JP7342894B2 - Method for joining metal parts and method for manufacturing joined parts - Google Patents
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Description
本発明は、２以上の金属部品の板状部の部分を、バーリング成形を用いたかしめ加工により接合する接合方法、それを適用した接合部品の製造方法及び金属部品の接合構造に関する技術である。 The present invention relates to a joining method for joining plate-like parts of two or more metal parts by caulking using burring, a method for manufacturing joined parts using the method, and a technology for joining structures of metal parts.
近年、自動車車体の衝突安全性向上と軽量化を両立させるため、車体部品の異種材接合技術の開発が進んでいる。一般的に自動車プレス部品の接合として、スポット溶接等の接合方法が用いられるが、異種材の接合は金属間化合物などの課題がある。また、超ハイテン材においてもＬＭＥ等の溶接課題があり、溶接以外の接合方法が求められている。 In recent years, in order to both improve the collision safety and reduce the weight of automobile bodies, the development of technologies for joining dissimilar materials for car body parts has been progressing. Generally, joining methods such as spot welding are used to join pressed automobile parts, but there are problems with joining dissimilar materials, such as intermetallic compounds. Furthermore, even with ultra-high tensile strength materials, there are welding issues such as LME, and joining methods other than welding are required.
上記スポット溶接の代替として、摩擦撹拌接合（ＦＳＷ）やセルフピアシングリベット、メカニカルクリンチングといった接合方法の開発が進んでいる。しかし、自動車部品の量産にこれらの技術を適用する場合、摩擦撹拌接合やセルフピアシングリベットでは設備投資や追加部品のコストアップ、メカニカルクリンチングでは接合強度の低下といった課題が挙げられる。 As an alternative to the spot welding described above, joining methods such as friction stir welding (FSW), self-piercing rivets, and mechanical clinching are being developed. However, when applying these technologies to the mass production of automobile parts, there are issues such as increased capital investment and additional parts costs with friction stir welding and self-piercing rivets, and a decrease in joint strength with mechanical clinching.
ここで、特許文献１には、２枚の金属板の下穴が一致するように重ね合わせ、この状態でバーリング成形を施して筒状のフランジ部を形成した後に、筒状のフランジ部の端部周縁部を他方の金属板を包み込むように拡径方向へ屈曲してかしめることで、端部かしめ部と最外側に位置する金属板の間に、他の金属板を狭着することを記載されている。
Here, in
また、特許文献２に記載のプレス成形方法は、丸穴を有するベース金属板の上に丸穴を有する被接合金属板を各穴の中心が一致するように重ね合わせ、バーリング加工用のパンチを被接合金属板の丸穴に圧入することで、バーリング部の周縁部がベース金属板の内周部に圧着し、２枚の金属板が接合される、ことが記載されている。
In addition, in the press forming method described in
また、特許文献３には、薄板金属板の重ね合わせ部に突き破りポンチを差し込んで、ガイド孔を形成するとともに、このガイド孔の周縁を裏面に向かって屈曲させるバーリング加工を行った後に、カウンタポンチを薄板金属板の裏面から屈曲縁に押し付けることにより、屈曲縁を重ね合わせ部の裏面に折り返すヘミング加工を行って薄板金属板を重ね合わせ部で結合する方法が記載されている。
Further, in
しかしながら、特許文献１に記載のプレス成形方法では、バーリング加工により立ち上がるフランジ部が円筒状となっており、金属板面に対して垂直方向（板面に対し９０度以下の立上り）までしか成形されない。このため、筒状のフランジ部の端部周縁部のかしめ工程で、フランジ部の先端部が潰されてかしめができない可能性がある。また、かしめ工程でフランジ部（バーリング部）の先端板端面が金型に潰されることで、当該金型が傷みやすくなり、量産コストが増加する可能性がある。
However, in the press forming method described in
また、特許文献２に記載のプレス成形方法は、バーリング部の周縁部がベース金属板の端面に圧着する方法であり、この成形方法では、接合する金属板が薄板の場合に、十分な接合強度が得られない可能性がある。
In addition, the press forming method described in
更に、特許文献３に記載のプレス成形方法は、１つの工程で穴開けからかしめ加工まで実施することを前提としているため、金型構造が複雑になり、金型の製作費用や補修費などが増加する可能性がある。また、このプレス成形方法では、接合する板材の強度が高いハイテン材の場合には、金型制約上加工できない可能性がある。
Furthermore, since the press forming method described in
本発明は、上記のような点を鑑みてなされたものであり、金型の構造を複雑化することなく、十分な接合強度を確保できる、バーリング加工を用いたかしめ接合の技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a caulking joining technique using burring processing that can ensure sufficient joining strength without complicating the structure of the mold. With the goal.
