２０１５年度難削材加工実践

２０１７年度雇用創出実践事業

(有)小林製作所

実践型地域雇用創造事業

Ⅳ 雇用創出実践メニュー

Ⅰ 雇用創出実践事業

（１）ものづくり企業の技術情報共有・発信事業

実践支援員：柏内 清美

1/

２、雇用創出実践事業とは

（１）ものづくり企業の技術情報共有・発信事業

イ 事業内容

・地域に集積する金属加工業に於いて

雇用の拡大

と

地域のブランド化

に資する

事業に取り組む。

・具体的に、今後成長が見込まれる

難削材

加工分野への

進出をサポート

。

・難削材加工技術情報及び異なる金属特性

に応じた加工マニュアルを作成し地域企業、

工業高等専門学校に公開する

2/

今後成長が期待される航空、化学、医療等に

活用される複合材料、高硬度鋼、高融点材料

等、難削材と呼ばれる金属について

①切削加工技術者を育成する

②新たな市場、ニッチ商品進出への支援

③受注増及び販路拡大につなげる

→加工分野への

進出をサポート

する

④金属加工により製作した試作品を展示会等

でＰＲすることで技術力を発信する

２-2、難削材加工実践の目的

3/

３、難削材のピラミッドとは

4/

①被削性

②加工条件の巾

③工具寿命

ステンレス鋼

４、難削材加工実践に当り

5/

＜新市場・ニッチ分野進出への足掛かり＞

ステンレス加工・固有技術

新市場・ニッチ分野

難削材エリア

ステンレス

メタルクラスター

成長が見込まれる分野

へ進出のサポート

加工技術・データ共有

マニュアル化

航空・医療

雇用の拡大と地域のブランド化

５、産学官加工実践検討会実施４/27

6/

狙い：

①実践に向けた

情報共有化

②日程及び加工分析

内容と狙い

2017年度：市内企業３社の紹介

企業名

材料仕様

加工

予定月

各社の狙い

課題

工法

㈱本山合金

製作所

アロイＣ２２

（ハステロイ）

８月

正面フライス

加工

生産性と

ソリ対策

㈱久米精工

ＳＫＨ５１

（ハイス焼入）

７月

細穴加工

焼入れ後

の加工

(有)小林

製作所

ＳＵＳ３１６Ｌ

６月

細穴加工

高圧クーラ

ント効果

7/

５、事前検討内容5/9

• 日時 5/9（火）11：00～12：00 小林製作所内

• 参加者

津山高専：萩野先生

(有)小林製作所：西崎課長

津山市地域雇用創造協議会 柏内

・内容

①加工実験内容の確認

②必要工具、部材の選定と手配

③加工実践日程案について

・6/2（金） 10：00～12：00

8/

５、高圧クーラントの狙い

9/

冷却効果：刃先の長寿命化

切りくずの分断力：詰り防止

0.7Mpa→

7.0Mpa

高速・高送りで生産性ＵＰが可能？

センタースルー例

SUS304外径旋削例

６、実践設備外観6/2

６、実践風景6/2

７、工具について：三菱日立ツール

12/

第2マージン

第1マージン

1

７、工具について：不二越

７、工具外観、仕様比較

14/

日立15D

①

不二越 15D

⑦

日立15D

①

不二越 15D

⑦

外

観

す

く

い

面

側

刃

先

オイルホール：大

オイルホール：小

マ

ー

ジ

ン

側

マ

ー

ジ

ン

形

状

特

徴

・刃先付近から

Ｗマージン

・大きなオイル

ホール

日立＞不二越

・切りくずの分断性

・切りくずの排出性

・先端角140°

ダブルマージン

シングルマージン

８、オイルホール対応治具について

８、クーラント圧の違い

16/

圧力：0.7Mpa

圧力：7.0Mpa

圧力：3.0Mpa

懸念事項：高圧力7.0Mpaにより

・

