主軸ユニットくん

マシニングセンタにおいて、主軸ユニットは工具を高速で回転させて金属を削るはたらきをします。
工作機械の切削性能にダイレクトに関わる重要な機械要素であるため、工作機械メーカー各社は日々性能向上に取り組んでいます。
なお、工作機械メーカー以外でも主軸ユニットを開発、ユニット単体で販売するメーカーもあります。

主軸ユニットを大きく分類すると、鉄を削る一般用途向けの標準型（広域型とも）、荒加工やチタンやインコネルなどの難作材（「なんさくざい」と読む）向けの高トルク型、金型の仕上げ加工やアルミの高速切削に使用される高速型などのバリエーションがあります。

それぞれのタイプの説明をする前に、前提知識として、モータの出力が同じ場合はトルクを高めようとすると回転数が低くなり、回転数を上げようとするとトルクが低くなるという関係があります。

高トルク型はその名の通り、許容トルクが高く、多少の負荷では止まらない力強い主軸ユニットです。
トルクは高いのですが、主軸回転数は控えめになります。

一方で高速型主軸は回転速度は高いですが、高トルク型と比較するとトルクは低い傾向があります。
高速型の主軸の代表例として、例えば牧野フライスのMAG3は33,000min-1の主軸を搭載していますし、マザックのUD-400/5Xには、なんと45,000min-1の超高速な主軸が搭載されています。
厳密に言えば高速型と言っても、仕上げ加工に使うのか、アルミ材の荒加工に使うのかでモータのスペックや部品の設計が変わってくるのですが、それは別の話ということで。

標準型は、乱暴に言えば上記2つの主軸の中間の性能を持つ主軸です。
鉄系の材料の加工、アルミ材の加工、荒加工、仕上げ加工などの多種多様な用途に使用できる万能タイプです。
ただし性能に飛び抜けた部分はないので、難作材をゴリゴリ削る、アルミ材を加工して大きい部品を加工するなどの用途ではそれぞれに適した主軸を採用した方がより良い条件で加工できるでしょう。

現在の技術では、全ての加工に対応できる完璧で究極な主軸ユニットは存在しません。
設備の導入にあたっては用途に合った適切なスペックの主軸ユニットを選定することが重要です。