臺灣博碩士論文加值系統

提高產品的附加價值為台灣扣件產業轉型的重點，超高強度的扣件生產將有助於提升產品的附加價值，為了開發出具有超高強度的扣件產品，生產時適當的成形設計是必要的。本研究根據FMEA評估高強度內六角凸緣螺栓的成形問題，利用風險優先數(R.P.N)來找出問題的嚴重度，接著使用商業繪圖軟體Pro/Engineer以參數化的方式來建構胚料、模具等之幾何，匯入有限元素軟體DEFORM 3D進行成形分析和模具應力分析。本研究將高強度內六角凸緣螺栓的成形與模具設計做改良與整理，如適當的頭部鍛胚料體積與胚料直徑比、鍛流線的成形品質判斷與模具加裝應力環等方式做重點整理，以提供後續開發者做參考使用。本文也利用田口方法以降低第三道次鍛造力為目標。經由S/N比和變異數分析獲得最佳參數組合，本研究成功將高強度內六角凸緣螺栓的成形設計完成，並有效的降低第三道次的鍛造負荷29%。

Increase the added value of products is focused on the transformation of Taiwan's fastener industry, the production of high strength fasteners will help to enhance the added value of products, in order to develop products with high strength fasteners, the production design is appropriately shaped necessary. This study assessed based on high strength hex flange bolts FMEA forming problems , the risk priority number (RPN) came to the severity of the problem, and then using commercial graphics software Pro / Engineer parametric way to construct billet die etc. geometry, import finite element analysis software DEFORM 3D to analyze forming and die stress, and establish a high strength flanged socket head bolt forming limit and mold design standards. In this study, forming and die for high strength flanged socket head bolt designed to make improvements , for example , to determine the quality of the head forging billet diameter ratio of the volume of billet、forging flow line installation stress ring, etc. In order to provide subsequent developers do use and reference.In this paper, the Taguchi method to reduce the third pass, the goal of forging force.The optimal combination of parameters is obtained by S/N analysis and the analysis of variance , the study of flanged socket head bolt forming the design is complete , and effectively reduce the strength of forging the third 29%.

摘 要 i
Abstract ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表 目 錄 vii
圖 目 錄 ix
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 文獻回顧 3
1-2-1 高強度材料成形設計 3
1-2-2 FMEA評估產品成形缺陷 3
1-2-3 有限元素法應用於鍛造 4
1-2-4 應用田口實驗於金屬成形 4
1-3 研究目的與動機 6
1-4 論文架構 7
第二章 基本理論 8
2-1 鍛造概論 8
2-1-1 鍛造溫度之分類 9
2-1-2 鍛造模具型式分類 10
2-2螺栓扣件簡介 11
2-2-1扣件簡介 11
2-2-2材料選用 11
2-2-3螺栓生產作業流程 12
2-3模具干涉配合 13
2-4田口式實驗法 14
2-4-1 品質特性的種類 15
2-4-2直交表 16
2-4-3信號雜音(S/N比) 17
2-4-4因子回應分析 19
2-4-5 變異數分析 20
第三章 研究流程與規劃 22
3-1 高強度內六角凸緣螺栓成形與模具風險評估 24
3-2 內六角凸緣螺栓之成形設計 27
3-3 材料機械性質 29
3-3-1 胚料材料 29
3-3-2 圓柱壓縮試驗[27] 30
3-3-3 真實應力應變 33
3-3-4 臨界破壞值 36
3-3-5 圓環壓縮試驗 38
3-4 模具材料機械性質 41
3-5 DEFORM模擬分析 45
3-5-1 DEFORM簡介 45
3-5-2 網格收斂性分析 46
3-5-3 成形模擬條件設定 48
3-5-4 模具應力分析設定 50
3-6 田口實驗法建立模擬方案 52
3-6-1 田口實驗法流程 52
3-6-2 選擇控制因子 54
3-6-3 第一次田口實驗法之各控制因子水準配置 55
3-6-4 第二次田口實驗法之各控制因子水準配置 56
第四章 結果與討論 57
4-1高強度內六角凸緣螺栓成形設計與分析 57
4-1-1第一道次設計重點 57
4-1-2第二道次設計重點 60
4-1-3鍛流線判斷高強度內六角凸緣螺栓成形品質 62
4-1-4四道次成形特點 63
4-1-5 修正缺陷後FMEA評估 65
4-2高強度內六角凸緣螺栓模具設計與分析 66
4-2-1原始模具設計與負荷分析 66
4-2-2 干涉量設計 68
4-2-3最佳干涉量之模具應力分析 69
4-2-4 模具缺陷修正後FMEA評估 71
4-3田口實驗法 72
4-3-1第一次田口實驗法 72
4-3-2第二次田口實驗法 75
4-3-3最佳化前後比較 77
第五章 結論 78
參 考 文 獻 79
作者簡介 81

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