板金リベット：工程選択のヒント

板金部品や製品は、産業界でも日常生活でもどこにでもあり、基本的な加工カテゴリーのひとつとして広く認識されている。

板金加工には主に4つの技術がある：パンチング（剪断）、折り曲げ（圧延）、溶接、表面処理。

これらの技術に加えて、リベット技術も板金部品を接続するための重要な方法である。

リベッティングは、力を加え、リベット部品を被加工物に圧縮し、または埋め込み、被加工物が安全で垂直な状態を維持することを確実にするために、特殊な装置と工具金型を使用することを含む。この工程を図1に示す。

図1 通信機器のリベット部品

一般的なリベット打ち技術には、ラジアル・リベット打ちとロータリー・リベット打ちがある。本節では、当工場でよく使用されるラジアル・リベッティング（図2参照）の生産管理上の注意点とポイントについて述べる。

図2 ラジアル・リベッティング装置とリベッティング・プロセス

リベット打ちの工程選択と注意事項

(1)リベットの下穴の大きさは、一般設備又は特殊設備、標準部品のマニュアルに厳格に従って設計し、母材及びリベット部品の材質、厚さ、型式及び強度要求を総合的に考慮すべきである。

下穴を加工する場合、ブランキングまたは レーザー切断 は、前処理方法として一般的に使用されている。表1は ダイブランキング とレーザー切断。

表1 ダイ・ブランキングの2つの工程と レーザー切断

高品質の要求があり、生産ロットが大きい部品については、金型をカスタマイズし、リベット打ち方向を考慮し、リベット打ち下穴を作るためにスタンピング工程を優先することを推奨する。

前工程に曲げ加工がある場合は、リベット止めの下穴が、その下穴の位置が、その下穴の位置より上にあるかどうかを検討する必要がある。 折り曲げ線 (上）。

このような場合、前処理として小さな穴を開け、曲げ伸ばしを行い、その小さな穴を設計されたサイズにする。 ボーリング またはリーミング。

(2)リベッティング工程を選択する際には、実機のスロート深さ、上下サポートの形状、その他の条件を考慮し、うまく実施できるかどうかを確認することが不可欠である。

さらに、一般的には、リベット打ちの工程は、次の工程の後に行うことを推奨する。 表面処理工程 (電気メッキ、化学酸化、スプレーなど）。

表面処理の前にリベッティングを行った場合、表2に示すような問題が発生することが多い。

表2 表面処理の違いによって起こりうる問題

(3) 厚さ≦1.5mmの母材や、高い圧力リベット強度が要求される製品など、特定の特殊な製品については、圧力リベット接合後に溶接補強が必要な場合がある。

溶接補強が必要な場合、溶接補強プロセスに悪影響を及ぼす可能性があるため、圧力リベット用の亜鉛めっき部品を選択しないことを推奨する。

リベット作業時の注意事項

リベッティング作業に関する一般的な要件は、以下を包含する：

1. 適切な圧力パラメーターの選択（正確な単位変換を確実にして、機器または標準部品マニュアルで指定されたリベット打ち圧力を参照する）。
2. 適切な上型と下型の選択。
3. 正しいリベッティング部品の選択。
4. 工具と治具の適切な使用。
5. 必要な安全プロトコルの遵守。

これらの標準的な慣行に加え、当工場の生産経験から、次のような運用ガイドラインが得られている：

(1)作業者は通常、目視検査によってリベットの完全性を評価し、リベット部品と基板との間の隙間、又は皿リベット打設後のリベット打設位置での段差をチェックする。この100%自己点検は極めて重要である。さらに、表面硬度は材料によって異なり、亜鉛メッキ板からステンレス鋼や低炭素鋼板まで減少する。従って、圧力パラメーターは、特定のリベット材料に基づいて事前に調整されるべきである。潜在的な剥離リスクのある部品については、溶接とスポット補強の技術的要件は事前に顧客と合意されるべきである。

(2)リベッティング作業は、二次リベッティングの必要性をなくし、特に表面硬度の高い材料では、剥離した部品の修理を最小限にするために、シングルパスで実行されなければならない。リベット打ちを繰り返すと、クリンチング歯や母材を損傷することがある。元の部品の修理が避けられない場合には、リベット打ち後の溶接補強が必須である。

