聚四氟乙烯(PTFE)具有切削力小、导热系数低、热膨胀系数高、熔点低等特点。本文所讨论的PTFE薄壁件具有薄壁结构、薄壁厚度、各种沟槽、倒角等结构。在车削加工过程中容易受到热变形的影响,给尺寸和形位公差的精度控制带来不确定因素。滑动环是xxsar伺服平台滚动轴上的一个典型零件,用于密封滚动轴壳体与U型架之间的转台轴承。为了大限度地减少密封时的滑动摩擦,滑环采用片式开槽结构。考虑到摩擦等因素,本设计采用聚四氟乙烯为原料。
聚四氟乙烯零件结构与加工特性主要有:
(1)片式结构。零件外径153mm,总厚度仅为2.5+0.08 0mm,可见该零件加工时难以夹持。
(2)结构特征多。为了减少接触面积从而减小滑动摩擦等因素,设计了众多的槽(矩形、V形)、倒角等,且特征尺寸较小,其两端面一端为矩形沟槽及内台阶,另一端为V形沟槽,到内孔、外圆边缘均为0.5mm,厚度薄处约0.5mm,在材料易变形的情况下更是增加了零件加工难度。
(3)非金属材料对温度敏感。在常温下,聚四氟乙烯材料的线膨胀系数约为(1/℃),车削时产生热量会导致变形,恢复常温时出现超差。
(4)非金属材料易变形且精度要求高。
化工新材料是 “十二五”期间发展的七大战略性新兴产业之一。在 《新材料产业 “十二五”发展规划》中,氟塑料作为氟材料位列其中,表明氟塑料符合我国“十二五”规划新材料产业发展方向,已被国家提升到非常重要的战略地位。作为特种工程塑料,聚四氟乙烯(PTFE)一直是用量大的氟塑料,全球产量与消费量快速增加,目前全球氟树脂的消费量约为30万t,其中聚四氟乙烯70%左右。聚四氟乙烯具有高度的化学稳定性、的耐高低温性能、的不黏性、异常的润滑性以及的电绝缘性和抗辐射性、极小 的吸水率等,使得其在航空航天、机械、石油化工、建筑、电子电器、医疗器械和纺织等领域具有广泛的应用。
近年来,聚四氟乙烯PTFE纤维在医学上的应用越来越广泛,如可用于人造血管,人工心脏瓣膜和人工心脏辅助装置,人造韧带和人造食道等。此外,PTFE纤维还可用于普通外科和整形外科的手术缝合等,如比较常见的整容手术隆鼻和整形下颌就是采用 聚四氟乙烯PTFE作为填充材料。
聚四氟乙烯的特性能使其广泛应用于化工、石油、纺织、食品、造纸、医药、电子、海洋等行业。由于橡胶、玻璃、金属合金等材料在耐腐蚀性方面的缺陷,很难满足苛刻的温度、压力和化学介质共存的环境条件,造成相当大的损失。聚四氟乙烯(PTFE)具有的耐腐蚀性能,已成为石油、化工、纺织等行业的主要耐腐蚀材料。其具体用途包括:输送腐蚀性气体的输送管、排气管和蒸汽管、轧机和高压油管、飞机液压系统和冷压系统的高、中压和低压管、蒸馏塔、换热器、釜、塔和罐的衬里、阀门和其他化工设备设备。
PTFE材料固有的低损耗与小介电常数使其可做成漆包线,以用于微型电机、热电偶、控制装置等;PTFE薄膜是制造电容器、无线电绝缘衬垫、绝缘电缆、马达及变压器的理想绝缘材料,也是航空航天等工业电子部件不可缺少的材料之一;