自動車ホイールハブユニットのHRC62硬旋削：CBNインサートで工具寿命と量産安定性を向上

自動車ホイールハブユニットの軌道は、軸受寿命や走行時の安定性に関わる重要な精密加工部位です。65Mn材をHRC62まで熱処理した後の仕上げ工程では、微小な加工代でも表面状態、寸法のばらつき、工具交換による生産タクトへの影響を慎重に管理する必要があります。

Henan UHD Ultrahard Tools Co., Ltd（UHD）は、この小切込み硬旋削用途に対し、CBNインサートUPN306C05（VNGA160408）を適用しました。実加工ラインでの検証では、既存の加工タクトを維持しながら、工具寿命と連続加工時の安定性の向上を確認しています。

加工対象と量産工程における課題

本事例の対象は、自動車用ホイールハブユニットの軌道部です。焼入れ後の65Mn材は高い耐摩耗性を持つ一方、仕上げ加工では工具の切れ刃状態や加工の再現性が品質に直接影響します。特に自動化ラインでは、単品の良否だけでなく、長時間連続運転における一貫性が重要です。

適用したCBNインサートと加工条件

UHDは、連続切削による小切込み仕上げの条件に合わせ、UPN306C05グレードのCBNインサートを選定しました。対象工程では、硬旋削によって研削工程への依存を抑えつつ、加工効率と仕上げ安定性の両立を目指しています。

※切削条件は本事例で検証した条件です。実際の適用時は、工作機械の剛性、ワーク形状、保持方法、要求品質などに応じて調整してください。

同一タクトで確認した工具寿命の比較

同一の加工パラメータで、比較対象の欧州ブランドCBN工具と工具寿命を比較しました。加工効率は両者とも52秒／個であり、タクトを変えずに評価しています。

本検証では、同じ52秒／個のタクトを維持したまま、UPN306C05は100個／刃から130個／刃へと工具寿命を向上させました。これは比較条件下で 約30％の寿命向上に相当します。

量産ラインにもたらす実用的な価値

類似する焼入れ鋼仕上げ加工での選定視点

軸受、ギヤ、伝動部品などの焼入れ鋼精加工では、材料硬度だけで工具を判断するのではなく、加工代、切削の連続性、ワーク保持、表面粗さ・寸法要求、目標タクトを総合的に確認することが重要です。

• 小切込みの仕上げ加工では、切れ刃の安定性と工具ごとの再現性を重視する。
• 自動化ラインでは、工具寿命だけでなく、交換頻度が生産の安定性に与える影響を評価する。
• 既存設備・既存タクトを維持したまま改善を図る場合は、実加工条件に基づく段階的な検証を行う。
• 標準仕様で適合しない場合は、インサート形状、刃先処理、グレードを含めた工具仕様の協調設計を検討する。

UHDは、CBN・PCD超硬切削工具と非標準工具のカスタム対応を通じて、精密金属切削の条件に応じた工具選定を支援しています。ホイールハブユニットをはじめとする高硬度材の連続仕上げ加工では、ワーク情報、現行工具、加工条件、品質目標をもとに、実用的なCBNインサート仕様と導入方向をご提案します。