2021-10-W1-扣件技術新訊

# 技術主題：一體式輸入軸之六道次鍛造成形方法

余征諴 / 國立高雄科技大學 鍛造輥軋工程研究中心

螺栓、螺絲或是其他長軸型扣件，在成形螺牙前，需根據產品幾何特徵尺寸，利用鍛粗(打頭)或擠伸(縮徑)等方式，在不發生材料破壞與流動缺陷的情況下，適當地分配體積，以成形螺栓頭、螺絲頭等特徵，並留下足夠的桿身料徑與桿長，來進行後續的搓牙作業。

本期扣件新訊，Jo 等人[1]提出車用一體式輸入軸之六道次鍛造方法，包括下料、底部擠伸(第1~3道次)、頭部成形(第4~5道次)及成形頭部多邊形與底部齒栓之複合成形(第6道次)；該輸入軸之材質為冷打用碳鋼線材(SWRCH45F)，塑流應力模型為 S = 750 E^0.13。使用六道次成形機(HBF-416) [2] 進行實驗；相較於機械加工之輸入軸，採用鍛造成形的輸入軸，經過塑性變形，能有效提升其强度與韌性，如抗拉強度增加 50%、扭矩增加 100 Nm。

本技術論文，除提出上述之多道次鍛造方法外，根據產品幾何特徵，進行2D與3D CAE分析：先利用 DEFORM-2D，進行第1~5道次之軸對稱分析，評估底部圓形特徵擠伸與頭部成形，再利用 DEFORM-3D 分析第6道次之複合成形，包括頭部多邊形與底部齒栓特徵之成形性，結合2D與3D分析方法可以有效地提升分析效率；運用此多道次鍛造工法，未來可應用於螺栓、螺絲、長軸型之扣件、手工具等產品。

#資料來源：

[1] Jo, A. R., Jeong, M. S., Lee, S. K., Moon, Y. H., & Hwang, S. K. (2021). Multi-Stage Cold Forging Process for Manufacturing a High-Strength One-Body Input Shaft. Materials, 14(3), 532.

[2] 六道次成形機，HBF-416， https://youtu.be/XIYEGqRhwfo

# 全文：台灣扣件產業服務雲 扣件技術新訊 Vol. 202110W1, https://13.76.215.88/tfsc/knowledge/BLP_ac09eb55-967f-46e8-a057-15ca33e168d0