【ウェビナー資料】トクピ製作所_20210210

【会社概要】 ■ 企業名 株式会社トクピ製作所 COMPANY PROFILE 『刃先冷却と ■ 創業 平成19年 株式会社トクピ製作所■ 本社所在地 ⼤阪府⼋尾市⼤⽵３丁⽬１６７番地 ■ 資本⾦ 1,000万円 切りくず分断の効果』 ■ 代表者 代表取締役 森合主税 ■ 売上⾦ 約 6億 2千万円 202001 ■ 従業員 35名 ■ ＵＲＬ http://www.tokupi.co.jp/ Effect of New cutting edge cooling and Chip breaking ■ 主な取扱商品 ①⾼圧プランジャーポンプ ②ユニット製品 【沿 ⾰】 1967年 株式会社特殊ピストン製作所 創業 プランジャーポンプや⾼圧⽤ポンプ部品の開発販売からスタート 1984年 国内初となるセラミック仕様の⼯業⽤プランジャーポンプを開発 2007年 株式会社トクピ製作所再スタート 2009年 ⾼圧クーラントユニット『HIPRECO』発表 2010年 ミスト装置『ハイ-ミスト』発表 2012年 ⾼圧クーラントユニット『HIPRECO』Sシリーズ発表 2013年 超⼩型⾼圧ポンプ『AGM1001』発表 2015年 『⼤阪ものづくり優良企業賞2014』を受賞 2016年 次世代型 空気清浄式加湿器『ピュアモイス』発表 Ver. 20210210 2017年 三⽅⾼圧切替弁『３ポートバルブ』発表 株式会社トクピ製作所 2017年 公益社団法⼈精密⼯学会 第⼀回ものづくり賞『最優秀賞』受賞2019年 ⽇本発明振興協会 第44回発明⼤賞 発明功労賞受賞 2019年 公益社団法⼈精密⼯学会 第三回ものづくり賞受賞 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. 主要事業 ユニット（超高圧クーラント）期待市場 ポンプ製品 ⾃動⾞メーカー 油井管メーカー 難削材加⼯市場へ期待 ⾼圧プランジャーポンプ(~10MPa) ⼩型⾼圧ポンプ 超⾼圧プランジャーポンプ (~６MPa) (~30MPa) その他製品 ユニット製品 ⾼圧プランジャーポンプ の技術を⼟台に、その他ポンプ周 辺製品・ユニット製品を開発、製 造。 航空機業界 ⽣体⽤⾦属 調圧弁 スマート型 メーカー 超⾼圧クーラント 超⾼圧クーラント ２ポートバルブ 『U-HIPRECO』 『S-HIPRECO』 ３ポートバルブ (~30MPa) (~20MPa) 半導体部品 アキュームレーター メーカー真空ポンプ 参考：Google web site ポンプユニット Image source: General Electric Ver. 20181025 Ver. 20200909 © Copyright Showeet.com

超高圧クーラントユニットの仕組み 工作機械の高圧クーラントポンプ比較 ⼯作機械の⾼圧クーラントポンプ⽐較 超⾼圧〜ろ過も標準で1台に集約 （⾃社製⾼圧ポンプを活⽤） 超高圧 トロコイド ハイドラセル スクリュー QT （流量ポンプ） ピストン スラッジ等異物での消耗品 は主にシールパッキン 異物で互いの金属接触部が摩耗 ( 消耗品交換を意識した構造潤滑性が必要 ) （メンテナンスが容易） TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. - Ver. 20200909 -TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. プランジャーポンプとは 超高圧は、省スペース〜高機能タイプまで エンジン・モーター等の動⼒で、クランク軸の 回転運動を直進運動に変換した、プランジャー の往復動により液体の吸込・吐出を⾏う容積式 の往復ポンプ。 シール機構がシリンダ（ポンプ本体側）に固定 諸元・仕様 されており、往復運動をするプランジャーにつ 7, 10, 14, 20MPa 7, 10, 14, 20, 30MPa いていないのが特⻑。ピストンポンプに⽐べて ⾼圧移送に適している。 25L～17L 25L～45L 弊社では⾼圧プランジャーポンプの消耗品であ 3.7-7.5kW 2.2-18.5kW るシールパッキンの交換が容易な構造が特徴 トクピ製作所では、この⾼圧プランジャーポンプと その技術を⼟台に、様々な圧⼒のプランジャーポンプや その他ユニット製品を開発、製造。 ～６MPa ～１０MPa ～３０MPa 占有床面積 占有床面積 W900×L700 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. W1400×L770～W1800×L110-0 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com