(3)リベット打ち後の技術検査については、品質管理要員は、破断トルク及び実行可能な場合には破断押 し離し力について抜き取り検査を行う能力を有していなければならない。初品検査及びリベット打ち工程の技術的サンプリングは、作業者の自己検査では代替できないので、この段階は品質保証プロトコルに不可欠である。

リベッティング工程におけるその他の注意事項

(1)リベッティングの品質と組立品の外観の両方に影響することがあるので、リベッティング位置が隣接する曲げ縁(線)、外縁、または溶接ビードと干渉するかどうかに注意することが重要である。一般的なリベットの干渉問題については、表3を参照。

表3 リベッティングの一般的な干渉問題

タイプ	例	提案
フリーエッジからの距離		L1値参照マニュアル
ベンドエッジからの距離		L1 ≥ 曲げ半径 およびL1 ≧ リベッターのリベット頭部半径
に近い。 溶接ビード		リベット部品と上型および下型との間に干渉がないか、必ず確認してください。干渉がある場合は、エアギャップが生じないように金型を修理する必要があるかもしれません。

(2)同一部品上に複数種類のリベット標準部品及び類似部品がある場合、リベット部品の混合及び誤使用を防止するため、それらをすべて同一機械上で運転することは避けることが推奨される。さらに、同一部品上に同一仕様のリベット打ち部品が多数ある場合、リベットの打ち損じを防止するために、リベット打ち順序を標準化すべきである。

(3) リベッティング工程の間、食事やシフトの引継ぎのためなど、何らかの理由で作業者が持ち場を離れる必要がある場合、加工部品と未加工部品が混ざらないように作業台を片付けなければならない。

(4) リベット止め位置の近くに穴がある場合は、リベット止め後に穴が押し出されているか、変形しているかを確認することが重要である。圧入ねじ・ナットの場合は、ねじゲージで圧入後の貫通端と止まり端を検出する。

リベットの種類

リベッティングは、2つ以上のワークピース、典型的にはシート・メタル・ピースまたはコンポーネントを接続するためにリベットを使用するプロセスを指す。リベッティングは、リベット・リベッティング、プル・リベッティング、芯打ちリベッティングに分類できる。

1.リベット

リベットは、金属加工と組立工程で広く使用されている基本的な機械的締結技術である。この方法の重要な構成要素は、2つ以上の部品の間に永久的な接続を作る変形可能な締結具であるリベットです。リベットには様々なタイプがあり、それぞれ特定の用途と材料の厚さ用に設計されています：

1. セミラウンドヘッドリベット：強度を維持しながら、薄型の仕上げを提供する。
2. フラット・ヘッド・リベット：アッセンブリの片側に平らな面を提供する。
3. 半中空リベット：変形しやすく、柔らかい材料に適している。
4. ソリッドリベット：最大強度を提供し、高荷重用途に最適です。
5. 皿リベット：接合部の両側が平らで滑らかな仕上げになるようにする。

リベッティング・プロセスは、リベット径と用途要件に基づいて分類される：

• コールド・リベット：一般的に直径＜8mmのリベットに採用される。この方法は室温での塑性変形に依存し、ほとんどの軽量用途に適している。
• ホットリベット：直径8mm以上のリベットに使用される。この技術は、その可鍛性を増加させるためにリベットを加熱することを含み、頑丈な用途でより強い接合を可能にする。

標準的なリベッティング・プロセスは、以下の重要なステップに従う：

1. 穴あけ：接合する部品に正確な大きさの穴を開けること。
2. 溝加工（オプション）：特定の用途において、リベット頭部のための凹部を形成すること。
3. バリ取り：鋭利なエッジを取り除き、適切な適合を確保し、材料の損傷を防ぐこと。
4. リベットを挿入する：リベットを接合する部品の整列した穴に通す。
5. 金型保持：裏金型でリベットを固定すること。
6. 成形：一貫した結果を得るための空気圧式リベット・マシンか、小規模または特殊な用途のための手動締め付けのいずれかを使用してリベットを変形させる。