課題解決のため、本発明の一態様は、複数の金属部品の板状部を、バーリング加工で形成されたフランジ部をかしめて接合する金属部品の接合方法であって、上記複数の金属部品から選択した金属部品であるかしめ材の板状部に下穴を形成する工程と、上記かしめ材以外の金属部品であるかしめ相手材の板状部における接合位置に開口を形成する工程と、上記かしめ材の下穴外周にバーリング加工を施して、下穴の周囲を立ち上げてフランジ部を形成するバーリング工程と、上記下穴と上記開口とを合わせてかしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で、上記フランジ部をかしめて板状部同士を接合するかしめ工程と、を備え、上記バーリング工程の前に、上記かしめ材における上記下穴の外周部となる領域を、上記フランジ部の立ち上げ方向とは反対側に凹の第１の凹形状とする第１凹形状形成工程と、上記バーリング工程の前に、上記かしめ相手材における上記開口の外周部となる領域を、上記かしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で上記第１の凹形状と同方向に凹で且つ上記第１の凹形状内に位置する第２の凹形状とする第２凹形状形成工程と、を有し、上記第１の凹形状内に、上記フランジ部となる領域が設定され、上記バーリング工程は、上記下穴と上記開口とを合わせてかしめ材の上にかしめ相手材を重ね、且つ上記第１の凹形状内の外周部及び上記第２の凹形状内の外周部を拘束した状態で、下穴の周囲を立ち上げて上記フランジ部を形成し、上記かしめ工程は、上記第２の凹形状内の外周部に向けて、上記フランジ部を曲げ成形することでかしめて、板状部同士を接合する。 In order to solve the problem, one aspect of the present invention is a method for joining metal parts, which joins plate-like parts of a plurality of metal parts by caulking flange parts formed by burring. A step of forming a pilot hole in the plate-like part of the caulking material which is the selected metal part, a process of forming an opening at a joining position in the plate-like part of the caulking partner material which is a metal part other than the caulking material, and the above-mentioned caulking. A burring process is performed on the outer circumference of the prepared hole in the material, and the periphery of the prepared hole is raised to form a flange part, and the material to be caulked is stacked on top of the caulked material by aligning the prepared hole and the above opening. a caulking step of caulking the flange portions to join the plate-like portions together; and before the burring step, an area of the caulking material that will be the outer periphery of the pilot hole is crimped to form the flange portion. Before the first concave shape forming step of forming a first concave shape concave on the opposite side to the lifting direction and the burring step, a region of the mating material to be caulked that will be the outer periphery of the opening is formed of the caulking material. forming a second concave shape that is concave in the same direction as the first concave shape and located within the first concave shape with a mating material to be caulked stacked thereon; A region that will become the flange portion is set within the first concave shape, and the burring step includes aligning the prepared hole and the opening, overlapping the caulking material on the caulking material, and The flange portion is formed by raising the periphery of the pilot hole while the outer periphery of the first concave shape and the second concave shape are restrained, and the caulking step is performed by forming the flange portion of the pilot hole. The flange portions are bent and crimped toward the outer periphery of the shape to join the plate portions together.
本発明の態様によれば、立ち上げたフランジ部の外周の全周に、第１の凹形状の外周部分と第２の凹形状の外周部分からなる凹部が形成されているため、かしめの際に、立ち上げたフランジ部を拡径方向に曲げ成形するだけで、フランジ部がかしめ相手材の上に、より隙間無く巻き付くように変形する。これによって、かしめ加工のプレスによって、よりその巻きつけられた部分をかしめることが可能となる。 According to the aspect of the present invention, the recessed portion consisting of the first recessed outer peripheral portion and the second recessed outer peripheral portion is formed around the entire outer circumference of the raised flange portion. In addition, simply by bending the raised flange portion in the direction of diameter expansion, the flange portion is deformed so as to wrap around the mating material to be caulked with less gaps. This makes it possible to swage the wound portion more easily using a swage press.
このため、本発明の態様によれば、バーリング加工を用いたかしめ接合について、金型形状などの金型構造を複雑化することなく、十分な接合強度を確保できる接合構造体を取得することができる。この結果、本発明の態様によれば、例えば、自動車部品におけるハイテン材を用いたかしめ接合や、異種材接合が可能となり、自動車車体の軽量化に貢献できる。 Therefore, according to an aspect of the present invention, it is possible to obtain a bonded structure that can secure sufficient bonding strength without complicating the mold structure such as the mold shape for caulking bonding using burring processing. can. As a result, according to the aspect of the present invention, for example, caulking and joining of high tensile strength materials and joining of dissimilar materials in automobile parts becomes possible, contributing to weight reduction of automobile bodies.
