2025-03-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 (2025-03-No-2)：

#技術主題 : #六角螺帽多道次鍛造成形CAE分析案例

螺帽主要用於與螺栓配合，實現固定和連接的關鍵零件。常以多道次鍛造成形進行大量生產。
此螺帽成形CAE分析案例，螺帽規格為 M8x1.25、材質為中鋼 40ACR 鋼材，採用多道次冷鍛成形，其成形製程包括：

1. 第零道次 (S0)：線材下料。
2. 第一道次 (S1)：鍛壓整形。
3. 第二道次 (S2)：鍛壓鼓脹六角成形。
4. 第三道次 (S3)：反向擠製成形。
5. 第四道次 (S4)：翻面 + 反向擠製成形 (形成內孔腹板)。
6. 第五道次 (S5)：沖孔 (切除腹板 + 內孔供後續攻牙)。

從有限元素分析CAE結果知：
1. 成形負荷，第一至第五道次，分別為 10.43 / 24.40 / 10.51 / 11.81 / 4.24 噸，合計 61.39 噸。
2. 各道次應變分佈：
(1) 第一道次：下料後整形，主要變形(應變)集中在鍛胚下方圓角處。
(2) 第二道次：胚料由圓形壓縮鼓脹為六邊形，主要應變區為與模具接觸的六邊對邊面。
(3) 第三道次：內孔反擠製成形，應變集中在反擠製沖頭承面區。
(4) 第四道次：鍛胚翻面後，進行內孔反擠製成形，讓螺帽上下兩端均勻應變，應變集中在反擠製沖頭承面區。

利用CAE分析軟體，進行螺帽鍛造成形分析，可在不實際試模的情況下，預測材料流動、塑性應變分佈、成形負載等資訊，協助工程師進行模具設計與製程優化，以減少開模試錯次數、降低材料浪費、提升模具壽命與品質穩定性。

應用該技術，可協助產業透過『六角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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#CAE 成形分析結果(動畫)：

#螺帽鍛造成形 - 第一道次成形應變 (完整模型)：[ https://youtu.be/JQ7LR24d1NE?si=kKQ1zz95-bnZlj-V ]