リベット・パラメーターとリベット打ち要件に関する詳細な仕様については、様々な用途と材料に関する包括的なガイドラインを提供する業界標準の機械設計ハンドブックを参照する。

2.プルリベット

プル・リベッティングは、整列した穴を持つ2つ以上の部品を結合するためにプル・リベットを利用する片側締結技術である。この工程は、マンドレル（引き棒）が破断するまで、リベット・スリーブを膨張させ、永久的で剥離不可能な接続を形成させるために、特殊なプル・リベット・ガンを使用して引き抜くことを含む。

1) ブラインド・リベットまたはポップ・リベットとしても知られるプル・リベットは、アクセスが工作物の片側に限定される用途のために設計される。これらのファスナーは、取付けのために手動、電動、または空気圧プル・リベット・ガンのような特殊工具を必要とする。プルリベットは、従来のリベット方法（両側へのアクセスを必要とする）が実用的でないか不可能である場面で優れています。

その多用途性と使いやすさのため、プルリベットは、以下を含む様々な産業にわたる広範な用途を見つける：

• 航空宇宙航空機のスキンパネルや内装部品
• マリン造船における船体と上部構造の組み立て
• 自動車用ボディパネルと内装トリム用
• エレクトロニクスエンクロージャーとシャーシの組み立て

最も一般的に使用されるプル・リベットの種類は以下の通りである：

A) オープン・タイプのドーム・ヘッド・プル・リベット：汎用用途に強度と美観のバランスを提供する。
B) 皿穴プルリベット：平らな仕上げを提供し、滑らかなリベット打ちを必要とする表面や空気力学的プロファイルに理想的である。
C)シールされたプルリベット：強化された耐荷重とシール特性を特徴とし、高応力環境または水密／気密接続を必要とする用途に適している。

プル・リベットを選択し、取り付ける際には、以下のベスト・プラクティスを考慮すること：

A) 平頭（皿頭）プル・リベットの場合：

• 受け材がリベット・ヘッドを収容するために適切に皿穴加工されていることを確認する。
• 穴の皿穴角度をリベットの頭部角度（通常100°または120°）に合わせる。
• カウンターシンクの深さが、リベットの頭部が表面と同じ高さか、わずかに下に収まることを確認する。

B) ドーム・ヘッド・プル・リベット用：

• リベット頭部と接触する表面は平らで、リベット軸に垂直でなければならない。
• リベット頭部と材料表面の間の最適な接触を達成するために、バリ取りを含む適切な穴の準備を確実にする。

2) リベット・サイズ、グリップ範囲、推奨穴径を含む詳細なプル・リベッティング・パラメーターについては、技術仕様セクションの表9-17を参照のこと。

表 9-17 引張りリベット締めパラメータ

注：

1.一般に、部品の貫通穴はブラインド・リベットの呼び径より0.1～0.2mm大きい。

2.ブラインド・リベットは、製品の要求に合わせて黒化処理またはその他の処理をすることができ、被加工物の色に合わせることができる。

3.3. 中心距離 ベース・プレートの端からのブラインド・リベット穴の直径は、ブラインド・リベット穴の直径の2倍以上でなければならない。この距離であれば、リベットの強度は最適である。それ以下の距離では、強度が大幅に低下する。

3.ストライク・コア・リベット

ドライブ・ピン・リベットとしても知られるストライク・コア・リベットは、効率的で多目的な組立用途のために設計された片側ファスナーの革新的なタイプです。取り付けの間、リベット頭部はハンマーまたは空気圧工具で叩かれ、コア・ピンを膨張させて所定の位置に固定し、その結果リベット頭部の端面と同一平面の仕上げになります。このユニークなメカニズムにより、安全で美しい接続が保証されます。

これらのリベットは、特に伝統的な両面リベッティングが実用的でない、あるいはブラインド・リベットが設備の制限のために不適当である場面で、組立工程に並外れた利便性を提供する。その設計は特別な工具なしで迅速な取付けを可能にし、現場修理、保守作業、スペースに制約のある組立ラインに理想的である。