次に、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態は、複数の金属部品の板状部を重ねて、バーリング加工で形成されたフランジ部をかしめて接合する金属部品の接合技術に関する。すなわち、本実施形態は、バーリング加工を用いたかしめ接合の技術に関するものである。
Next, embodiments of the present invention will be described.
The present embodiment relates to a joining technique for metal parts, in which plate-like parts of a plurality of metal parts are overlapped and joined by caulking flange parts formed by burring. That is, the present embodiment relates to a caulking joining technique using burring.
ここで、「金属部品の板状部」と記載しているのは、少なくともかしめ接合される部分が板状となっていればよく、金属部品として、かしめ接合される箇所以外に板形状以外の部分を有していても良いことを表している。 Here, the term "plate-shaped part of metal parts" means that at least the part to be caulked is plate-shaped; It means that it may have a part.
本実施形態では、金属部品全体が板材からなる場合を例にして説明する。このため、金属部品及び金属部品の板状部をともに、金属板とも呼んで説明する。すなわち、本実施形態の例では、複数の金属板をかしめ接合する場合とする。また、バーリング加工を施す金属板をかしめ材と呼び、かしめ材以外の金属板をかしめ相手材と呼ぶ。 In this embodiment, a case will be described in which the entire metal component is made of a plate material. Therefore, both the metal component and the plate-shaped portion of the metal component will be referred to as a metal plate in the following description. That is, in the example of this embodiment, a plurality of metal plates are caulked and joined. Further, the metal plate to which burring is applied is called a caulking material, and the metal plate other than the caulking material is called a caulking mating material.
本実施形態の金属部品の接合方法は、図１に示すように、開口工程１００、下穴工程１０１、バーリング工程１０３、かしめ工程１０４を備える。更に、本実施形態の接合方法は、第１凹形状形成工程１０２Ａ、及び第２凹形状形成工程１０２Ｂを備える。各工程は、プレス加工で行われる。
As shown in FIG. 1, the method for joining metal parts of this embodiment includes an
開口工程１００は、かしめ相手材１の板状部における接合位置に開口１ａを形成する工程である。
下穴工程１０１は、かしめ材２の板状部（接合部）に下穴２ａを形成する工程である。
第１凹形状形成工程１０２Ａは、バーリング工程１０３の前に、かしめ材２における下穴２ａの外周部となる領域を、立ち上げ方向とは反対側に凹の第１の凹形状３とする成形工程である。ここで、第１の凹形状３内に、具体的には第１の凹形状３の底面部内にフランジ部２Ａとなる領域ＡＲＡが設定される。
第２凹形状形成工程１０２Ｂは、バーリング工程１０３の前に、かしめ相手材１における開口１Ａの外周部となる領域を、かしめ材２の上にかしめ相手材１を重ねた状態で第１の凹形状３と同方向に凹で且つ第１の凹形状内に位置する第２の凹形状４とする工程である。
The
The
In the first concave
In the second concave
バーリング工程１０３は、かしめ材２の下穴２ａの外周にバーリング加工を施して、下穴２ａの周囲を立ち上げてフランジ部２Ａ（立上り部）を形成する工程である。本実施形態のバーリング工程１０３は、第１凹形状形成工程１０２Ａ及び第２凹形状形成工程１０２Ｂの後に実行され、下穴２ａと開口１ａとを合わせてかしめ材２の上にかしめ相手材１を重ね、且つ第１の凹形状内３の外周部及び第２の凹形状４内の外周部を拘束した状態で、下穴２ａの周囲を立ち上げて上記フランジ部２Ａを形成する。
The
かしめ工程１０４は、かしめ相手材１の開口１ａにフランジ部２Ａを通して複数の板状部を重ねた状態として、フランジ部２Ａをかしめて、複数の金属板同士（板状部同士）を接合する工程である。本実施形態のかしめ工程では、第２の凹形状４内の外周部に向けて、フランジ部２Ａを曲げ成形することでかしめて、板状部同士を接合する。
The
ここで、バーリング工程１０３の前に、開口工程１００、下穴工程１０１、第１凹形状形成工程１０２Ａ、及び第２凹形状形成工程１０２Ｂが行われるが、開口工程１００、下穴工程１０１、第１凹形状形成工程１０２Ａ、及び第２凹形状形成工程１０２Ｂの実行順序には特に限定はない。
Here, before the burring
また、接合される金属板の引張強度について、特に限定はない。例えば、接合される金属板のうち、少なくともかしめ相手材１は、引張強度が２７０ＭＰａ以上の鋼板やアルミ合金材などの金属板から構成されてもよい。かしめ材２も、引張強度が２７０ＭＰａ以上の鋼板やアルミ合金材などの金属板であってもよい。異種材料同士の接合の場合には、かしめ材２の引張強度が、かしめ相手材１の引用強度よりも大きくなるように設定することが好ましい。
また、かしめ相手材１は、２枚以上であってもよい。
Moreover, there is no particular limitation on the tensile strength of the metal plates to be joined. For example, among the metal plates to be joined, at least the
Further, the number of
次に、金属部品の具体的な接合方法の例を、図面を参照して説明する。
以下の例では、かしめ材２及びかしめ相手材１を構成する金属板がそれぞれ１枚ずつの場合とする。かしめ相手材１が２枚以上であってもよい。
Next, a specific example of a method for joining metal parts will be described with reference to the drawings.
