工程塑料尼龍在機械零件中的應用

杜青

摘 要：現在的科學技術進步發展的越來越快，所以我們在加工機械產品時必須做到極致，才能跟上技術的發展。在這時我們首先要進行改革的就是我們的零件加工技術，因為小的零件往往就是這個機械產品的重要部分，小零件做的好就能把機械產品做到有保障，所以我們在加工小零件時，或者需要安裝小零件時我們必須認真專注不能有一絲懈怠，這樣才能保證我們機械產品的安全性。

關鍵詞：尼龍;工程塑料;機械;應用

1機械加工工藝對零件加工精度的影響因素分析

1.1受力變形

無論是半自動化加工還是全自動機械加工，基本上都涉及到對零部件材料的粗加工、精加工等環節，其中涉及到切割、切削、打磨及焊接、組裝等多個步驟。在整個過程中，如果零部件材料、本成品受到額外力的影響，很可能出現變形的情況，導致精度受到影響。在現代機械加工中，導致零件出現受力變形的原因如下：其一，自動化加工系統中各個部件匹配度不足，或是受到外力的影響，導致其在運行中出現變形、位移的情況，進而壓迫或磨損零部件材料，導致其發生形變或受到損傷。其二，在零部件的自動化加工中，對各個環節的加工強度控制不到位、參數設置存在誤差，都會導致實際加工出來的零件參數與設計要求存在差異。其三，加工環境出現異物，導致零件半成品磨損，也是影響精度的主要原因。在選用APAS工業鋁型材時，變形量將是一個重要的選擇依據。根據下列計算公式，很容易計算出鋁型材在自重與受力的情況下所產生的變形量。

靜載荷狀態下的鋁型材變形量計算：

無載荷狀態下的鋁型材變形量計算：

鋁型材最大允許彎曲應力： σmax<200N/m3。

計算舉例：選用APAS-10-4545鋁型材，長度 L=500mm，載荷（1kgf=9.81N），兩端固定支撐：

1.2熱變形

在多數機械加工工藝實施的過程中，由于高速切割、摩擦，會導致零部件溫度升高，較高的熱量會影響加工系統及零部件本身，導致其精度受到影響。有相當一部分金屬材料本身的熱脹冷縮現象比較嚴重，往往在高精度精細化機械加工中，需要對熱變形因素進行考慮。如果這部分因素考慮不周全，金屬零件在加工中經歷局部熱膨脹、再冷卻的過程，精度將難以得到保證。另外，對于一些金屬材料零部件來說，在不同環境溫度下進行加工，也可能出現材料因溫度變化而出現尺寸不精的情況。如果在加工時沒有考慮環境溫度，或是沒有進行設備預熱，都可能導致熱變形的情況出現。

1.3幾何誤差

如今，基本上都是使用自動化數控設備加工零部件，顯然以數控機床為代表的加工設備本身的技術水平、應用方式、日常管理等，都可能導致零件加工精度受到影響。總體來講，因加工設備導致的零件加工精度問題，可以總結為幾何誤差。例如，很多零件加工用到的數控機床都屬于大型組合型設備，涉及到多個機械部分和控制部分。一方面，如果加工設備各個部分組裝質量不到位，尤其是刀具、磨具安裝精度不足，都會導致實際加工精度受到影響;另一方面，技術人員在操控加工設備時，存在不規范的情況，比如參數輸入錯誤、操作流程錯誤等，都會導致系統幾何誤差的出現，影響零件加工精度。從數控加工機床的應用角度來講，導致零件另外，任何機械加工設備的日常維護管理尤為重要，如果維護保養不到位，自動化加工系統本身長期運行下出現磨損、老化，會直接導致其打磨、切削能力和精度出現問題，使得加工精度無法達到要求。

2尼龍在工業機械領域的應用

2.1采煤、選煤機械

尼龍應用于煤礦井下采煤設備，錨桿預緊力的施加是通過對螺母施加扭矩產生的，不采用其他減摩方式，采用尼龍1010和改性尼龍1010減摩墊片，達到的減摩效果最佳[17]。山西三元煤業選煤廠，末精煤脫水過程采用LLL型立式螺旋刮刀卸料離心機，該設備采用尼龍齒輪套聯軸器。

2.2球磨機

洛陽中信重工機械股份有限公司生產的筒式鋼球磨（350/600），4#爐A磨煤機小齒輪與減速箱采用尼龍6為材質的棒銷聯軸器連接[19]。山東華銀特種水泥股份有限公司的球磨機（Φ2.2×6.5m）中，電動機與ZD70減速機采用尼龍柱銷聯軸器聯結。

2.3紡織機械

劍桿紡織機（GA736型）打緯機構采用尼龍扇形齒條。GA736劍桿紡織機的行星小齒輪和扇形齒的材料至少有一件是非金屬材料（尼龍），才能保證齒輪振動小、噪聲低，且使用尼龍齒輪可降低成本。運用ANSYS對用于紡織機械碳纖維增強尼龍齒輪進行有限元應力分析，結果表明，采用尼龍齒輪各項力學性能均達到設計要求指標。歐美已普遍將碳纖維增強尼龍材料應用于紡織機械類產品，國內還較為少見。以碳纖維增強尼龍齒輪為例，探討碳纖維在紡織機械上的應用，認為這必將是發展的趨勢。

2.4甘蔗壓榨機

以往，蔗糖廠壓榨機中的軸承采用銅軸瓦和滾動軸承，由于有色金屬價格昂貴、輥軸運轉時間長造成軸頸磨損，縮短使用壽命。因此，甘蔗糖廠的小型壓榨機采用MC尼龍軸瓦代替銅軸瓦。MC尼龍代替有色金屬材料，有很高的經濟效益。]采用MC尼龍材料作為大型壓榨機?1000×2000上的軸瓦替代原有的銅軸瓦，并實踐證明了可行性。

3全面增強機械加工工藝加工精度的有效途徑

3.1對溫度進行合理控制

以降低對零件加工精度產生的影響因為零件是一個機械產品中的最重要的部分，所以在給零件進行測量和加工時，我們必須得考慮周圍的環境，因為我們不能在溫度太高的情況下進行測量，也不能在溫度較低的情況下測量。所以我們必須得考慮周到，盡量減少損失，造成不必要的破壞。比如在機械產品溫度有點高的時候，我們可以使用冷水沖洗，敷冰塊等方法來給零件進行物理上的降低溫度，在溫度環境比較冷的情況下，我們可以開適當的暖氣，來給零件進行增溫。這樣做的目的，都是為了能夠使零件準確度達到更高。在零件準確達到更高的情況下，我們產品的質量也會提高。

結束語：

在國內，尼龍作為工程材料在很多領域應用非常廣，但與國外的差距還很大，大多都只用在低速、輕載場合。一方面塑料機械零件還未被企業和政府所重視，有少量應用，但產品質量落后于世界水平。另一方面，國內塑料機械零件的工程應用還沒有統一標準，主要參照金屬機械零件標準進行設計和應用，基本依靠實踐經驗或者高額引進國外先進技術。尼龍機械零件的研究和應用還有很大的提升空間。

參考文獻：

[1]金鈺博，王冠淞.現代沖壓模具在機械零件精加工中的應用探討[J].設備管理與維修，2019（18）：121-122.