切りくず課題 (徳永塾より) 金属加工での従来クーラントの現状 加⼯業界における従来のクーラントの現状 ※切くずの巻き付きイメージ by Google web site ＜課題１＞ ＜課題２＞ ＜課題３＞ 切くずの可動部障害 刃先のクーラント冷却不⾜ 切くずの巻き付き →⾃動化の妨げ →⼯具摩耗が激しい →加⼯⾯に傷 切りくずがかさばり すぐに一杯になる切 屑ＢＯＸの入替回数 が多い 切削加⼯の⻑年の課題 Ver. 20191224 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. - Ver. 20180301 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. ノズル付き工具で近傍点からクーラントアタック 旋盤加工 Ver. 20201113 Ver. 20180206 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. - © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com

TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. - Ver. 20210210 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. - 超高圧クーラントコンセプト 高圧クーラント用ノズル付き工具 ⼯具で切りくず制御 超⾼圧で切りくず分断 超⾼圧クーラントでの刃先 クーラント流し 刃先冷却 アプローチには重要 - Ver. 20201113 © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com

ノズル径と圧力・流量関係表 想定される切りくず分断メカニズム 大学共同研究 切りくず表面に生じる歪み＞切りくず材質の破断歪み ＝切りくず分断条件 切削シミュレーションでの切りくず出方確認 （Advanced Edge） Ver. 20200114 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. - TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. - Impact load and pressure and flow 東京大学帯川 20MPa超高圧クーラント膜沸騰 刃先冷却 □ 膜沸騰領域が邪魔してクーラントが刃先に到達しない □ 刃先への真の冷却効果が無かったと考えられる 膜沸騰領域の実態 •焦げ跡の位置から⼤きさは推測可能 ⽮印部分の⻑さで膜沸騰領域 の⼤きさを評価 [μm 圧力を上げる事での改善 n SUS304での実験結果 n 圧力と膜沸騰領域の大きさは反比例 （圧力増で膜沸騰領域は減少する） 衝撃荷重を大きくしても、水量を同様に必要 圧力を上げる事で刃先冷却性改善 MPa としない事がわかる Ver. 20181025 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. - 東京大学 CMI生産技術 名誉教授帯川利之 松本航、林遵、トクピ製作所 森合主税 © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com

超⾼圧クーラントのすくい摩耗影響 SUS304 逃げ面ノズル付工具 【高圧クーラントのクレータ摩耗抑制効果】 B A 破損 Cutting edge Crater wear B Rake face 50 μm A Flank face 三次元プロファイル測定例 各クーラント圧力におけるクレータ摩耗 l 切削条件クーラント供給圧力の上昇にともない，クレータ摩耗が抑制 パターンA パターンB 周速を極端にあげる＝高能率加工をap(mm) 1.0 目指す事が、超高圧クーラント本来 f(mm/rev) 0.2 大阪大学工学部 杉原達哉 Vc(m/min) 120 240 の能力を引き出す事になる pass(回) 30(φ40) TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. Ver. 20181025 切削距離(m) 3422.4 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. 航空機素材 切削事例① 航空機素材 切削事例⑥ 航空機素材 切削事例③ 材質：Ti-6AI-4V材 材質：INCONEL718 PCLNL 2525M-12HP 外形加⼯ CNMG 120408-SM1105VC 40m/min f 0.2mm/rev AP 2mm 1 MPa 14MPa 7 MPa 15MPa TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. 10 μm