In the following example, it is assumed that the
＜開口工程１００、下穴工程１０１＞
開口工程１００及び下穴工程１０１は、図２に示すように、かしめ相手材１若しくはかしめ材２を構成する金属板を厚さ方向でダイ１０と板押え１１とで拘束した状態で、穴形状と同じ断面形状のパンチ１２を板厚方向に下降することで板を打ち抜き、金属板１，２に穴１ａ、２ａを形成する。
<
As shown in FIG. 2, in the
なお、開口１ａの径は、かしめ材２に設ける下穴２ａの径よりも大きい。具体的には、かしめ接合するためにかしめ相手材１とかしめ材２を重ねた際に、開口１ａの開口端は、フランジ部を形成する領域の外縁と同じか、よりも外側に位置する。
Note that the diameter of the
＜第１凹形状形成工程１０２Ａ、第２凹形状形成工程１０２Ｂ、及びバーリング工程１０３＞
本実施形態では、図３に示すように、１つのプレス金型によって、第１凹形状形成工程１０２Ａ、第２凹形状形成工程１０２Ｂ、及びバーリング工程１０３を一連のプレス加工として実行する場合を例に挙げる。第１凹形状形成工程１０２Ａ、第２凹形状形成工程１０２Ｂ、及びバーリング工程１０３を個別のプレス工程としてもよい。
<First concave
In this embodiment, as shown in FIG. 3, an example is given in which the first concave
まず、図３（ａ）のように、下穴２ａと開口１ａが同心となるようにして、かしめ材２の上にかしめ相手材１を重ねた状態とし、図３（ａ）→（ｂ）のように、かしめ材２とかしめ相手材１とを同時に、かしめ相手材１における開口１ａの外周、及びかしめ材２における下穴２ａの外周であってフランジ部２Ａとなる領域ＡＲＡ（図４参照）の外側を、下型１３と上型１４で上下からプレスする。
First, as shown in FIG. 3(a), the
このとき、下型１３の上面には、第１の凹形状３の形成位置に、第１の凹形状３に倣った形状の凹部１３ａが内周側に形成されている。また、上型１４の下面には、第１の凹形状３の形成位置に、第１の凹形状３に倣った形状の張出部１４ａが内周面側に形成されている。すなわち、凹部１３ａと張出部１４ａがプレス方向で対向している。
At this time, on the upper surface of the
このため、図３（ａ）→（ｂ）のように、かしめ材２を下型１３と上型１４で上下からプレスすることで、下穴２ａの外周に第１の凹形状３が形成される。第１の凹形状３は、図４に示すように、底面にフランジ形成領域ＡＲＡが配置されるだけの大きさの外周輪郭形状を有する。すなわち、第１の凹形状３内に、フランジ部２Ａとなる領域ＡＲＡを設定することが可能な大きさに、当該第１の凹形状３が設定されている。
Therefore, as shown in FIGS. 3(a) and 3(b), by pressing the
また、第１の凹形状３の形成と同時に、かしめ相手材１の開口１ａの外周部に第２の凹形状４が形成される。本実施形態では、第２の凹形状４の部分の下面が、第１の凹形状３の上面に倣った形状となっている。
Furthermore, simultaneously with the formation of the first
ここで、下穴２ａと開口１ａが同心となるようにして、かしめ材２の上にかしめ相手材１を重ねた状態おいて、開口１ａの開口端は、フランジ部２Ａを形成する領域ＡＲＡの外縁と同じか、それよりも外側に位置する。このため、上記形成された第２の凹形状４は、第１の凹形状３の外周部３ａの凹部分と対向する部分だけの形状となり、第２の凹形状４の板厚方向の断面が、図３（ｂ）（ｃ）のように、凹の底部分がないか殆ど無く、板厚方向に対し傾斜した傾斜部分が主体となっている。
この図３（ａ）→（ｂ）の処理が、第１凹形状形成工程１０２Ａ及び第２凹形状形成工程１０２Ｂを構成する。
Here, with the
The process shown in FIGS. 3A and 3B constitutes a first concave
続いて、図３（ｂ）のように、上型１４と下型１３でかしめ材２を拘束した状態で、下穴２ａに対して下側（立上り方向とは反対側）から、図３の（ｂ）→（ｃ）のように、バーリング用のパンチ１５を通過させることで、下穴２ａ外周を立ち上げてフランジ部２Ａを形成する。
この図３の（ｂ）→（ｃ）の処理が、バーリング工程を構成する。
Next, as shown in FIG. 3(b), with the
The process from (b) to (c) in FIG. 3 constitutes the burring process.