ドリルの折損、振れ

８、実践設備と穴あけ6/2

17/

Φ１.０×１６本で実験

（15D、20D、30D）

８、条件表：推奨条件との比較

18/

工具 ﾒｰｶｰ ドリル仕様 速度 （m/min） 送り量 （mm/rev） ステップフィード 有無 クーラント_（Mpa）圧 加工_本数 生産性_（予測） 日立 15WHMB0100-TH ① 推奨条件 30.0 0.02 1.5Mpa以下：1D 1.5Mpa以上 実験条件 30.0 0.02～ 0.04 無 0.7～7.0 16 2倍 30WHMB0100-TH ② 推奨条件 30.0 0.02 1.5Mpa以下：1D 1.5Mpa以上 実験条件 30.0 0.02～ 0.03 無 0.7～7.0 16 1.5倍 不二越 AQDEXOH15D0100 ③ 推奨条件 25.0 0.01 1.5Mpa以下： 0.1～0.5D 1.5Mpa以上 実験条件 30.0 0.02 無 0.7～7.0 16 2.4倍 AQDEXOH20D0100 ④ 推奨条件 20.0 0.01 1.5Mpa以下： 0.1～0.5D 1.5Mpa以上 実験条件 30.0 0.02 無 0.7～7.0 16 3.0倍

・予測：

生産性２～３倍

、周速：30m/min、16本穴あけ評価（切りくず、刃先写真比較）

８、実験での条件表案

19/

実 験 工具 ﾒｰｶｰ ドリル仕様 速度 （m/min） 送り量 （mm/rev） 加工径 加工長 （ｍｍ） クーラン ト圧 （Mpa） ステップ フィード 止まり_穴数 （本） 備考 ドリル 交換 スタブドリル 5.0 0.08 Φ1.0×2.0 0.7 ① 日立 15WHMB0100-TH 30.0 0.02 Φ1.0×10.0 0.7 無 16 交換 ② ↑ ↑ ↑ ↑ 3.0 ↑ ↑ ↑ ③ ↑ ↑ ↑ ↑ 7.0 ↑ ↑ ↑ ④ ↑ ↑ 0.04 ↑ ↑ ↑ ↑ 交換 ⑤ 30WHMB0100-TH ↑ 0.03 Φ1.0×20.0 ↑ ↑ ↑ 交換 ⑥ ↑ ↑ 0.02 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ⑦ 不二越 AQDEXOH15D0100 ↑ ↑ ↑ 0.7 ↑ ↑ 交換 ⑧ ↑ ↑ ↑ ↑ 3.0 ↑ ↑ ↑ ⑨ ↑ ↑ ↑ ↑ 7.0 ↑ ↑ ↑ ⑩ AQDEXOH20D0100 ↑ ↑ Φ1.0×15.0 ↑ ↑ ↑ 交換 ⑪ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑

・周速：30m/min、各条件毎に16本穴あけ評価（切りくず、刃先写真比較）

８、実験の現場風景

８、実験条件と結果

21/

工具 ﾒｰｶｰ ドリル仕様 速度 （m/min） 送り量 （mm/rev） 加工径 加工長 （ｍｍ） クーラ ント圧 （Mpa） ステップ フィード 加工_穴数 （本） 備考 スタブドリル 5.0 0.08 Φ1.0×2.0 0.7 ① 日立 15WHMB0100-TH 30.0 0.02 Φ1.0×10.0 0.7 無 16〇 ② ↑（同一） ↑ ↑ ↑ 3.0 ↑ ↑○ ③ ↑（同一） ↑ ↑ ↑ 7.0 ↑ ↑○ ④ ↑（交換） ↑ 0.04 ↑ ↑ ↑ ↑○ ⑤ 30WHMB0100-TH ↑ 0.03 Φ1.0×20.0 ↑ ↑ 5× 折損 ⑥ ↑ ↑ 0.02 ↑ ↑ ↑ 16○ ⑦ 不二越 AQDEXOH15D0100 ↑ ↑ ↑ 0.7 ↑ ↑○ ⑧ ↑（同一） ↑ ↑ ↑ 3.0 ↑ ↑○ ⑨ ↑（同一） ↑ ↑ ↑ 7.0 ↑ ↑○ ⑩ AQDEXOH20D0100 ↑ ↑ Φ1.0×15.0 ↑ ↑ 1× 折損 ⑪ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 16〇