航空機素材 切削事例⑦ 自動車構成材 切削事例① 航空機素材 切削事例② 周速を上げる事で 生産率向上 材質：HTSS材 （工具消耗は同じ） Vc : 374mm/min fn : 0.2mm/rev ap : 1.3mm A25T-PCLNR 12HP CNMG120408-UR JC325V 7 MPa 14MPa 20MPa CNMG 120408-SM1105 切削時間15min後の状態 産学研究 熱伝導性が低い難削材の旋削加工には、 超高圧クーラントでの工具摩耗軽減がある 事が確認できた。 Ver. 20181025 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. Ver. 20180313 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. 自動車構成材 切削事例② 自動車構成材 切削事例③ 航空機素材 切削事例② ボールジョイント加工 Vc=200 切りくず改善例 f=0.2mm/rev ap=0.5mm 低圧 14MPa 15MPa torque converter 7MPa 3MPa TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. Ver. 20180908 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD.

半導体純銅 切削事例 低炭素鋼 加工事例 Grooving 低炭素鋼 Low-carbon 加工条件： 低圧 → ⾼圧 Vc：250m/min ｆ：0.08mm/rev 7MPa 15MPa 20MPa TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. 小径深穴加工における共通の悩み ノンステップで加工するために 1. 切屑の排出性が悪く、ステップ加工が必要となり、加工時間が長い １．オイルホール付きドリルであること。 工具材料自体の剛性が求められるため、超微粒子超硬合金が必要である。 ①あらかじめ設定されたステッ 更には、食い付きを良くしたＸシンニング形状や切屑の流れを良くした プパターンを繰り返す方法と、 ②切削抵抗を検出して、自動的 溝形状などその特性要素は多い。 にステップバックさせる方法が ある ２．クーラント圧力は一般的には８MPaが高圧と言われているが、より排出 性や刃先の耐溶着性を考慮し、超高圧【14〜20MPa】を使用した小径 2. 再研削されたドリルと新品のドリルの工具寿命差が大きい 深穴加工とした。 食付き部である、チゼルエッジの再現性がバラツキが大きい ３．設備については、加工条件を幅広く選択できる仕様であること。 特に、送り量（mm/回転）を高めること、ドリルの回転数（切削速度） を高めるものであること。 3. 加工点を冷却させることが難しく、摩擦による発熱が工具摩耗とな り、切削速度を上げることができない TOKUPI TOKUPI -MFG. CO.,LTD. TOKUPI TOKUPI -MFG. CO.,LTD. © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com

MC＆超高圧クーラントを使った加工事例 MC＆超高圧クーラントを使った加工事例 【CASE 1】 Φ5×180L（ﾀﾃ型MC） 【CASE 1】 Φ5×180L（ﾀﾃ型MC） sqh̀ k 0 S n n k 0 MVS-40/D!MVS0500X40S050 DP1020" 'L ` b g hm hm f b d m sd q( S n n k 1 ADO-5D 5-5棆pilot drill棈 trial 1 O qn bdrrhm f bn m c hshn m Tool 1 Tool 2 U b B t sshm f ro d d c m/min 80.1 80.1 m R o hm c kd ro d d c rpm 5100 5100 U e E d d c mm/min 1224 1224 椑q E d d c mm/rev 0.24 0.24 kc B t sshm f kd m f sg mm 180 10 S50C B t sshm f shl d min 0.1 0.01 S b B t sshm f shl d sec 8.8 0.5 S n s` k sec 9.3 C b S n n k C h̀ # 5 5 h o ` rr 1 1 O qd rrt qd 20MPa 20MPa TOKUPI TOKUPI -MFG. CO.,LTD. TOKUPI TOKUPI -MFG. CO.,LTD. 超高圧クーラントを使った加工事例 超高圧クーラントを使った加工事例 【CASE 2】 Φ5×200L（NC旋盤） 【CASE 2】 Φ5×200L（NC旋盤） 等速ジョイント sqh̀ k 0 Tool 1 MVS-40/D"MVS0500X40S050 DP1020# 'k̀ sg d( Tool 3 ADO-5D 5-5棆pilot drill棈 trial 1 O qn bdrrhm f bn m c hshn m Tool 1 Tool 3 U b B t sshm f ro d d c m/min 75.4 75.4 m R o hm c kd ro d d c rpm 4800 4800 U e E d d c mm/min 864 384 椑q E d d c mm/rev 0.18 0.08 kc B t sshm f kd m f sg mm 175 10 B t sshm f shl d min 0.2 0.03 S b B t sshm f shl d sec 12 2 S n s` k sec 14 C b S n n k C h̀ ! 5 5 h O ` rr 1 1 TOKUPI TOKUPI O qd rrt qd 20MPa 20MPa -MFG. CO.,LTD. TOKUPI TOKUPI -MFG. CO.,LTD. 180 q © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com

