工程塑料尼龙在机械零件中的应用

杜青

摘 要：现在的科学技术进步发展的越来越快，所以我们在加工机械产品时必须做到极致，才能跟上技术的发展。在这时我们首先要进行改革的就是我们的零件加工技术，因为小的零件往往就是这个机械产品的重要部分，小零件做的好就能把机械产品做到有保障，所以我们在加工小零件时，或者需要安装小零件时我们必须认真专注不能有一丝懈怠，这样才能保证我们机械产品的安全性。

关键词：尼龙;工程塑料;机械;应用

1机械加工工艺对零件加工精度的影响因素分析

1.1受力变形

无论是半自动化加工还是全自动机械加工，基本上都涉及到对零部件材料的粗加工、精加工等环节，其中涉及到切割、切削、打磨及焊接、组装等多个步骤。在整个过程中，如果零部件材料、本成品受到额外力的影响，很可能出现变形的情况，导致精度受到影响。在现代机械加工中，导致零件出现受力变形的原因如下：其一，自动化加工系统中各个部件匹配度不足，或是受到外力的影响，导致其在运行中出现变形、位移的情况，进而压迫或磨损零部件材料，导致其发生形变或受到损伤。其二，在零部件的自动化加工中，对各个环节的加工强度控制不到位、参数设置存在误差，都会导致实际加工出来的零件参数与设计要求存在差异。其三，加工环境出现异物，导致零件半成品磨损，也是影响精度的主要原因。在选用APAS工业铝型材时，变形量将是一个重要的选择依据。根据下列计算公式，很容易计算出铝型材在自重与受力的情况下所产生的变形量。

静载荷状态下的铝型材变形量计算：

无载荷状态下的铝型材变形量计算：

铝型材最大允许弯曲应力： σmax<200N/m³。

计算举例：选用APAS-10-4545铝型材，长度 L=500mm，载荷（1kgf=9.81N），两端固定支撑：

1.2热变形

在多数机械加工工艺实施的过程中，由于高速切割、摩擦，会导致零部件温度升高，较高的热量会影响加工系统及零部件本身，导致其精度受到影响。有相当一部分金属材料本身的热胀冷缩现象比较严重，往往在高精度精细化机械加工中，需要对热变形因素进行考虑。如果这部分因素考虑不周全，金属零件在加工中经历局部热膨胀、再冷却的过程，精度将难以得到保证。另外，对于一些金属材料零部件来说，在不同环境温度下进行加工，也可能出现材料因温度变化而出现尺寸不精的情况。如果在加工时没有考虑环境温度，或是没有进行设备预热，都可能导致热变形的情况出现。

1.3几何误差

如今，基本上都是使用自动化数控设备加工零部件，显然以数控机床为代表的加工设备本身的技术水平、应用方式、日常管理等，都可能导致零件加工精度受到影响。总体来讲，因加工设备导致的零件加工精度问题，可以总结为几何误差。例如，很多零件加工用到的数控机床都属于大型组合型设备，涉及到多个机械部分和控制部分。一方面，如果加工设备各个部分组装质量不到位，尤其是刀具、磨具安装精度不足，都会导致实际加工精度受到影响;另一方面，技术人员在操控加工设备时，存在不规范的情况，比如参数输入错误、操作流程错误等，都会导致系统几何误差的出现，影响零件加工精度。从数控加工机床的应用角度来讲，导致零件另外，任何机械加工设备的日常维护管理尤为重要，如果维护保养不到位，自动化加工系统本身长期运行下出现磨损、老化，会直接导致其打磨、切削能力和精度出现问题，使得加工精度无法达到要求。

2尼龙在工业机械领域的应用

2.1采煤、选煤机械

尼龙应用于煤矿井下采煤设备，锚杆预紧力的施加是通过对螺母施加扭矩产生的，不采用其他减摩方式，采用尼龙1010和改性尼龙1010减摩垫片，达到的减摩效果最佳[17]。山西三元煤业选煤厂，末精煤脱水过程采用LLL型立式螺旋刮刀卸料离心机，该设备采用尼龙齿轮套联轴器。

2.2球磨机

洛阳中信重工机械股份有限公司生产的筒式钢球磨（350/600），4#炉A磨煤机小齿轮与减速箱采用尼龙6为材质的棒销联轴器连接[19]。山东华银特种水泥股份有限公司的球磨机（Φ2.2×6.5m）中，电动机与ZD70减速机采用尼龙柱销联轴器联结。

2.3纺织机械

剑杆纺织机（GA736型）打纬机构采用尼龙扇形齿条。GA736剑杆纺织机的行星小齿轮和扇形齿的材料至少有一件是非金属材料（尼龙），才能保证齿轮振动小、噪声低，且使用尼龙齿轮可降低成本。运用ANSYS对用于纺织机械碳纤维增强尼龙齿轮进行有限元应力分析，结果表明，采用尼龙齿轮各项力学性能均达到设计要求指标。欧美已普遍将碳纤维增强尼龙材料应用于纺织机械类产品，国内还较为少见。以碳纤维增强尼龙齿轮为例，探讨碳纤维在纺织机械上的应用，认为这必将是发展的趋势。

2.4甘蔗压榨机

以往，蔗糖厂压榨機中的轴承采用铜轴瓦和滚动轴承，由于有色金属价格昂贵、辊轴运转时间长造成轴颈磨损，缩短使用寿命。因此，甘蔗糖厂的小型压榨机采用MC尼龙轴瓦代替铜轴瓦。MC尼龙代替有色金属材料，有很高的经济效益。]采用MC尼龙材料作为大型压榨机Ø1000×2000上的轴瓦替代原有的铜轴瓦，并实践证明了可行性。

3全面增强机械加工工艺加工精度的有效途径

3.1对温度进行合理控制

以降低对零件加工精度产生的影响因为零件是一个机械产品中的最重要的部分，所以在给零件进行测量和加工时，我们必须得考虑周围的环境，因为我们不能在温度太高的情况下进行测量，也不能在温度较低的情况下测量。所以我们必须得考虑周到，尽量减少损失，造成不必要的破坏。比如在机械产品温度有点高的时候，我们可以使用冷水冲洗，敷冰块等方法来给零件进行物理上的降低温度，在温度环境比较冷的情况下，我们可以开适当的暖气，来给零件进行增温。这样做的目的，都是为了能够使零件准确度达到更高。在零件准确达到更高的情况下，我们产品的质量也会提高。

结束语：

在国内，尼龙作为工程材料在很多领域应用非常广，但与国外的差距还很大，大多都只用在低速、轻载场合。一方面塑料机械零件还未被企业和政府所重视，有少量应用，但产品质量落后于世界水平。另一方面，国内塑料机械零件的工程应用还没有统一标准，主要参照金属机械零件标准进行设计和应用，基本依靠实践经验或者高额引进国外先进技术。尼龙机械零件的研究和应用还有很大的提升空间。

参考文献：

[1]金钰博，王冠淞.现代冲压模具在机械零件精加工中的应用探讨[J].设备管理与维修，2019（18）：121-122.