このバーリング工程１０３では、フランジ部２Ａの外周に位置した第１の凹形状３の外周部分、及び第２の凹形状４の外周部分は、上型１４と下型１３で拘束されているため、フランジ部２Ａの成形に影響することなく、若しくは影響が殆どないので、フランジ部２Ａの外周にリング状（ドーナツ状）の凹状態として残存している。
In this burring
＜かしめ工程１０４＞
かしめ工程１０４は、バーリング工程１０３の後に実行される。
かしめ工程１０４では、まず、図３（ｃ）で形成した、下穴２ａと開口１ａを同心に、かしめ材２の上にかしめ相手材１を重ねた状態のまま、ダイ１６でかしめ材２及びかしめ相手材１を支持する。ダイ１６は、下型１３をそのまま使用すればよい。
<
The
In the
次に、かしめ工程１０４は、図５（ａ）→（ｂ）のように、円錐部１７Ａを有するパンチ１７をフランジ部２Ａ内に同軸に下降して、円錐部１７Ａの傾斜面によって、フランジ部２Ａを拡径することで、当該フランジ部２Ａを、かしめ相手材１の第２の凹形状４の傾斜した凹部分に向けて曲げ加工する。これによって、かしめ材２のフランジ部２Ａが、かしめ相手材１の第２の凹形状４の傾斜した凹部分に巻き付つくように拡径方向（負角の方向）に曲がる。更に、続くパンチ１７の下降で、円錐部１７Ａの面によって決め押しされて、かしめ接合が実行される。
Next, in the
（変形例）
（１）上記実施形態では、かしめ材２について、下穴２ａを形成した後に、第１の凹形状３の成形を行う場合を例示したが、これに限定されない。例えば、図６（ａ）→（ｂ）に示すように、第１の凹形状３に倣った凹部を有する下型１８と、第１の凹形状３に倣った張出部を有する上型１９で、下穴を開口していないかしめ材２をプレスして第１の凹形状３を形成した後に、図６（ｃ）→（ｄ）のように、上型２１と下型２０で拘束し、第１の凹形状３の中央部を、抜きパンチ２２で板を打ち抜いて下穴２ａを形成するようにしても良い。この場合、第１の凹形状３の形成の際に、平底の伸びフランジ成形を無視することができ、伸びフランジ割れリスクを低減することができる。
(Modified example)
(1) In the above embodiment, the case where the first
同様に、かしめ相手材１においても、第２の凹形状４をプレス加工で形成した後に、開口１ａを形成するようにしても良い。この場合も、第２の凹形状４の形成の際に、平底の伸びフランジ成形を無視することができ、伸びフランジ割れリスクを低減することができる。
この場合、かしめ材２とかしめ相手材１とを重ねて、一回のプレス加工で、第１の凹形状３と第２の凹形状４を形成するようにしてもよい。
Similarly, in the
In this case, the
ここで、開口１ａの外周は、平面視でフランジ部２Ａとなる領域ＡＲＡよりも外側と重なる領域であるため、第２の凹形状４は、平面視でフランジ部２Ａとなる領域よりも外側と重なる領域に形成される。
また、かしめ材２とかしめ相手材１とを重ねた際に、第２の凹形状４は、第１の凹形状内に位置する大きさとする。
Here, since the outer periphery of the
Furthermore, when the
ここで、上記説明では、下穴２ａが丸穴である場合を想定して記載しているが、下穴２ａの断面形状が円形でなくても良い。例えば下穴２ａの断面形状が、四隅の角部にＲや面取りが付与された四角形形状や楕円形状であっても良い。また、必ずしも下穴２ａの全周をバーリングする必要はなく、周方向の一部分だけをバーリングしてフランジ部２Ａとしても良い。形成したフランジ部２Ａをかしめることで、金属部品が接合可能であればよい。例えば、下穴が上記のような四角形状であれば、４隅の角部部分だけをバーリングしたり、４辺の部分だけをバーリングしたりしても良い。
Here, although the above description assumes that the
（動作その他）
