
MCナイロンギア切削加工|MC901・2段平歯車のホブ盤加工
- プラスチック加工品例 -
MCナイロンギア切削加工|MC901・2段平歯車のホブ盤加工
MCナイロン(MC901)の2段平歯車切削加工事例です。NC旋盤とホブ盤を使用し、外径φ105×60mmのワークに3M27T・3M33Tの2種類の平歯車とスナップリング用溝を同軸加工した内容を解説します。
この記事の要点
- MC901(MCナイロン)丸棒から、外径φ105(-0.1〜0)×長さ60mmの複合平歯車(スパーギア、spur gear)を切削加工した事例を紹介します。
- ホブ盤により3M33T(基準ピッチ円径φ99)と3M27T(基準ピッチ円径φ81)の2種類の平歯車を同一ワーク上に加工しています。
- NC旋盤で内径φ40に幅1.9mmのスナップリング用溝×2本を切削し、複合機能を1部品に集約した工程を解説します。
- MC901の耐摩耗性・自己潤滑性・軽量性が無給油ギアとして選ばれる理由を、MC900NC・MC801・MC602STとの比較表で示します。
- 歯車精度・食品機械対応・納期・ホブ加工の特徴など、12件のFAQとよくあるトラブルへの対策を掲載しています。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 素材 | MC901(MCナイロン)丸棒 |
| 外形寸法 | 外径φ105(-0.1〜0)×長さ60mm |
| 歯車仕様(大) | 3M33T:モジュール3・圧力角20°・歯数33・基準ピッチ円径φ99・全歯丈6.471mm |
| 歯車仕様(小) | 3M27T:モジュール3・圧力角20°・歯数27・基準ピッチ円径φ81・全歯丈6.471mm |
| 内径加工 | 内径φ40、スナップリング用溝幅1.9mm×2本 |
| 加工設備 | NC旋盤・ホブ盤 |
| 使用工具 | バイト、ドリル、ホブカッター |
| 仕上げ・検査 | 糸面取り・バリ取り、図面照合による寸法検査済み |
※ 歯車(ギア)の加工には図面(モジュール・圧力角・歯数・基準ピッチ円径・全歯丈等の歯形情報)が必要です。加工内容・寸法はお客様のPDF図面に基づきます。
▶ これまで製作したMCナイロンギア加工事例は、MCナイロンギア加工事例一覧をご覧ください。
MC901精密部品の加工内容と加工方法
お客様からPDF図面をメールでご支給いただき、当社で手配したMC901(MCナイロン)丸棒を使用して製作しました。NC旋盤での外径・内径・溝加工とホブ盤での歯切り加工を組み合わせた複合加工品です。
加工工程ステップ
- 図面確認と素材準備:メールで届いたPDF図面の詳細を確認し、MC901丸棒を必要サイズにカット。
- 外形加工:NC旋盤のバイトで外径・軸穴・全長を仕上げる。
- 内径・溝加工:内径をφ40に仕上げた後、スナップリング(止め輪)用の幅1.9mmの溝を2本切削。
- 歯切り加工(3M33T):ホブ盤にてホブカッターでモジュール3・歯数33・基準ピッチ円径φ99の平歯車を加工。
- 歯切り加工(3M27T):同じくホブ盤でモジュール3・歯数27・基準ピッチ円径φ81の平歯車を加工。
- 糸面取り・バリ取り:エッジ部の糸面取りと樹脂特有のバリを専用工具で除去。
- 寸法検査・梱包・出荷:図面仕様との照合確認を経て、宅配便で出荷。
ホブ盤加工で注意すべきポイント
- 切削速度と送り量の最適化:MCナイロンは切削熱で変形しやすいため、低速・少量送りで熱の発生を抑制します。
- ホブカッターの選定:樹脂用に適したすくい角・逃げ角のカッターを使用し、歯面の仕上げ精度を確保します。
- クランプ方法:ワークの変形を防ぐため、均等な締め付けで固定します。
- 吸湿管理:MCナイロンは吸湿により寸法が変化するため、加工前に適切な保管・乾燥処理を行います。
- バリ処理:歯先・歯底のバリは専用工具で丁寧に除去し、かみ合い精度を確保します。
- 同軸精度の確保:2種類のギアを同一ワーク上に加工するため、チャッキング位置の再現性を重視した段取りが重要です。
電話での問い合わせは 0553-33-6927 まで
本製品で使用したMCナイロン(MC901)について
MCナイロンは「モノマーキャストナイロン」の略称で、ナイロン6モノマーを型に流し込んで重合させるキャスト製法で製造されます。射出成形品より残留応力が少なく均質で、大断面の素材から精密切削加工するのに適した高性能エンジニアリングプラスチックです。