・速度：30m/min、クーラント圧と送り量で比較した

８、クーラント圧比較：日立（速度30m/min、送り0.02㎜/rev）

0.7Mpa（深さ10㎜）

3.0Mpa（深さ10㎜）

7.0Mpa

切

り

く

ず

穴

入

口

穴

断

面

22/

・切りくずが 細かくなる ・クーラント 圧効果：大 全て良好 ・深さ10ｍｍ ・パイロット穴 2.0㎜ ・ノンステップ加工 ・全て曲り無し

連続：長い

細かく

８、クーラント圧比較：不二越（速度30m/min、送り0.02/rev）

0.7Mpa

3.0Mpa

7.0Mpa

切

り

く

ず

穴

入

口

穴

断

面

23/

・切りくずが 細かくなる ・クーラント 圧効果：大 全て良好 ・深さ10ｍｍ ・パイロット穴 2.0㎜ ・

ノンステップ

加工

・全て曲り無し

微細化

８、考察1：ＳＵＳ３１６Ｌ

１、クーラント圧を高圧にすることで、切りくずが微細化した。

24/

日立

15WHMB0100

不二越

AQDEXOH 15D

0.7

Mpa

7.0

Mpa

２

、不二越は標準圧0.7

Ｍｐａでも

微細化

した

＜要因として＞

オイルホールの違い

・大きさ：日立＞不二越

・クーラント効果として

穴径が細い方が有利

→クーラント圧ＵＰ

→ブレーカー効果高い

＜マージン形状差＞

Ｗ＞シングル

シングルマージンが良

８、考察２：穴の観察評価（

クーラント圧7.0Mpa、速度30m/min）

_25/

送り mm/ min

穴入口

穴断面

日立 15D 16穴 0.04 日立 30D 5穴 折損 0.03 日立 30D 16穴 0.02 不二 越 20D 16穴 0.02

＜観察結果＞

クーラント圧の差

異に関係なく

・曲り無し

８、クーラント圧7.0Mpa、速度30m/min：刃先の評価

26/

ﾒｰ ｶｰ 送り mm/ min 切りくず 穴入口 外観 すくい面側 マージン側 刃先 刃先2 日立 15D 16穴 0.04 日立 30D 5穴 折損 0.03

５穴折損

日立 30D 16穴 0.02 不二 越 20D 16穴 0.02

未測定

切りくず詰まり

８、考察３：刃先の観察評価

１、加工後の刃先

27/

日立15、30WHMB0100

16穴、15Ｄ、送り0.04㎜/min

7.0Mpa

＜外観結果＞

大きな損傷なし

16穴、30Ｄ、送り0.02㎜/min

８、狙い：高圧クーラントによる生産性向上

28/

工具 ﾒｰｶｰ ドリル仕様 周速 （m/rev） 送り量 （mm/rev） ステップフィード 有無 クーラント 圧 （Mpa） 加工 本数 生産性 （予測） 日立 15WHMB0100-TH ① 推奨条件 30.0 0.02 有（1.5Mpa以下） _0.7 実験条件 30.0 0.02～0.04 無 0.7～7.0 16 2倍 30WHMB0100-TH ② 推奨条件 30.0 0.02 有（1.5Mpa以下） _0.7 実験条件 30.0 0.02～0.03 無 0.7～7.0 16 1.5倍 不二越 AQDEXOH15D0100 ③ 推奨条件 25.0 0.01 有（1.5Mpa以下） _0.7 実験条件 30.0 0.02 無 0.7～7.0 16 2.0倍 AQDEXOH20D0100 ④ 推奨条件 20.0 0.01 有（1.5Mpa以下） _0.7 実験条件 30.0 0.02 無 0.7～7.0 16 2.0倍