本実施形態のようにバーリング加工前に第１の凹形状３を形成しない場合、すなわち、平板状のかしめ材２に下穴２ａを形成し（打抜きにより打抜き穴を加工し）、下穴２ａに対してバーリング成形を施して、フランジ部２Ａ（バーリング部）を形成した場合、図７（ａ）に示すように、フランジ部２Ａは、円筒形状となって板面に対して垂直方向に成形される。このため、かしめの工程（図７（ｂ）～（ｄ）参照）にて、フランジ部２Ａを上側から押し潰すと、図７（ｃ）のように、フランジ部２Ａの先端部の端面が潰れて、図７（ｄ）のように、かしめができないか不十分である可能性がある。
(Other operations)
When the first
また、図８（ａ）のように、バーリング加工で下穴の外周を立ち上げて円筒状のフランジ部２Ａを形成した後に、図８（ｂ）のように、円錐パンチ４０でフランジ部２Ａを拡径して、フランジ部２Ａをかしめ相手材１の上面に巻きつけるかしめ方法もある。しかし、成形下死点で、図８（ｂ）に示すように、巻きつけ部に隙間が発生するため、その分、結合力が弱くなり、十分な接合強度が得られない。
Further, as shown in FIG. 8(a), after raising the outer periphery of the prepared hole by burring to form a
これに対し、本実施形態では、図５に示すように、かしめ相手材１における、フランジ部２Ａが巻き付く面が、パンチ１７の円錐面の傾斜に沿った方向に傾斜した部分（第２の凹形状４）であるため、巻き付いたフランジ部２Ａと、かしめ相手材１のかしめ接合部（第２の凹形状４）が隙間無く接合して、両者の結合力が強くなり、十分な接合強度を有するかしめ接合を得ることができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. Because of the concave shape 4), the wrapped
また、パンチ１７の円錐面でかしめのための荷重を負荷するため、フランジ部２Ａの先端面も潰れ難くなる。
この結果、確実に、かしめ接合を実現することが可能となる。
Further, since the conical surface of the
As a result, caulking can be reliably realized.
（その他）
本開示は、以下のような構成も取ることができる。
（１）本実施形態は、複数の金属部品の板状部を、バーリング加工で形成されたフランジ部をかしめて接合する金属部品の接合方法であって、上記複数の金属部品から選択した金属部品であるかしめ材の板状部に下穴を形成する工程と、上記かしめ材以外の金属部品であるかしめ相手材の板状部における接合位置に開口を形成する工程と、上記かしめ材の下穴外周にバーリング加工を施して、下穴の周囲を立ち上げてフランジ部を形成するバーリング工程と、上記下穴と上記開口とを合わせてかしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で、上記フランジ部をかしめて板状部同士を接合するかしめ工程と、を備え、上記バーリング工程の前に、上記かしめ材における上記下穴の外周部となる領域を、上記フランジ部の立ち上げ方向とは反対側に凹の第１の凹形状とする第１凹形状形成工程と、上記バーリング工程の前に、上記かしめ相手材における上記開口の外周部となる領域を、上記かしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で上記第１の凹形状と同方向に凹で且つ上記第１の凹形状内に位置する第２の凹形状とする第２凹形状形成工程と、を有し、上記第１の凹形状内に、上記フランジ部となる領域が設定され、上記バーリング工程は、上記第１凹形状形成工程及び第２凹形状形成工程の後に実行され、上記下穴と上記開口とを合わせてかしめ材の上にかしめ相手材を重ね、且つ上記第１の凹形状内の外周部及び上記第２の凹形状内の外周部を拘束した状態で、下穴の周囲を立ち上げて上記フランジ部を形成し、上記かしめ工程は、上記第２の凹形状内の外周部で形成される凹部に向けて、上記フランジ部を曲げ成形することでかしめて、板状部同士を接合する。
(others)
The present disclosure can also take the following configuration.
