摩擦点接合方法及摩擦点接合设备技术

本发明专利技术的摩擦点接合方法，使转动具边转动边按压予以重叠的多个金属部件，通过摩擦热使该些金属部件软化并产生塑性流动，从而使该些金属部件予以点接合，其包括：准备接合装置的工序；设置保持部件的工序；通过移动装置接合装置移动到接合位置的工序；使支撑具处于受限制部限制的状态，同时通过驱动装置使转动具边转动边按压金属部件，以对金属部件进行点接合的按压工序。采用本发明专利技术，可构成转动具的周围部分、以及支撑具的周围部分无需使用较大直径的简单结构，同时可有效地抑制转动具的转动偏摆的产生。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，针对多个予以重叠的金属部件，利用转动具通过摩擦热对该些金属部件进行点接合的摩擦点接合方法及摩擦点接合设备。
技术介绍
近年，汽车车身等，为了趋于轻量化，多采用铝合金等材料，因而就铝合金材料构成的多个部件进行接合、或铝合金材料构成的部件和铁或钢等材料构成的部件进行接合的机会随之增多。由于这种接合很难以焊接来进行，因此通常采用铆接，但是铆接的成本较高。为此，上述接合以低成本予以执行的合适方法，已知有摩擦点接合方法。该方法，是使转动具边转动边按压予以重叠的多个金属部件，通过摩擦热软化该些金属部件并产生塑性流动，从而使该些金属部件予以点接合的摩擦点接合方法。该接合是使工件(接合对象的金属部件)以其熔点以下的温度予以固相接合(不存在熔融直接在固相状态下接合)的接合。例如，日本专利公开公报特开2005-34879号中，公开了一种对镀锌钢板和铝板进行摩擦点接合的方法及设备。该设备，具备包括转动具、设置在该转动具的转动轴线上且与该转动具相对的支撑具、以及使上述转动具边转动边向按压方向移动的驱动装置的接合装置。然而，在摩擦点接合过程中，当转动具的顶端部(肩部)与工件接触时，由于接触阻力急剧上升，因此转动具容易在垂直于其转动轴线的方向上激烈摇晃，而产生转动偏摆。为了抑制转动偏摆的产生，通常在肩部设有直径小于肩部外径的小突起部(销部)。当进行接合时，首先销部以较小的接触阻力与工件接触以进行定位(固定功能)。通过该固定功能以抑制转动偏摆的产生。但是，即使凭借该固定功能也无法完全消除转动偏摆的产生，因此一定程度的转动偏摆的产生则无法避免。但由于该转动偏摆的存在，有时会使工件的一部分凝固(附着)在上述肩部上。若发生凝固，则上述固定功能会下降，并会助长转动偏摆的产生。这样就会陷入转动偏摆增大与凝固增加相互助长的恶性循环，结果会导致产生更大的转动偏摆。而较大的转动偏摆，会使接合质量降低，对转动具及其驱动机构、或设置在周围的夹具等带来损伤。要避免上述情况的发生，若进一步抑制转动具的转动偏摆的产生，使相对于肩部的最初的凝固难以产生，则非常有效。日本专利公开公报特开2003-205374号中公开了一种通过在转动具的周围设置具有弹簧、按压部件等的固定装置来抑制转动偏摆(相当于该公报中所表述的侧向偏摆)产生的摩擦点接合设备。该固定装置的按压部件，大致呈圆筒形，同心设置在圆柱状转动具的外侧，并经轴承抑制转动具沿着垂直于其转动轴线的方向进行运动。该按压部件，当进行接合时，与转动具相比先与工件接触，并通过弹簧的压靠力按压工件。这样，由于工件和按压部件暂时成为一体，因此转动具的相对于工件沿着垂直于转动轴线的方向的运动经轴承而被抑制。即，转动偏摆的产生受到抑制。但该公报中所公开的固定装置，因为需要弹簧、轴承等，所以结构比较复杂。此外，由于该固定装置围绕转动具而设，因此具有较大的直径，必然不适合于在狭小的地方进行接合。在实际的接合过程中，有时需要使转动具经过位于固定工件的夹具之间的间隙来接近工件，因此不希望转动具的周围部分具有较大的直径。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决了上述问题的摩擦点接合方法及设备。本专利技术所涉及的摩擦点接合方法，使转动具边转动边按压予以重叠的多个金属部件，通过摩擦热使该些金属部件软化并产生塑性流动，从而使该些金属部件予以点接合，其包括，准备接合装置的工序，该接合装置包括上述转动具、设置在该转动具的转动轴线上且与该转动具相对的支撑具、以及使上述转动具边转动边向按压方向移动的驱动装置；设置保持部件的工序，在上述金属部件的接合部位的，进行接合时设置上述支撑具的一侧，设置有具有抑制上述支撑具沿着与上述转动轴线正交的方向进行运动的限制部的保持部件；通过移动装置将上述接合装置移动到上述接合位置的工序；使上述支撑具处于受上述限制部限制的状态，同时通过上述驱动装置使上述转动具边转动边按压上述金属部件，以对上述金属部件进行点接合的按压工序。