・予測：

生産性２倍

、周速：30m/min、16本穴あけ評価（切りくず、刃先写真比較）

８、考察４：推奨条件との生産性比較実績

29/

工具 ﾒｰｶｰ ドリル仕様 周速 （m/rev） 送り量 （mm/rev） ステップ フィード 有無 クーラント 圧（Mpa） ステップ時 間（sec） 加工時間 （sec/本） 生産性 予測（倍） １ 日立 15WHMB0100-TH 30.0 0.02 有 0.7 1Ｄ 11.53 推奨条件 30.0 0.02 無 7.0 - 4.18 2.75 実験条件 30.0 0.04 無 7.0 無 （2.09） △5.5 30WHMB0100-TH 推奨条件 30.0 0.02 無 0.7 1Ｄ （34.59） 実験条件 30.0 0.03 無 7.0 - （8.36） ×（4.1） 実験条件 _{30.0 0.02 無 7.0 無 （12.54） （2.75倍）} ２ 不二 越 AQDEXOH15D0100 推奨条件 25.0 0.01 無 0.7 0.1～0.5Ｄ _（10.3） 実験条件 30.0 0.02 無 7.0 無 （3.75） （2.75） AQDEXOH20D0100 推奨条件 20.0 0.01 無 0.7 0.1～0.5Ｄ _20.6 実験条件 30.0 0.02 無 7.0 無 7.5 2.75 実績 折損/5本

・実績：ステップフィード無：11.53sec/有→4.18sec/無、10㎜当り ⇒

生産性：

2.75倍

Ａ実験 Ｂ実験 Ｃ実験

８、考察４：日立 送り量2～3倍・Ａ、Ｂ実験

①１６穴加工ＯＫ

②切りくずも同等の大きさ

③切りくずの排出

30/

0.02㎜/rev

0.04㎜/rev

①切りくず詰りが確認出来た

②更に穴あけすると折損の可能性有

③穴入口にバリを確認、穴径拡大の

懸念あり

15D：◎

15D：△

評価：

30Ｄ：折損×

0.03㎜/rev

ドリル仕様 周速 （m/rev） 送り量 （mm/rev） ステップ フィード クーラント圧 （Mpa） 生産性 （予測） 日 推奨条件 30.0 0.02 有（1D） 1.5以下 立 実験推奨条件 30.0 0.02 無 7.0 2.75倍

８、考察４-1：日立30Ｄ 送り量0.02㎜/rev

①１６穴加工ＯＫ

②切りくずは微細化する

③切りくずの排出は改善する

31/

送り0.02㎜/rev 7.0Mpa ノンステップ加工

①刃先の損傷無し

・長い工具寿命が

見込める

②穴の断面形状

・曲り無し

③ネジレ溝

・高圧で切りくずが

分断している

◎

評価：

速度：30m/ｍｉｎ

８、考察４-2：不二越20Ｄ 送り量0.02㎜/rev

①１６穴加工ＯＫ

②切りくずは微細化する

③穴加工

32

送り0.02㎜/rev 7.0Mpa ノンステップ加工

①刃先の損傷無し

・長い工具寿命が

見込める

②穴の断面形状

・曲り無し

③安全性について

・1/2本が折損した

信頼性がやや低い

◎

評価：

速度：30m/ｍｉｎ

９、成果1：生産性向上・推奨条件比

33/

・

生産性評価

周速：30m/min、16本穴あけ評価（切りくず、刃先写真比較）

①高圧クーラント効果：7Mpaの圧力で切りくずの微細化、詰り防止が可能

②ステップフィード無しで穴あけ可能—生産性効果：2.75倍

実験により明らかになった。

メーカー ドリル仕様 周速 （m/rev） 送り量 （mm/rev） ステップフィード クーラント圧 （Mpa） 生産性 （予測）

日立：15、30D

ﾒｰｶｰ推奨条件 30.0 0.02 有（1D） _1.5以下

WHMB0100-TH

実験推奨条件 30.0 0.02 無 7.0 2.75倍 メーカー ドリル仕様 周速 （m/rev） 送り量 （mm/rev） ステップフィード クーラント圧 （Mpa） 生産性 （予測）