本製品で使用したMC901(青色)は最も汎用的なグレードで、耐摩耗性・自己潤滑性・機械的強度のバランスに優れています。比重1.16と軽量でありながら、ギア・ベアリング・ガイドなど幅広い機械部品として使用されており、金属代替材料としても注目されています。
MCナイロンのグレードバリエーション
- MC901:汎用グレード。耐摩耗性・自己潤滑性・機械強度のバランスが優秀(青色)
- MC900NC:MC901のナチュラル色バージョン。食品機械や外観重視の用途に(ナチュラル色)
- MC801:耐候性・耐UV性を強化したグレード。屋外環境での使用に(濃灰色)
- MC703HL:摺動性・低摩擦係数を高めたグレード(紫色)
- MC602ST:高強度・耐熱グレード。高荷重・高温環境での使用に(茶色)
- MC501CDR2:導電・帯電防止グレード(黒色)
- MC501CDR6:帯電防止グレード(黒色)
- MC501CDR9:帯電防止・耐熱グレード(黒色)
- MC500ASR11:ノンカーボン帯電防止グレード(アイボリー・ナチュラル色)
各グレードの特性詳細はMCナイロン素材解説ページをご参照ください。
MCナイロン(MC901)の特性と優位性
- 耐摩耗性・自己潤滑性:無給油での摺動・回転部品として使用でき、メンテナンスコストを削減します。
- 軽量性:比重1.16で、炭素鋼(S45C)の約1/7の重量。機械の軽量化設計に貢献します。
- 機械的強度:引張降伏応力90MPa・曲げ応力110MPaを持ち、エンジニアリングプラスチックとして優れた強度を発揮します。
- 電気絶縁性:体積抵抗率1013 Ω・mの優れた絶縁性で、電気・電子機器部品に安全に使用できます。
- 使用温度範囲:-40〜120℃の幅広い温度範囲で安定した性能を発揮します。
MC901(MCナイロン)主要物性値
| 項目 | 試験方法 | 単位 | 測定値 |
|---|---|---|---|
| 比重 | JIS K7112 | – | 1.16 |
| 引張降伏応力 | JIS K7161 | MPa | 90 |
| 引張破壊時呼び歪 | JIS K7161 | % | 17 |
| 引張弾性率 | JIS K7161 | MPa | 3,800 |
| 曲げ応力 | JIS K7171 | MPa | 110 |
| 曲げ弾性率 | JIS K7171 | MPa | 3,300 |
| 圧縮降伏応力 | JIS K7181 | MPa | 96 |
| シャルピー衝撃強度 | JIS K7111 | kJ/m2 | 3.8 |
| 荷重たわみ温度 | JIS K7191 | ℃ | 218 |
| ロックウェル硬度 | JIS K7202 | HRM | 119 |
| 線膨張率 | JIS K7197 | ×10-5/K | 8.7 |
| 熱伝導率 | レーザフラッシュ法 | W/m・K | 0.38 |
| 体積抵抗率 | JIS K7194 | Ω・m | 1013 |
| 絶縁破壊強さ | JIS K6911 | MV/m | 17 |
| 吸水率(23℃×24h) | JIS K7209 | % | 0.3 |
※ 上記測定値はKDAデータシートの参考値です。実際の用途では事前テストをお勧めします。
MCナイロン(MC901)・他MCナイロングレード・金属素材の比較
| 項目 | MCナイロン (MC901) |
MC900NC | MC801 | MC602ST | 炭素鋼 (S45C) |
アルミ合金 (A5052) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 実際の色 | 青 | ナチュラル | 濃灰 | 茶 | 銀灰 | 銀 |
| 比重 | 1.16 | 1.16 | 1.16 | 1.23 | 7.85 | 2.68 |
| 引張強度(MPa) | 90 | 90 | 83 | 96 | 686 | 260 |
| 使用温度(℃) | -40〜120 | -40〜120 | -40〜120 | -40〜150 | -40〜400 | -200〜200 |
| 耐摩耗性 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | △ |
| 自己潤滑性 | ◎ | ◎ | ◎ | △ | × | × |
| 耐候性 | △ | △ | ◎ | ○ | △ | ○ |
| 電気絶縁性 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | × | × |
| 加工性 | ◎ | ◎ | ◎ | ○ | ○ | ◎ |
