乗用車のブレーキシステムにおいて、ブレーキディスクは主要な摩擦部品として機能し、その両面の平行度、端面振れおよび摩擦面の粗さは、ブレーキ応答速度と走行安全性を直接的に左右します（国家標準GB/T 34872-2017では、ブレーキディスクの両面平行度を≤0.05mm、端面振れを≤0.08mm、摩擦面粗さを≤Ra1.2μmと規定しています）。加工精度がこの基準を満たしていない場合、ブレーキの偏摩耗や異常なブレーキノイズが発生しやすくなり、極端な作動条件下では制動距離が15％以上延びる可能性があります。
ある主要な国産乗用車用ブレーキシステムメーカーは、かつてブレーキディスク加工におけるボトルネックに直面していた。Φ280～380mmのブレーキディスク（HT250グレイチョウテツ、FC250球状黒鉛鋳鉄製で、通気溝構造を含む）の従来の加工には、「横型旋盤による片面荒削り→反転しての荒削り→立形フライス盤による通気溝フライス加工→アームドリル盤による位置決め穴開け」という4工程が必要であり、単品あたりの加工サイクルは最大28分に達していた。複数回の反転とチャッキングにより、ブレーキディスク両面の平面平行度が頻繁に0.09mmを超え、端面振れ誤差が0.1～0.15mmに達し、その結果、制動時のブレーキパッドの不均一な密着率が18%にも上っていた。同時に、グレイチョウテツの高速切削によって発生する切粉が通気溝に付着しやすく、さらに12%の手作業による清掃が必要であった。また、振動の影響で工具の摩耗が早く、刃先寿命は1枚あたり60～80個に限られ、単体ディスク工具のコストは22元を超えていた。
顧客使用サイト
このジレンマを解決するために、同社はTaiyun CNC製の工作機械CK525 CNC立形旋盤を導入し、「二重柱同期加工＋一回のチャッキングによる全工程加工」というブレーキディスク専用の製造システムを構築しました。装置には一体型の高強度鋳鉄製ベッド（壁厚70mm）を採用しており、「6か月間の自然時効処理＋48時間の振動時効処理」という二段階の応力除去処理を施しています。対称ボックスタイプのスライドテーブル構造と組み合わせることで、有限要素解析により剛性分布を最適化しています。径方向の切削剛性は30kN/mmに達し、灰口鋳鉄の切削中に発生する14kNの径方向切削力を安定して耐えることができます。FANUC 0i MF Plus CNCシステムおよびグレーティングスケールによる完全閉ループ制御（分解能0.1μm）を装備することで、定位精度±0.008mm、繰り返し精度±0.005mmを実現し、ブレーキディスクの両面平行度公差±0.03mmの要求に正確に適合します。ブレーキディスクの両面加工ニーズに対応して、本装置には二重柱と双方向タレット、高性能スピンドル（回転速度100～1000rpm/分）、高圧外部冷却システム（冷却圧力1.0MPa、流量30L/分）、磁気チップ排出装置（チップ排出効率≥60L/h）が装備されており、切屑の堆積や工具チップの発生を効果的に抑制します。同時に、AlTiNコーティング硬質合金切削工具（WC-Co含有量94%、硬度HRA93）を選定し、切削時の摩耗抵抗性を向上させています。
技術革新の面において、この装置はブレーキディスク加工で「工程統合＋両面同期形状制御」という二重のブレークスルーを達成しています。Φ500mm～700mmのブレーキディスクに適応する75kNの把持力を持つ21インチ3爪連動チャック、ツール交換時間1.4秒の8ステーションサーボツールホルダー＋切削工具、通気溝専用成形ツールホルダーを統合し、ブレーキディスクの両面旋削（摩擦面の平面度≤0.04mm）、外周の精密旋削（公差IT7）、通気溝のフライス加工（溝幅公差±0.1mm、深さ公差±0.05mm）、および4～5箇所の位置決め穴あけ（穴径公差H9、位置公差≤0.12mm）を一度に完了できます。ブレーキディスクの両面平行度制御が困難な点に対しては、革新的な「二柱同期補償プロセス」を採用しています。左右スピンドルの切削力（精度±0.5％）と速度偏差をリアルタイムで収集し、送り速度（補償精度0.001mm）を自動調整することで、両面の平行度を≤0.04mm以内に安定して制御します。延性鋳鉄（FC250）の高靭性・高切削抵抗に対応して、装置内には材料および加工プロセスのデータベースが内蔵されており、工具破損を回避するために自動的に切削条件（スピンドル回転数1500～2000r/min、送り速度40～70mm/min、切り込み量1.5～2.5mm）をマッチングします。複数車種のブレーキディスク交換（例：セダンとSUVの仕様差異）に対しては、装置がプロセスパラメータの一括調整をサポートしており（内蔵されたブレーキディスク加工テンプレートは35セット）、従来の1.2時間から10分へと交換時間を短縮します。
ブレーキドラムの締め付け一度
実施結果は乗用車ブレーキの安全基準に完全に適合しています。単品加工サイクルは28分から16分に短縮され、日産能力は320セットから580セットに向上しました。ブレーキディスクの両面平行度は安定して≤0.04mmに制御されており、端面振れは≤0.06mm、摩擦面の粗さはRa0.8μmに達しており、GB/T 34872-2017「乗用車用ブレーキディスク」とEUのECE R90規格の要件を完全に満たしています。ブレーキ時のブレーキパッドの不均一な装着率は18%から2.5%に低下し、顧客からの異常なブレーキノイズに関する苦情率は92%減少しました。冷却の最適化とパラメータ調整により工具寿命が50%延長され（1本の刃先で90～120個まで加工可能）、単体ディスク当たりの工具コストは14元に低減されました。同時に、手作業による切屑除去工程が廃止され、単体ディスク当たりの労務コストが8元削減されました。設備に搭載された知能診断モジュールにより、主軸温度（分解能0.1℃）、電流負荷（精度±0.8%）などのリアルタイムデータを収集でき、工具摩耗予測アルゴリズムと組み合わせることで、設備の総合稼働率は78%から95%に向上し、年間停止時間は320時間短縮されました。
CK525は、ブレーキディスクにおける『両面精度同期制御と量産効率』の根本的な矛盾を完全に解決しました。」同社の製造担当ディレクターは、「現在、当社のブレーキディスクはフォルクスワーゲンやトヨタといったトップ自動車メーカーのPPAP（生産部品承認プロセス）認証を取得しただけでなく、新エネルギー車が求める『低騒音・長寿命』ブレーキシステムの究極的な要件も満たしています。これにより、当社は主要自動車メーカーからの年間供給契約獲得の重要な基盤を築くことができました。」この事例は、「デュアルスピンドル剛性アーキテクチャ＋両面同期形状制御＋材料および工程のカスタマイズ」という深い協働を通じて、CNC立形旋盤が乗用車用ブレーキディスク製造分野における『安全性・精度・コスト効率』のボトルネックを突破するための核心的設備となったことを示しています。
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