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雙頭牙凸緣螺絲鍛品之預形設計

為了解決m10螺絲直徑的問題，作者呂正富 這樣論述：

雙頭牙凸緣螺絲有不同尺寸之兩端螺牙，其鍛品為直徑變化之多階級桿。一般而言，雙頭牙螺絲鍛品常用水平鍛造成形機經二個道次模具成形，再加上車削加工才能完成。如何避免車削加工以降低成本，是螺絲業者感興趣的研發主題。本研究提出一個三道次預形設計方案，以不經車削加工而製造一個雙頭牙凸緣螺絲鍛品為目標。鍛品兩端直徑係針對M8與M10螺絲之輾造成形而設計。第一道次製造鍛品之較小徑端，採用逆向密閉擠製以克服鍛品過長無法翻轉與斷面縮減率太大問題，此道次是本鍛品預形設計之關鍵；第二道次採正向擠製成形鍛品較大徑端；第三道次為鍛粗，完成鍛品中間凸緣部分與所有尺寸之精整。本研究針對材質為鉻鉬合金鋼(JIS SCM 43

5)之鍛品，進行簡單壓縮試驗以獲得應力應變曲線，經有限元素模擬所提之製程，並設計與製作模具，最後進行實驗驗證與分析結果。研究結果顯示，模擬預測之負荷接近實驗值，且預測之金屬流線與鍛品之流線相似，所提之預形設計方案可以成功地製造雙頭牙凸緣螺絲鍛品。研究成果不僅可供扣件業者在螺絲鍛品預形設計之依據，亦可作為其它金屬成形產業之參考。