| コスト指数 | ○ | ○ | △ | △ | ○ | ○ |
| 切削加工事例 | MC901切削加工事例 | MC900NC切削加工事例 | MC801切削加工事例 | MC602ST切削加工事例 | – | – |
凡例:◎優秀・○良好・△やや劣る・×不適 ※ MC801・MC602STの比重・引張強度はASTM D-792/D-638による参考値(三菱ケミカルアドバンスドマテリアルズ旧ポリペンコ製品仕様)。MC901・MC900NCはJIS K7161値との比較のため同値を使用。金属の使用温度は連続使用目安。
MCナイロン(MC901)を選ぶべきケース・再検討すべきケース
| この素材が向いているケース | 他素材も検討すべきケース |
|---|---|
| 無給油での摺動・回転が必要で、定期給油を省略しメンテナンス工数を削減したい | 屋外設置で直射日光や紫外線に常時さらされる環境(▶ MC801を検討) |
| 金属ギアより大幅な軽量化が必要で、比重1.16(鋼材の約1/7)を活かしたい | 使用温度が120℃超の高温環境でより高い耐熱性が必要(▶ MC602STを検討) |
| 電気・電子機器の近傍で電気絶縁性を確保しながらギア機構を構成したい | 食品・医療用途で白色・無着色が必要(▶ MC900NCを検討) |
| 金属ギアより騒音・振動を低減したい室内機械(OA機器・産業機械など) | 静電気対策が必要な環境(半導体・電子部品製造など)(▶ MC501CDR6を検討) |
| 図面支給による1個からの特注加工で、試作・検証フェーズのコストを抑えたい | 引張強度686MPaクラスの高強度が必要なケース(▶ 炭素鋼S45Cを検討) |
※ 判断に迷う場合はお気軽にご相談ください。最適なグレード・素材の提案も承ります。
MCナイロン(MC901)の長所・短所
| 長所(メリット) | 短所(デメリット)・注意点 |
|---|---|
| 自己潤滑性により無給油での摺動が可能。メンテナンスコストを削減できる。 | 吸湿による寸法変化がある。高湿度環境での精密用途は事前確認が必要。 |
| 比重1.16の軽量性。鋼材の約1/7の重量で機器の軽量化に貢献。 | 切削熱による変形が生じやすい。加工条件の適切な設定が必要。 |
| 引張強度90MPa・曲げ応力110MPaの優れた機械的強度。 | 強酸・一部の極性溶剤には耐性が低い。使用環境に応じた材料確認が必要。 |
| 優れた電気絶縁性(体積抵抗率1013 Ω・m)。電気・電子機器部品に安全。 | 高温環境(120℃超)では物性が低下。高温用途は耐熱グレードを検討する。 |
| 精密切削が容易で、複合形状(ギア+溝など)を1部品に集約できる。 | 標準グレードは耐UV性が低く、屋外長期使用では劣化が進む場合がある。 |
※ 上記は一般的な特性です。具体的な用途への適否は個別にご確認をお勧めします。
よくあるトラブルと当社の対策
| トラブル | 主な原因 | 当社の対策 |
|---|---|---|
| 加工後の寸法狂い | 切削熱による熱変形・残留応力 | 切削速度・送り量を最適化し、切削熱の発生を最小限に抑えます。 |
| 歯面のバリ・荒れ | ホブカッターの摩耗・不適切な刃先角度 | 定期的な工具交換と樹脂専用カッター選定で、きれいな歯面を維持します。 |
| 吸湿による寸法変化 | 素材の吸湿(ナイロン固有の特性) | 加工前に適切な保管・乾燥を実施し、吸湿による変形を防ぎます。 |
| ワークのチャッキング変形 | 過剰な締め付けによる変形 | 均等・適切な締め付けトルクで固定し、変形を防止します。 |
| 2種ギアの軸精度ずれ | 加工途中のワーク付け替えによる芯ずれ | 段取り設計を工夫し、チャッキング位置の再現性を確保して加工します。 |
※ 加工上の不安な点はお気軽にご相談ください。図面段階からのアドバイスも可能です。
MCナイロンギア加工が活躍する分野
- 産業機械・搬送機械:減速機・伝動機構のギア、コンベアーローラー、ガイド部品。無給油化とノイズ低減を同時に実現します。
- 食品・包装機械:食品衛生法適合処理を施したMCナイロンで、食品接触部品やギア・ローラーとして使用できます。
- 電気・電子機器:OA機器(プリンター・コピー機)のギア・ローラー、絶縁部品。電気絶縁性と精密加工性を活かします。
- 試作・開発分野:1個からの小ロット対応で、金属製品の代替試作や新製品の機能検証に最適です。短納期で素早い開発サイクルを支援します。
よくあるご質問(FAQ)
Q1. MCナイロンと一般的なナイロン樹脂の違いは何ですか?