超高圧クーラントを使った加工事例 超高圧クーラントを使った加工事例 【CASE 3】 Φ1.5貫通穴（NC旋盤） 【CASE 3】 Φ1.5貫通穴（NC旋盤） トンボ加工56秒 φ1.5 72 Vc=28m/min ｆ＝0.02ｍｍ/rev 20Mpa 両端から36ｍｍトンボ加工 ノンステップ加工 sqh̀ k 1 Tool 2 MHS0150L055B VP15TF а峩楾楱榒楝榔 'k̀ sg d( Tool 4 MHS0150L008B VP15TF а峩楾楱榒楝榔 trial 2 トライ２ O qn bdrrhm f bn m c hshn m Tool 2 Tool 4 ｶﾞｲﾄﾞ穴 U b B t sshm f ro d d c m/min 28.3 28.3 m R o hm c kd ro d d c rpm 6000 6000 U e E d d c mm/min 120 120 椑q E d d c mm/rev 0.02 0.02 kc B t sshm f kd m f sg mm 40 10 B t sshm f shl d min 0.3 0.1 S b B t sshm f shl d sec 20 5 S n s` k sec 25 C b S n n k C h̀ ! 1.5 1.5 h O ` rr TOKUPI 1 TOKUPI MFG. CO1- .,LTD. TOKUPI TOKUPI -MFG. CO.,LTD. O qd rrt qd 20MPa 20MPa 14MPa 特許出願中アイテム 超高圧クーラントの周辺機器紹介 特許出願中 Under patent application 超高圧の流路を切替 エアーシリンダ駆動式 New超高圧バルブシリーズ 特許出願中 【２ポートバルブ】 【３ポートバルブ】 ＴＳＶ１５－２R ＴＳＶ３０－３R １０～３０ＭＰa （純水にも使えます） TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. TOKUPI TOKUPI -MFG. CO.,LTD.Ver. 20210210 © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com

旋盤接続一例 旋盤接続一例 『 クシ刃旋盤の場合』 『 クシ刃旋盤の場合』 #1切替え弁 ON #1切替え弁 OFF #2切替弁 OFF #2切替弁 ON #3切替弁 OFF #3切替弁 OFF #2Tool #1Tool TOKUPI TOKUPI -MFG. CO.,LTD. TOKUPI TOKUPI -MFG. CO.,LTD. 旋盤接続一例 参考：世界の水硬度 『 クシ刃旋盤の場合』 #1切替え弁 OFF 硬度 400 350 #2切替弁 OFF 300 250 200 150 #3切替弁 ON 100 50 #2Tool 0 日本 中国 アメリカ イギリス フランス ドイツ スペイン 韓国 イタリア ベトナム インド TOKUPI TOKUPI -MFG. CO.,LTD. Ver. 20180314 TOKUPI TOKUPI MFG. CO.,LTD. © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com © Copyright Showeet.com