采用上述摩擦点接合方法，既可构成转动具的周围部分、支撑具的周围部分不具有较大的直径的简单结构，又可有效地抑制转动具的转动偏摆的产生。以往的摩擦点接合方法中，由于转动具、驱动装置设置在接合装置上，因此转动具若产生转动偏摆，那么接合装置会发生整体振动。而且，该振动还传递至接合装置上所设置的支撑具。即，转动具若产生转动偏摆，支撑具也产生与转动具的转动轴线正交的方向的振动。然而，本专利技术的上述摩擦点接合方法，通过保持部件的限制部来限制支撑具的振动，由此产生的反作用，可抑制转动具的转动偏摆的产生。另外，由于支撑具是无需转动的部件，因此不需要设置限制其振动的轴承。而且，在转动具接触工件之前预先使支撑具从相反侧与工件接触，所以无需另外设置将支撑具按压向工件的弹簧等部件。另外，由于保持部件设置在工件一侧，因此无需对转动具、支撑具设置附加部件。因此，转动具、支撑具等不会趋于大型化、也不会具有较大的直径。另外，通过抑制转动偏摆的产生，可使工件相对于肩部的凝固难以发生。因此，可尽量避免转动偏摆的因上述凝固而被助长增大，防止接合品质的下降，防止对转动具及其驱动机构，或设置在其周围的夹具等带来损伤。另外，由于可以简单的结构抑制转动偏摆的产生，因此可实现装置的小型化、低成本化。而且，也容易使转动具及支撑具经过位于固定工件的夹具之间的间隙来接近工件。在本专利技术的摩擦点接合方法中，上述多个金属部件，包括第一金属部件和熔点高于该第一金属部件的的第二金属部件，上述转动具，其顶端部包括，形成有环状凹部的肩部，以及从该肩部突出且位于转动具转动轴线上的销部，上述按压工序，通过上述驱动装置，一边使上述转动具转动一边使上述转动具的顶端部仅压入上述第一金属部件。采用上述摩擦点接合方法，由于一边具有销部和形成环状凹部的肩部的转动具转动一边使其仅压入熔点较低的第一金属部件，因此，即使销部的长度无法过长而使固定功能受到限制，并且在肩部的环状凹部容易发生工件材料的凝固，在此状态下也可通过上述限制部来抑制支撑具的振，从而有效地抑制转动具的转动偏摆的产生。本专利技术所涉及的摩擦点接合设备，使转动具边转动边按压多个予以重叠的金属部件，通过摩擦热使该些金属部件软化并产生塑性流动，从而使该些金属部件予以点接合，其包括，接合装置，具有上述转动具、设置在该转动具的转动轴线上且与该转动具相对的支撑具、以及使上述转动具边转动边向按压方向移动的驱动装置；保持部件，在上述金属部件的接合位置的，进行接合时设置上述支撑具的一侧，设置有具有抑制上述支撑具沿着与上述转动轴线正交的方向进行运动的限制部；移动装置，使上述接合装置移动到上述接合位置，进行接合时使上述支撑具处于受上述限制部限制的状态。采用上述摩擦点接合设备，既可构成转动具的周围部分、支撑具的周围部分不具有较大的直径的简单结构，又可有效地抑制转动具的转动偏摆的产生。以往的摩擦点接合设备，由于转动具、驱动装置设置在接合装置上，因此转动具若产生转动偏摆，那么接合装置会发生整体振动。而且，该振动还传递至接合装置上所设置的支撑具。即，转动具若产生转动偏摆，支撑具也产生与转动具的转动轴线正交的方向的振动。然而，本专利技术的上述摩擦点接合设备，通过保持部件的限制部来限制支撑具的振动，由此产生的反作用，可抑制转动具的转动偏摆的产生。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦点接合方法，其特征在于：使转动具边转动边按压予以重叠的多个金属部件，通过摩擦热使该些金属部件软化并产生塑性流动，从而使该些金属部件予以点接合，该摩擦点接合方法，包括，准备接合装置的工序，该接合装置包括上述转动具、设置在该转动具的转动轴线上且与该转动具相对的支撑具、以及使上述转动具边转动边向按压方向移动的驱动装置；设置保持部件的工序，在上述金属部件的接合部位的，进行接合时设置上述支撑具的一侧，设置有具有抑制上述支撑具沿着与上述转动轴线正交的方向进行运动的限制部的保持部件；通过移动装置将上述接合装置移动到上述接合位置的工序；使上述支撑具处于受上述限制部限制的状态，同时通过上述驱动装置使上述转动具边转动边按压上述金属部件，以对上述金属部件进行点接合的按压工序。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高濑健治，玄道俊行，庄司庸平，
申请(专利权)人：马自达汽车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]