
2. 減少機械加工與報廢率。
3. 一模兩沖可提升生產效率與產能，並降低模具開發與生產成本。

#FAQ

Q1：什麼是一模兩沖？
A1：一模兩沖是以一套下模搭配兩套沖模，依序完成初鍛與十字孔成形的冷鍛設計。它可在兩道次內完成頭部與十字孔成形，提升生產效率並降低模具開發成本。

Q2：為什麼傳統固定式初鍛模難以控制頭部圓度？
A2：固定式初鍛模成形時缺乏緩衝，也沒有穩定的卸料機制，頭部圓度難以落在 0.25 mm 的公差內，往往須再做機械加工修整。

Q3：浮動式模仁與預頂裝置有什麼作用？
A3：浮動式模仁由限位銷釘限位，預頂裝置以彈簧與頂桿組成。成形時彈簧受壓使壓力穩定，退料時使模仁復位並推出初鍛件，確保成形與卸料過程穩定。

Q4：哪些模具部位採用硬質合金？
A4：依專利內容，初鍛模仁的頭部模穴與下模模穴均鑲嵌硬質合金層，用以提升模具強度與壽命。

應用該技術，可協助產業透過『十字孔螺絲一模二沖鍛造成形方法』，建立『螺絲鍛造成形方法』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：朝友工業股份有限公司、春雨工廠股份有限公司、托福實業股份有限公司、鐵匠股份有限公司、精斌企業股份有限公司 ... 等公司。

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#參考資料：

[1] 蘆傑, 劉擁軍, 姚菁, 20171110, 一種十字槽螺絲冷鐓成型加工模具及其加工工藝, 江西洪都航空工業集團有限責任公司, CN107335767A, https://patents.google.com/patent/CN107335767A/

[2] 台灣扣件產業服務雲, 扣件知識文章, Vol. 2026-10-No1, 十字孔螺絲一模二沖鍛造成形方法, https://www.tw-fastener.com/tfsc/knowledge/BLP_41e23c00-68d2-4c06-9b6f-20dbf0a91bee

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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 Cross-Recessed Screw
#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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