不二越：15、20D

ﾒｰｶｰ推奨条件 30.0 0.01 有（0.1～0.5D） _1.5以下 AQDEXOH20D0100 実験推奨条件 30.0 0.02 無 7.0 2.75倍

・工具メーカー比較

①不二越 20Ｄ 30m/min 送り0.02㎜/rev ノンステップ加工で1本目折損

２本目は支障なく穴あけが出来た

→１/２本の折損を踏まえると、日立ツールに優位性があると考えられる。

ダブルマージン構造による工具剛性及び直進性が高いことが影響している

９、成果２：高圧クーラント効果と切りくず

１、日立ドリルの信頼性について

34/

日立15WHMB0100

・速度：30m/min

0.7

Mpa

7.0

Mpa

送り0.02㎜/rev

ステップフィード無

送り0.04㎜/rev

ステップフィード無

送り0.02㎜/rev

ステップフィード無

ダブルマージン

オイルホール大

切りくずの状態

・送り量：0.02→0.04㎜/revと2倍にＵＰした場合

⇒クーラント圧7.0Mpaで0.7Mpaと同等の切りくず長さを実現

30Ｄ：折損×

0.03㎜/rev

＊不二越20Dで折損を踏まえると、三菱日立ツールのドリルに優位性あり

工具の剛性

直進安定性

が高い

より高圧クーラントにも対応可能？

15D条件

９、標準化：高圧クーラントの導入に向けて

①クーラント効果：切りくず

35/

0.02㎜/rev

0.04㎜/rev

15D：△～○

評価：

30Ｄ：折損×

0.03㎜/rev

0.7Mpa-0.02㎜/rev

高圧クーラント7.0Mpa

15D：×

15D：◎

＜例１＞ クーラント圧：

7.0Mpa⇒15Mpa

切りくずの状態予測

：③⇒② に細かくなる？

高圧クーラント化に向けて：＜生産性向上＞

１

２

３

周速 （m/rev） 送り量 （mm/rev） ステップ フィード クーラント圧 （Mpa） 切りくず予測 日 _{実績 30.0 0.04 無 7.0 ③} 立 _{予測 30.0 0.04 無 15.0 ②}

生産性向上・求められる品質を踏まえ重要な設備仕様・選択項目の一つ！

１０、受託契約/高専・大学連携について

36/

H27年度

H28年度

H29年度

津山高専

機械工学科

萩野助教

九州大学

名誉教授

鬼鞍先生

東京大学

生産技術

研究所

千葉実験所

臼杵研究室

萩野特任助教

H27/10月～H28/2月末

H28/6月～H29/2月末

H29/6月～H29/8月末

新規契約

H29/10月～H30/2月末

H29/8月末中止

6/16～6/17

指導及び現場視察・ガンドリル工法

「小径深穴加工のポイント」

H29/9月移籍

＊臼杵研究室：萩野博士（工学）との受託契約により継続支援頂く！

１１、設備仕様

37/

使用機械

マシニングセンタ

1

_{メーカ—名}

_{Ｍａｚａｋ}

2

_型式

_{INTEGREX ｊ-200}

3

_{主軸電動機（kw）}

_{主軸Ac7.5kw ミル主軸Ac5.5kw}

4

_{主軸回転数（最高min-1）}

_{主軸5000rpm ミル主軸12000rpm}

5

_{主軸端（呼び番号）}

_{JIS Ａｚ-6“}

6

_{軸受内径（ｍｍ）}

_Φ110㎜

7

_{チャック径}

_{８インチ 油圧チャック}

8

_{スピンドルスルークーラント（Ｍｐａ）}

_0.7～7.0Mpa

9

_{切削液の種類}

_{電解水希釈水溶性}

10

各軸移動量（ｍｍ）

X軸450㎜ Y軸200㎜（±100㎜）

Z軸1066㎜ B軸-30°～190°C軸360°

11

早送り速度（ｍｍ/ｍｉｎ）

Ｘ、Y、Z軸40000㎜/min W軸8000㎜/min

C軸555rpm