ストライク・コア・リベットは、異なる用途要件に適合する様々な構成で利用可能である：

1. 平丸頭：最も一般的なタイプで、一般的な締め付けに適した薄型の仕上げ。
2. 皿頭：自動車パネルや航空宇宙部品など、滑らかで平らな表面を必要とする用途向け。
3. 大きなフランジヘッド：より軟らかい材料での荷重分散を改善するため、軸受面を拡大。

材料オプションは一般的にアルミニウム、鋼、ステンレス鋼を含み、広範囲の母材と環境条件との適合性を可能にする。リベット材料とコーティングの選択は、耐食性、構造的完全性、接合材料とのガルバニック適合性などの要因を考慮すべきである。

ストライク・コア・リベットを指定するとき、エンジニアはグリップ範囲、剪断と引張強度要件、および締結継手の最適性能と長寿命を保証するための下地材料特性のような要因を考慮すべきである。

4.ドローン・アーク・スタッド溶接

ドローン・アーク・スタッド溶接は、金属部品を接合するための高度で効率的な方法であり、特にシートメタル部品の接合に効果的です。このプロセスは様々な産業で広く利用されており、特に塗装鋼板、ステンレス鋼板、その他の金属表面にスタッドを取り付けるのに適しています。

この技法では、特別に設計されたスタッドが被加工物に対して配置される。溶接プロセスが開始されると、スタッドと母材との間に電気アークが発生する。このアークにより、スタッド端部と母材の小面積の両方が溶融する。溶融池が形成されると、スタッドは液化金属中に急速に突入し、凝固と同時に完全な融接が形成されます。

このプロセスには通常、以下のステップが含まれる：

1. 専用の溶接ガンを使用して、ワークピースにスタッドを位置決めする。
2. スタッドを少し持ち上げ、正確なアークギャップを作る。
3. アークを開始し、スタッドの先端と隣接する母材を溶融する。
4. 制御された圧力の下で、スタッドを溶融プールに突っ込む。
5. 溶接部を凝固させ、高強度の接合部を形成する。

ドローン・アーク・スタッド溶接には、いくつかの利点があります：

• 大量生産に適した高速動作
• 溶接強度に優れ、多くの場合母材よりも強い。
• 最小限の歪みと熱影響部
• 被膜や酸化した表面を溶接する能力
• 異種金属接合における汎用性

この方法は、自動車の車体構造、造船、構造用鋼の加工など、シートメタル上の高強度締結点を必要とする用途に特に有益である。

引抜アーク・スタッド溶接の工程を図9-7 に示す。

• a) 部品の組み立て
• b) リベット打ち開始
• c) リベット打ちの完了

4.1 プルホールリベッティングの特徴

(1)プルホールリベッティングの利点

フランジと皿穴の組み合わせは、本質的に位置決め機能を有する。リベッティング金型を使用するためリベッティング強度も高く、生産効率が高くなります。

(2)プルホールリベッティングの欠点

一度限りの接続で、分解することはできない。

4.2 引き抜き穴のリベット締めパラメータ

1) シェルマッチングの原理：

H=t+t'+(0.3~0.4)

• D=D'-0.3
• D-d=0.8t

厚さ't'が0.8mm以上である場合。 フランジング 穴の肉厚は0.4tとした。

t'が0.8mm未満の場合、フランジ穴の肉厚は通常0.3mmに設定される。

高さ'h'は一般に0.46±0.12mmに選ばれる。

抜き穴リベットのパラメータについては、表9-18を参照。

表9-18は、抜き穴リベット・パラメーター（単位mm）を示す。

結論

上記の内容は、リベッティング・プロセスにおける一般的な問題や作業から得られた経験をまとめたものである。 板金 生産と加工。

自動供給機構とリベッティングの自動化を部分的に実現している工場があることは注目に値する。この自動化ソリューションは、人為的ミスを大幅に回避する上で有益である。しかしながら、実施される自動化の程度は、コスト、技術、製品の多様性、種類、バッチ・サイズなどの要因によって異なる。

手動、半自動、全自動のいずれの生産方式を選択する場合でも、上記の情報は生産工程に役立ちます。