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甲板螺絲成形製程最佳化設計

為了解決美制螺絲規格表的問題，作者呂冠範 這樣論述：

螺絲搓牙製程雖然已經有數十年之歷史，但螺絲搓牙成形技術，向來是業界一個無法掌握之技術瓶頸。搓牙成形時必須在模具中一次搓製完成，而螺絲廠通常都得仰賴具有十幾年以上搓牙經驗之老師傅，根據累積多年之加工經驗及試誤法(Trial-and-error)的方式來進行模具修改及試模等動作。而今螺絲的牙型成形上之變化，已屬於一個全新的領域，再也無法單純依賴現場技術人員慢慢的使用試誤法將螺絲產品製作出來，因此搓牙模具設計的好壞就關係著產品的品質與量產的穩定性，也是生產的關鍵性技術。隨著電腦軟體的躍進，電腦輔助設計與分析(CAD/CAE)已廣泛地應用於設計研發工作，本研究嘗試以甲板螺絲製程為例，透過參數化3D

繪圖軟體SolidWorks建構胚料與模具幾何設計，再導入有限元素分析軟體DEFORM-3D 來模擬平板搓牙，期望透過成形軟體的應用，來縮短實際開模的時間，使能快速且正確的掌握搓牙成形所需之條件與方向。研究結果顯示以最佳化設計時，選用網格加密、DEFORM 工具移動速度、入料口牙外徑高度、出料口牙外徑高度、入料牙山角度等、出料口牙山角度、入料口角度、入料口角度長牙板等，7 個因子做為分析條件，若採用牙板負荷望小做為目標值時，會產生胚料變形量不足，造成胚料扭曲變形；但若牙外徑成形為最佳化指標時，不但搓牙總負荷較原始設計約減少了9.492%，牙外徑尺寸在不同位置量測時，其標準差也較原始設計來的小，

除了能增加甲板螺絲的尺寸精度外，對延長模具的使用壽命亦頗有幫助。本研究成果可提供工程師更精準的設計工法，減少前人因為需要收集各種搓牙公式計算的時間，或因為錯誤的計算方式所形成人力及開發成本的提升。而搓牙模擬參數之分析結果，亦有助於廠商之經驗傳承，對於產品的產出也趨於穩定，因而能提供較佳品質以提高客戶的滿意度。關鍵詞：電腦輔助設計、DEFORM-3D 成形軟體、甲板螺絲搓牙、田口法