ドイツの農業機器サプライヤー×honscn精度：5軸CNC加工固定トラクターフロントモータープーリーギアのホールアライメント
顧客について：ドイツの農業機械業界で信頼されているブランド
ドイツのバイエルン州に拠点を置く当社のお客様は、80年にわたり農業機械を製造しています。特に泥だらけの畑や急な坂道といった過酷な環境にも耐えうる、頑丈で信頼性の高いトラクター部品でヨーロッパ中に知られています。同社のフロントモータープーリーシステムは製品ラインの重要な一部であり、西ヨーロッパの高級トラクターの30%以上がこのシステムを採用しています。
このプロジェクトは、トラクターのフロントモータープーリーにある重要なギアに焦点を当てたものです。このギアはエンジンからプーリーに動力を伝達する部品であるため、継続的な高負荷使用に耐えられるだけの強度が必要です。顧客は以下の要件を満たす必要がありました。
- 最大800MPaの力に耐える（これは、指定材料である42CrMo5鋼の強度である）。
- 側面の2つの小さな穴の位置を、希望の位置から0.03mm以内の誤差で正確に保ってください。
- 極寒（-40℃）でも高温（80℃）でも、現場での信頼性の高い動作を実現します。
私たちが直面する問題：複雑な穴と図の混乱
（１）穴の位置合わせの問題
ギアの側面に2つの穴が開いていることが重要です。お客様の仕様は以下のとおりです。
- 1つの穴（仮に穴Aと呼ぼう）は、2本の歯の間の隙間に正確に位置づける必要がある。
- もう一方の穴（B）は、歯の先端と完全に位置合わせする必要があります。
しかし、私たちのチームが図面を精査したところ、何かがおかしいことに気づきました。寸法通りに正確に穴を開けると、0.2ミリメートルずれてしまうのです。0.2ミリメートルは小さな値に聞こえるかもしれませんが、これは穴Aが歯の根元に重なり、穴Bが歯の先端を外れてしまうことを意味します。つまり、プーリーとモーターの接続方法に明らかに問題が生じるのです。
（２）硬鋼を使用する
42CrMo5鋼は強度が高いため、このタイプのギアに最適ですが、加工が難しいという難点があります。このような精密な穴を開けるには、次のような問題に直面することが予想されました。
- この工具は摩耗が早く、軟らかい金属を穴あけする場合よりも60%速く摩耗する。
- 穴の内側の縁が粗いため、時間の経過とともにギアに亀裂が生じる可能性があります。
- 歯の近くをドリルで削ると、（特殊処理を施した）歯の硬化表面が欠けることがあります。
この問題を解決する方法：スマートリペアと精密加工
（１）まず図面を修正する
穴の位置ずれに気付いた時点で、私たちはすぐに対応しました。当社のエンジニアは：
- ギアの3Dモデルを作成して、穴の位置を確認する。
- 図面にわずかな角度の誤りを見つけました（70°ではなく72°であるべきです）。
- 仕様書を書き直してクライアントに送付したところ、クライアントは1日以内に変更を承認してくれたので、時間を無駄にせずに済みました。
（２）5軸CNCを使用して正確な加工を実現する
すべての部品が正確に位置合わせされるように、5軸CNC加工機（DMG MORI DMU 50、超高精度）を使用しました。具体的な作業内容は以下のとおりです。
まず、鋼材を準備します。
- 金属を加熱・冷却する（焼きならしと呼ばれる工程）ことで、金属の均一性を確保します。つまり、穴あけ加工に影響を与える可能性のある軟らかい部分や硬い部分がないようにするのです。
次に、穴について：
- 段階的に穴を開けました。まず小さな下穴を開け、次に少し大きめの穴を開け、最後に縁を滑らかにするためにもう一度穴を開けました（後で割れないようにするため）。
- 鋼材の過熱を防ぐため、穴あけ速度は適度な速度（荒削り時は1,200rpm、仕上げ削り時は800rpm）に維持してください。
- 作業中にギアに傷がつかないように、柔らかいパッド付きの専用クランプを使ってギアを固定してください。
最後に、すべてを確認しました。
- 穴の位置は、ツァイス社製の精密機器を用いて測定し、0.005 mmの精度を確保しています。
その後の展開：素晴らしい成果と満足した顧客
（１）当該機器は全ての要件を満たしている
| 私たちがテストしたもの | 顧客が必要としているもの | 私たちが提供したもの | どれくらい良いですか？ |
|---|---|---|---|
| 穴の位置 | 目標から0.03mm以内 | 0.015 mm以内 | 精度が2倍 |
| B穴の位置合わせ | 歯先が0.1mm以内 | 0.05 mm以内 | 精度が2倍 |
| 穴の縁の滑らかさ | Ra≤1.6μm | Ra≤1.2μm | 25%滑らか |
| サンプル製作時間 | 15日間 | 8日間 | 完了速度が47%向上した |
（２）顧客は何と言いましたか？
同社の生産マネージャー、マルクス・シュミット氏は次のように述べています。「図面に誤りがあるのを見て不安になりましたが、Honscn社は迅速に対応してくれました。ギアは当社のプーリーに完璧に適合し、300時間連続テストしても全く問題ありませんでした。しかも、サンプルは予想よりも数週間早く届けてくれました。」
最初の500個のギアを注文した後、彼らはさらに2000個の追加注文をしました。現在、彼らは次期トラクターモデル用の軽量ギアの製造など、新たなプロジェクトについて当社と交渉中です。
これが農業機械にとって重要な理由
このプロジェクトは、当社が農業機械メーカーの部品製造をどのように支援しているかを示すものです。トラクターのプーリーのように毎日酷使されるギアにとって、精度は非常に重要です。図面の誤りを修正する場合でも、5軸加工機を使用して複雑な穴を開ける場合でも、当社は部品の耐久性、精度、信頼性を確保し、現場での使用に備えます。