(1) This embodiment is a method for joining metal parts in which plate-like parts of a plurality of metal parts are joined by caulking flange parts formed by burring, and the metal parts are selected from the plurality of metal parts. a step of forming a pilot hole in a plate-shaped portion of the caulking material, a step of forming an opening at a joining position in a plate-shaped portion of a metal component other than the caulking material, and a pilot hole in the caulking material. A burring process is performed in which the outer periphery is burred and the periphery of the pilot hole is raised to form a flange, and the pilot hole and the opening are aligned and the caulking material is stacked on top of the caulking material. a caulking step of caulking the flange portions to join the plate-like portions together; Before the first concave shape forming step of forming a first concave shape concave on the opposite side and the burring step, a region of the mating material to be caulked that will be the outer periphery of the opening is placed on the mating material to be caulked. forming a second concave shape that is concave in the same direction as the first concave shape and located within the first concave shape in a state where the materials are stacked, A region that will become the flange portion is set within the concave shape of No. 1, and the burring step is performed after the first concave shape forming step and the second concave shape forming step, and the prepared hole and the opening are aligned. Layer the material to be caulked on top of the caulking material, and with the outer periphery in the first concave shape and the outer circumference in the second concave shape restrained, raise the periphery of the prepared hole and tighten the flange. In the caulking step, the flange portion is bent and formed toward a concave portion formed at the outer periphery of the second concave shape, thereby caulking the plate-like portions.
この構成によれば、かしめ工程の際に、フランジ部を傾斜した第２の凹形状の部分に押しつけるように曲げ加工するという、簡単な操作によって、フランジ部を確実に負角にした状態で、かしめを行うことができる。 According to this configuration, during the caulking process, the flange portion can be reliably made into a negative angle by a simple operation of bending the flange portion so as to press it against the inclined second concave portion. Can be caulked.
この結果、バーリング加工を用いたかしめ接合について、金型形状などの金型構造を複雑化することなく、十分な接合強度を確保できる接合構造体を取得するができる。この結果、本発明の態様によれば、例えば、自動車部品におけるハイテン材を用いたかしめ接合や、異種材接合が可能となり、自動車車体の軽量化に貢献できる。 As a result, it is possible to obtain a bonded structure that can ensure sufficient bonding strength without complicating the mold structure such as the shape of the mold for caulking bonding using burring. As a result, according to the aspect of the present invention, for example, caulking and joining of high tensile strength materials and joining of dissimilar materials in automobile parts becomes possible, contributing to weight reduction of automobile bodies.
（２）上記第１凹形状形成工程と第２凹形状形成工程とは、かしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で、１つのプレス加工で行われる。
この構成によれば、第１の凹形状と第２の凹形状を、一回のプレス加工で形成できる。
すなわち、重ねた状態とするだけで、第１の凹形状と第２の凹形状の凹みの成形が一つの金型で済み、第１の凹形状と第２の凹形状の位置合わせが簡単になる。
(2) The first concave shape forming step and the second concave shape forming step are performed in one press process with the caulking material overlaid on the caulking material.
According to this configuration, the first concave shape and the second concave shape can be formed by one press process.
That is, by simply placing them in an overlapping state, molding of the first concave shape and the second concave shape can be done using one mold, and the alignment of the first concave shape and the second concave shape can be easily performed. Become.
（３）上記金属部品のうち、少なくともかしめ相手材は、引張強度が２７０ＭＰａ以上の金属板からなる。
この構成によれば、仮にかしめ相手材１がアルミ合金材などの部材から構成されていても、より確実に異種材接合が可能となる。
(3) Among the metal parts, at least the material to be caulked is made of a metal plate having a tensile strength of 270 MPa or more.
According to this configuration, even if the
（４）本実施形態の接合部品の製造方法では、複数の金属部品の板状部を、本実施形態に記載の金属部品の接合方法で接合する。
この構成によれば、バーリング加工を用いた接合部品をより簡易に製造可能となる。
接合部品は、例えば自動車車体部品である。
(4) In the method for manufacturing a bonded component of this embodiment, the plate-like portions of a plurality of metal components are bonded by the method for bonding metal components described in this embodiment.
According to this configuration, it becomes possible to more easily manufacture a joined component using burring processing.
The joining part is, for example, an automobile body part.
