製造業の現場では、大型リング形状の部品が多くの産業で活用されています。特に外径Φ960mmに達するようなサイズは、工作機械やエネルギープラント、輸送機器、発電設備などにおいて必要不可欠な構造部材です。こうした大型部品の加工においては、単なる切削技術だけでなく、CNC縦型複合研削盤CVG-13のような最新鋭設備を駆使した研削技術が求められます。

さらに、今回の対象ワークは鋳物であり、しかも薄肉構造を持つため、変形やびびり振動、残留応力の開放といった課題が複雑に絡み合います。そのため、安定して高精度な仕上げを行うには、経験豊富な技術者と最適な設備の両立が不可欠です。

1. 大型リングΦ960の特徴と難しさ

本加工対象は外径Φ960mmの大型リングで、母材には鋳物が使用されています。鋳物は耐振動性や寸法安定性に優れますが、一方で鋳巣や気泡のリスク、加工硬化のしやすさなどが課題です。さらにこの部品は薄肉構造であるため、以下の難点を抱えています。

・加工時にクランプ力や切削力で変形が発生しやすい
・びびり振動が生じ、仕上げ面粗さが悪化しやすい
・内部の残留応力が解放されることで、仕上げ後に寸法が狂うリスクがある
・外径が大きいため、通常の旋盤やフライス盤では加工領域や剛性が不足する

こうした理由から、大型で薄肉の鋳物リングは「加工が難しい部品」の代表例として挙げられるのです。

2. CNC縦型複合研削盤CVG-13の導入効果

この難題を解決するために活用されるのが、CNC縦型複合研削盤CVG-13です。CVG-13は、太陽工機が誇る大型研削盤であり、旋削・フライス・研削といった複合加工を一台で実現します。

CVG-13の主な特徴

・縦型構造：重力方向に芯が安定し、大型リングでも変形や芯ブレを抑制
・複合機能：旋削加工・穴あけ・端面加工・内外径研削を1台で集約可能
・大径ワーク対応：Φ960クラスの大型リングを治具レスまたは最小限の治具で安定保持
・高精度制御：CNC制御により、μm単位の真円度・円筒度を確保

従来であれば、旋盤で荒加工を行い、その後に平面研削盤や円筒研削盤へと工程を移す必要がありました。しかしCVG-13では、工程集約によって「高精度」「短納期」「安定品質」を同時に実現できるのです。

3. 薄肉鋳物リング加工の工夫

Φ960の薄肉鋳物をCVG-13で加工する際には、以下の工夫が不可欠です。

1.専用治具の開発
　ワークを均等に保持するリング状の治具を使用し、クランプによる変形を最小限に抑える。

2.段階的な加工
　荒加工と仕上げ加工を分け、さらに中間で応力除去を挟むことで寸法安定性を確保。

3.びびり対策
　主軸剛性を最大限に活用し、さらに回転数や送り条件を最適化することで表面粗さの劣化を防止。

4.研削仕上げの活用
　旋削やフライスでの切削後、最終的にCVG-13による内外径研削を行うことで、Ra0.2以下の面粗さを安定して実現。

5.工具摩耗対策
　鋳物特有の摩耗を想定し、耐摩耗性に優れるCBNホイールやダイヤモンド工具を併用。

4. 加工現場での流れ

写真の現場でも、作業者がCVG-13を操作しながら大型リングΦ960を加工している様子が確認できます。

1.段取り作業：作業者が治具とワークの位置を確認し、位置決めを行う
2.荒加工：余肉を効率よく除去し、歪みを抑制
3.中間測定：CNC制御と測定機能で、真円度や歪みを随時確認
4.仕上げ加工：びびりを抑えつつ、外径・内径・端面を高精度に仕上げる
5.研削工程：最終工程として複合研削を行い、要求仕様に適合する精度を確保

この一連の流れを一台のCVG-13で完結できる点が、従来工法との大きな違いです。

5. 応用分野とメリット

Φ960の大型薄肉リングは、以下のような分野で使用されます。

・風力発電用ベアリング部材
・産業機械のギアリング
・タービンケーシングやエネルギー機器
・船舶・鉄道向けの回転構造体
・プレス金型部品

CVG-13による加工では、これらの分野において以下のメリットを提供します。

・高精度化：真円度・平行度をμm単位で保証
・短納期化：工程集約によるリードタイム削減
・安定品質：鋳物特有のばらつきや薄肉変形を抑制
・コスト削減：段取り回数を減らし、工具寿命を延ばす

6. 今後の展望

近年、製造業では「大型化」「軽量化」「高精度化」のニーズが一層高まっています。特に薄肉の大型鋳物リングは、軽量化を実現しつつ強度を確保できるため、今後ますます需要が増加するでしょう。

その中で、CNC縦型複合研削盤CVG-13のような高性能設備は、工程集約と高精度を両立できる強力な武器となります。さらに将来的には、AIによる加工条件の自動最適化やIoTによるリアルタイム監視と組み合わせることで、より一層の品質安定と効率化が進むと予想されます。

まとめ

今回紹介した写真は、大型リングΦ960 鋳物 薄肉部品を、CNC縦型複合研削盤CVG-13で加工している現場の様子です。

鋳物の難加工性、薄肉による変形リスク、Φ960という大径サイズなど、多くの課題を克服するためには、最新設備と職人の技術が不可欠です。CVG-13はその答えとして、旋削から研削までを一台で完結させ、安定した高精度と短納期を実現しています。

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