工程塑料尼龍在機械零件中的應(yīng)用

杜青

摘 要：現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)進步發(fā)展的越來越快，所以我們在加工機械產(chǎn)品時必須做到極致，才能跟上技術(shù)的發(fā)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(shù)，因為小的零件往往就是這個機械產(chǎn)品的重要部分，小零件做的好就能把機械產(chǎn)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(chǎn)品的安全性。

關(guān)鍵詞：尼龍;工程塑料;機械;應(yīng)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(huán)節(jié)，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(xiàn)變形的情況，導(dǎo)致精度受到影響。在現(xiàn)代機械加工中，導(dǎo)致零件出現(xiàn)受力變形的原因如下：其一，自動化加工系統(tǒng)中各個部件匹配度不足，或是受到外力的影響，導(dǎo)致其在運行中出現(xiàn)變形、位移的情況，進而壓迫或磨損零部件材料，導(dǎo)致其發(fā)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(huán)節(jié)的加工強度控制不到位、參數(shù)設(shè)置存在誤差，都會導(dǎo)致實際加工出來的零件參數(shù)與設(shè)計要求存在差異。其三，加工環(huán)境出現(xiàn)異物，導(dǎo)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(yè)鋁型材時，變形量將是一個重要的選擇依據(jù)。根據(jù)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(chǎn)生的變形量。

靜載荷狀態(tài)下的鋁型材變形量計算：

無載荷狀態(tài)下的鋁型材變形量計算：

鋁型材最大允許彎曲應(yīng)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(shù)機械加工工藝實施的過程中，由于高速切割、摩擦，會導(dǎo)致零部件溫度升高，較高的熱量會影響加工系統(tǒng)及零部件本身，導(dǎo)致其精度受到影響。有相當(dāng)一部分金屬材料本身的熱脹冷縮現(xiàn)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(jīng)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(huán)境溫度下進行加工，也可能出現(xiàn)材料因溫度變化而出現(xiàn)尺寸不精的情況。如果在加工時沒有考慮環(huán)境溫度，或是沒有進行設(shè)備預(yù)熱，都可能導(dǎo)致熱變形的情況出現(xiàn)。

1.3幾何誤差

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

2尼龍在工業(yè)機械領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1采煤、選煤機械

尼龍應(yīng)用于煤礦井下采煤設(shè)備，錨桿預(yù)緊力的施加是通過對螺母施加扭矩產(chǎn)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(yè)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(shè)備采用尼龍齒輪套聯(lián)軸器。

2.2球磨機

洛陽中信重工機械股份有限公司生產(chǎn)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(zhì)的棒銷聯(lián)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(lián)軸器聯(lián)結(jié)。

2.3紡織機械

劍桿紡織機（GA736型）打緯機構(gòu)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(yīng)力分析，結(jié)果表明，采用尼龍齒輪各項力學(xué)性能均達到設(shè)計要求指標。歐美已普遍將碳纖維增強尼龍材料應(yīng)用于紡織機械類產(chǎn)品，國內(nèi)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(yīng)用，認為這必將是發(fā)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(zhuǎn)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(jīng)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(chǎn)生的影響因為零件是一個機械產(chǎn)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(huán)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(chǎn)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(huán)境比較冷的情況下，我們可以開適當(dāng)?shù)呐瘹猓瑏斫o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(chǎn)品的質(zhì)量也會提高。

結(jié)束語：

在國內(nèi)，尼龍作為工程材料在很多領(lǐng)域應(yīng)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(yè)和政府所重視，有少量應(yīng)用，但產(chǎn)品質(zhì)量落后于世界水平。另一方面，國內(nèi)塑料機械零件的工程應(yīng)用還沒有統(tǒng)一標準，主要參照金屬機械零件標準進行設(shè)計和應(yīng)用，基本依靠實踐經(jīng)驗或者高額引進國外先進技術(shù)。尼龍機械零件的研究和應(yīng)用還有很大的提升空間。

參考文獻：

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