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プロジェクトの基本情報

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2019年3月18日更新

サブミクロンの加工を切削で!

高広工業株式会社

プロジェクト名 高硬度材料の超精密切削加工技術の開発-研削レスの実現-
対象となる川下分野 自動車、航空機、エネルギー、産業機械
川下企業におけるニーズの対応 高機能化(精度・性能の向上など)
高耐久性(耐熱性、耐食性、耐摩耗性の向上など)
効率化(生産性・作業性の向上など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
上記ニーズに対する具体的な数値 【高機能】精密サーボモーターの部品精度確保(真円度・直角度:0.5μm)
【効率化】精密仕上時間1/5に(研削から切削へのリプレース効果)
事業化状況 実用化済み(完成はしているが販売実績はなし)
対象としている素材 鉄鋼焼入鋼(浸炭鋼、軸受鋼)、ステンレス焼入鋼

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
半導体製造や工作機械に使われるサーボモーターは、位置決め高度化の要望から高速化高精度化が求められる。このため部品は研削加工されるが、研削は加工時間が長く、またミクロンレベルになるとドレス(目立て)のため寸法精度が安定しない。今回レーザーによる微細成形刃具と超防振工具保持が可能な切削機を開発し、切削で研削以上の精度を目指す。自動車部品にも展開しグリーン工程(切粉回収)と加工コスト1/2を実現する。
研究開発のポイント
研究開発のポイントは切削工具の開発とその保持方法である。切削工具は切れ味と剛性(欠けない)を両立すること、工具保持は振動しないことが必要である。前者は刃先を3次元形状に成形することで切れ味と剛性の両立に成功し、この形状をレーザー加工することにより刃先を1μm以下のシャープエッジにすることに成功し切れ味をさらに向上させた。後者は刃物台の移動部に予圧を付加できるローラーギヤ方式を採用することで振動を極小化することができた。
研究開発の具体的な成果
開発した切削工具、刃具保持機構を使用することで、各種高硬度材(焼入鋼、軸受鋼、浸炭鋼切削)で研削と同等以上の精度(面粗度、形状精度)に仕上げることに成功した。開発技術を精密サーボモーター(軸受部は静圧空気軸受)の部品に適用し、サブミクロンの要求仕様(真円度0.2μm、直角度0.5μm)を満足した。この部品を使用したサーボモーターの回転振れ精度は同期成分で1.3μm、非同期成分で9nm(ナノメーター)を達成し、現状以上の性能を達成した。
利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
マシニングセンターで使用されるNC円テーブルは、高精度、高速性が求められており、ローラーギヤ式の精密駆動機構が注目されている。この機構はカム(駆動部)、タレット部(従動部)、ローラー(伝達部)からなり、特にローラーは真円度、同軸度が求められる。このため研削加工で仕上げられているがこの部品に適用できれば、コスト低減と精度向上が期待できる。これにより商品力が向上し、世界で販売数を伸ばすことができる。
また自動車の燃料噴射部品では高精度の真円度、面粗度が必要であり、研削加工で仕上げられている。この部分にも適用すればコスト低減と精度向上が期待できる。

事業化への取り組み

知財・広報活動 名古屋工業大学、あいち産業科学技術総合センターから学会発表2~3回/年。
知の拠点 次世代環境対応ナノ加工プロジェクトのテーマとして
インターモールド展等に出展。
今後の見通し ローラーギヤを用いたNC円テーブルは工作機業界でバックラッシュのない位置決め装置として注目されている。この製品に本技術が適用できれば品質とコストが両立され、競争力の強い商品となる。
弊社の専門分野でもあることから、まずはこの製品の実用化、商品化に力を入れる。
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
精密サーボモーターは製品として目標を達成だしたが、ハードディスクの生産量低迷により、注文が激減した。技術確立はできたのだが市場低迷により成果を十分に展開できない。
精密減速機については、部品加工は完成したが組立品としての評価が実施できなかった。よって補完研究でこれを進める。
自動車部品では数個であれば寸法精度を維持できるが、刃先の摩耗が大きく量産技術にするには摩耗低減の技術が必要である。潤滑剤や表面コートなどの技術と組合せて対応策を検討する。

研究開発の体制

事業管理機関 (公財)名古屋産業科学研究所
法認定事業者 高広工業株式会社
研究実施機関 ㈱オー・ケー・シー、名古屋工業大学、あいち産業科学技術総合センター
アドバイザー ㈱ジェイテクト、新明和工業㈱、㈱デンソー

PRコメント

昭和11年(1936年)創業以来、一貫して研磨で精度を追求してきました。現在も切削、熱処理、研削、組立、検査を社内ですべてこなす一気通貫可能な会社として顧客に製品とサービスを提供しています。そんな弊社が研削からの脱皮を試みています。研削を切削にリプレースすることで生産性を飛躍的に向上させ、精度は研削と同等以上を達成する。これを目標にサポイン事業に取り組みました。工具研削の㈱オー・ケー・シー様のご協力と、名古屋工業大学、あいち産業科学技術総合センターの指導のおかげでそのリプレースを実現することができました。これからはその実用化、事業化です。幸い自社商品としてのNC円テーブルに適用可能なことがわかりました。この早期商品化に全力で取り組んでいます。
同時に本技術を利用したい事業者にも技術供与する準備はありますので、お気軽にお声掛けください。

企業情報

社名 高広工業株式会社
(法人番号:8180001014833)
所在地 〒457-0078 名古屋市南区塩屋町6-1
電話番号 052-811-3116
社員数 75名 (男性  70名、女性  5名)
資本金 9,270万円
業種 その他の製造業
事業内容 精密間欠割出装置(ソアラーデックス)製造・販売
精密部品加工
URL http://www.takahiro.co.jp
保有する生産設備と
スペック
旋盤(超精密旋盤含む) 11台(φ400×1000まで)
マシニングセンター   14台(□1000まで)
研削盤         32台(φ800まで、長さ1000まで)
生産拠点エリア 国内 所在地:愛知県名古屋市
海外生産対応 不可
主要な取引先 IHI、ヤマザキマザック、パナソニック、TDK、デンソー
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
総務部

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