A1. MCナイロンはモノマーキャスト製法で製造されるため、射出成形の一般ナイロンと比べて均質で高い機械的強度を持ちます。大型ブロックから精密切削加工が可能で、耐摩耗性・自己潤滑性に特に優れている点が大きな違いです。
Q2. ギア加工において、歯車精度はどの程度まで対応可能ですか?
A2. 当社ではJIS B 1702-1準拠のN7級精度までの歯車加工に対応しております。ホブ盤と熟練技術者による精密加工により、様々なモジュール・歯数に幅広く対応しています。
Q3. MCナイロンの加工時に気をつけるべき点はありますか?
A3. 切削熱による変形を防ぐことが最重要です。切削速度・送り量の最適化と適切な冷却が必要です。また吸湿性があるため、加工前の素材管理も重要なポイントです。
Q4. 他の樹脂材料と比較したMCナイロンの優位性は何ですか?
A4. MCナイロンは耐摩耗性・自己潤滑性・機械的強度のバランスに優れており、特に無給油での摺動部品として優れた性能を発揮します。ギア用途では金属と同等の耐久性を樹脂で実現できる点が大きな強みです。
Q5. 食品機械での使用は可能ですか?
A5. はい、食品衛生法適合処理(沸騰水中1.5時間浸漬)を施すことで、食品機械用部品として使用できます。食品接触が懸念される場合は事前にご相談ください。
Q6. 小ロット・単品での製作は可能ですか?
A6. はい、1個からの小ロット製作に対応しています。図面支給により、お客様の仕様に完全準拠した特注加工品を製作します。試作品から小ロット生産品まで柔軟に対応いたします。
Q7. 加工納期はどの程度必要ですか?
A7. 標準的な加工品であれば図面受領後7〜12営業日での納期となることが多いです。加工内容の複雑さや材料調達状況によって異なりますので、詳細はお見積り時にご確認ください。
Q8. 設計・材料選定の相談も可能ですか?
A8. はい、材料選定から設計提案まで幅広くサポートしております。使用環境や要求性能をお聞かせいただければ、最適なMCナイロングレードの提案や加工方法のアドバイスも行っています。
Q9. ホブ盤での歯切り加工はどのような特徴がありますか?
A9. ホブ盤はホブカッターを回転させながらワークと同期して送ることで歯形を転削する加工機です。連続的な切削により効率的に歯車を加工でき、モジュール・圧力角・歯数が同じであれば歯数違いのギアを比較的容易に製作できます。異なるモジュールのギアを同一ワーク上に加工する場合は段取り変えが必要となります。
Q10. 同一ワーク上に複数のギアを加工できますか?
A10. はい、このページで紹介している製品のように異なるサイズのギアを同一ワーク上に加工することが可能です。歯形の仕様(モジュール・歯数・圧力角など)が記載された図面をご支給いただければ対応できます。
Q11. スナップリング(止め輪)用の溝加工も対応できますか?
A11. はい、対応しています。このページの製品では内径φ40に幅1.9mmの溝を2本切削しています。スナップリング溝・Oリング溝・キー溝など、ギア加工と組み合わせた複合加工も1部品として対応可能です。
Q12. MCナイロン製ギアはどのような環境に向いていますか?
A12. 使用温度-40〜120℃の範囲で、無給油・低騒音が求められる室内機械(産業機械・OA機器・食品機械など)に特に向いています。高温環境(120℃超)や屋外長期使用、強酸環境では耐熱グレードや他素材の検討をお勧めします。
ご依頼から納品までの流れ
- お問い合わせ・図面支給:加工依頼と共に図面データ(PDF・DXF・DWG・IGS・STEP等)をご送付ください。
- 技術検討・見積作成:図面を基に加工方法・使用設備を検討し、材料費・加工費を含めた見積書を作成します。
- 正式発注・製作開始:ご承認後、注文書をいただき材料手配・加工スケジュールを確定して製作を開始します。
- 精密加工・品質管理:熟練技術者が各工程で寸法検査を実施しながら精密加工を進めます。
- 最終検査・梱包・納品:図面仕様と照合した最終検査後、適切な梱包を施してお客様指定場所へ納品します。
まとめ
本ページでは、MC901(MCナイロン)を使用した複合平歯車(スパーギア)の切削加工事例を紹介しました。NC旋盤とホブ盤を組み合わせることで、2種類のギアとスナップリング用溝を1部品に集約した高精度な加工を実現しています。
MCナイロンは自己潤滑性と軽量性に優れ、無給油ギアとして多くの産業分野で採用されています。当社では図面1枚からの特注加工に対応し、材料選定から加工・品質保証まで一貫してサポートします。MCナイロンのギア加工をお考えでしたら、お気軽に技術相談やお見積りをご依頼ください。
電話での問い合わせは 0553-33-6927 まで
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