（５）複数の金属部品の板状部が重ねられ、上記複数の金属部品から選択した金属部品であるかしめ材の板状部に形成された穴の外周部をバーリング加工で立ち上げられたフランジ部が、上記かしめ材以外の金属部品であるかしめ相手材の板状部における接合位置に形成された開口に挿入され、当該フランジ部が上記開口の外周側に向けてかしめられることで、重ねられた上記複数の板状部分が接合された金属部品の接合構造であって、上記フランジ部、及び上記フランジ部でかしめられた上記かしめ相手材の上記開口の外周部がともに、かしめられた部分の外周部に対し傾斜している、
金属部品の接合構造。
本実施形態に基づく上述のかしめ接合方法によって、本構造を構成することが可能である。
(5) A flange in which the plate-like parts of a plurality of metal parts are piled up and the outer periphery of the hole formed in the plate-like part of the caulking material, which is a metal part selected from the plurality of metal parts, is raised by burring. The part is inserted into an opening formed at the joining position in the plate-like part of the mating material to be caulked, which is a metal part other than the caulking material, and the flange part is caulked toward the outer circumferential side of the opening, so that the flange part is overlapped. A joining structure of metal parts in which the plurality of plate-like parts are joined, wherein the flange part and the outer periphery of the opening of the mating material to be caulked by the flange part are both connected to the caulked part. Slanted to the outer periphery,
Joint structure of metal parts.
This structure can be constructed by the above-described caulking method based on this embodiment.
１ かしめ相手材（金属部品）
１ａ 開口
２ かしめ材（金属部品）
２Ａ フランジ部
２ａ 下穴
３ 第１の凹形状
４ 第２の凹形状
１００ 開口工程
１０１ 下穴工程
１０２Ａ 第１凹形状形成工程
１０２Ｂ 第２凹形状形成工程
１０３ バーリング工程
１０４ かしめ工程
1 Caulking mating material (metal parts)
Claims (4)
上記複数の金属部品から選択した金属部品であるかしめ材の板状部に下穴を形成する工程と、
上記かしめ材以外の金属部品であるかしめ相手材の板状部における接合位置に開口を形成する工程と、
上記かしめ材の下穴外周にバーリング加工を施して、形成した上記下穴の周囲を立ち上げてフランジ部を形成するバーリング工程と、
形成した上記下穴と形成した上記開口とを合わせてかしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で、形成した上記フランジ部をかしめて板状部同士を接合するかしめ工程と、
を備え、
上記バーリング工程の前に、上記かしめ材における上記下穴の外周部となる領域を、上記フランジ部の立ち上げ方向とは反対側に凹の第１の凹形状とする第１凹形状形成工程と、
上記バーリング工程の前に、上記かしめ相手材における上記開口の外周部となる領域を、上記かしめ材の上にかしめ相手材を重ねた状態で上記第１の凹形状と同方向に凹で且つ上記第１の凹形状内に位置する第２の凹形状とする第２凹形状形成工程と、
を有し、
上記第１の凹形状内に、上記フランジ部となる領域が設定され、
上記バーリング工程は、上記下穴と上記開口とを合わせて上記かしめ材の上に上記かしめ相手材を重ね、且つ上記第１の凹形状内の外周部及び上記第２の凹形状内の外周部を拘束した状態で、上記下穴の周囲を立ち上げて上記フランジ部を形成し、
上記かしめ工程は、上記第２の凹形状内の外周部に向けて、上記フランジ部を曲げ成形することでかしめて、板状部同士を接合する、
ことを特徴とする金属部品の接合方法。 A method for joining metal parts in which plate-like parts of a plurality of metal parts are joined by caulking flange parts formed by burring, the method comprising:
forming a pilot hole in a plate-shaped part of the caulking material, which is a metal part selected from the plurality of metal parts;
a step of forming an opening at a joining position in a plate-like part of a metal part other than the caulking material, which is a mating material to be caulked;
a burring step of performing burring on the outer periphery of the pilot hole of the caulking material and raising the periphery of the formed pilot hole to form a flange portion;
a caulking step of crimping the formed flange portion to join the plate-like portions together with the formed pilot hole and the formed opening aligned and a caulking material overlaid on the caulking material;
Equipped with
Before the burring step, a first concave shape forming step is performed in which a region of the caulking material that will become the outer periphery of the pilot hole is formed into a first concave shape that is concave on the opposite side to the direction in which the flange portion is raised. ,
Before the burring step, a region of the mating material to be caulked that will be the outer periphery of the opening is formed to have a concave shape in the same direction as the first concave shape with the mating material to be caulked stacked on the caulking material, and a second concave shape forming step of forming a second concave shape located within the first concave shape;
has
A region that will become the flange portion is set within the first concave shape,
In the burring step, the prepared hole and the opening are aligned, the caulking material is overlapped on the caulking material, and the outer periphery in the first concave shape and the outer periphery in the second concave shape While restraining, raise the periphery of the prepared hole to form the flange part,
The caulking step involves caulking the flange portion by bending it toward the outer periphery within the second concave shape to join the plate-like portions together.
A method for joining metal parts, characterized by:
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