機械設計過程中機械材料的選擇和應用探析

摘 要：在機械制造過程中，由于機械材料的質量和選擇是影響機械最終質量和運行效果的重要因素之一，因此只有選擇了合適的材料種類，利用質量更高的材料進行機械設計和制造才能夠有效的提高我國機械設計與制造行業(yè)的技術水平。而在實際的生產過程中，對于機械材料的質量選擇一直是社會所關注的重點問題。而企業(yè)也會通過選取使用性更強，適用范圍更加廣泛的機械材料努力提高機械制造的經濟效益。所以說對于機械制造材料的選擇問題是機械制造行業(yè)現(xiàn)在乃至未來都應該關注的重點。

關鍵詞：機械設計；機械材料選擇；機械材料應用

引言

隨著我國大型機械設計和制造行業(yè)的發(fā)展，我國機械制造的質量越來越受到世界各國的廣泛關注。而在實際生產過程中，機械制造的質量和水平很大程度上是由選取的機械制造材料來決定的，合適的機械制造材料能夠有效的提高機械的適用范圍，通過對材料的合理利用可以很大程度上為企業(yè)節(jié)約生產成本和材料成本。同時，企業(yè)在選擇機械制造材料時，還應該充分考慮材料自身所體現(xiàn)出的環(huán)保效益和經濟效益，通過選取合理的材料加入到機械的設計和制造過程中，企業(yè)可以大幅度的降低材料成本，同時還能夠提高企業(yè)的環(huán)境保護工作，為我國的綠色經濟發(fā)展貢獻出巨大力量。因此本文就機械設計過程中機械材料的選擇和應用展開了討論，希望能夠對讀者有所幫助。

1 機械設計中，機械材料選擇和應用的意義

隨著我國現(xiàn)代化進程的推進，農業(yè)、工商業(yè)、手工業(yè)等幾大重要社會支柱行業(yè)都已經效仿西方的先進國家進行了大型機械化普及，大型機械的普及能夠有效解放我國的勞動人員生產力，可以為我國未來以人為本的社會發(fā)展形勢做出突出貢獻。因此社會中的各行各業(yè)都格外關注相關機械的質量和設計問題，而對于機械材料的選擇和合理應用就是當前機械設計過程中的重點和難點問題。在科學發(fā)展觀提出之后，在機械設計過程中，對于材料的選擇不僅要考慮是否會為企業(yè)產生更大的經濟利潤，同時還要考慮能否為社會環(huán)境保護行業(yè)創(chuàng)造出更大的價值。而隨著我國工業(yè)在改革開放之后的快速發(fā)展，機械生產廠家對于機械設計所用到的材料的需求更是逐步擴大，而材料稀缺的情況自然而然就成為了阻礙社會發(fā)展的重要因素。因此為了解決材料稀缺問題，為我國的工業(yè)生產和機械化制造行業(yè)找尋發(fā)展出路，目前機械設計行業(yè)已經著力于新型選材方式的開發(fā)，尋找能夠更好的適應機械設計和生產的材料。所以，如果想要讓我國的機械設計行業(yè)能夠在未來的全球經濟競爭市場中占據(jù)更加主動的地位，那么就需要加強對機械設計環(huán)節(jié)中材料的選擇和應用工作，讓機械行業(yè)為我國社會的發(fā)展做出更加突出的貢獻。

2 機械設計中選材的分類

2.1 選擇金屬種類

在我國的材料行業(yè)市場中，金屬種類的材料占據(jù)了行業(yè)市場內的大部分空間，尤其是針對我國的機械加工和機械制造兩個方面，金屬種類材料的占用率甚至能夠高達百分之百。而大多數(shù)機械制造廠家選擇基礎種類材料的重要原因，就是由于金屬種類材料具有高強度和高硬度，這能夠給生產出的機械提供強有力的性能提高。同時由于金屬材料在全球范圍內的遍及程度十分廣泛，因此選用金屬種類的材料進行機械設計和機械制造，在很大程度上能夠為機械制造廠家節(jié)省出非常大的一筆材料成本。而隨著我國科學技術的進步，單純的金屬種類材料已經不能夠滿足機械設計各個環(huán)節(jié)的要求，因此機械設計人員將兩種或多種金屬材料混合到一起制作出了性能更好、應用范圍更廣的合金材料以及特種材料，這兩種材料也在當前機械加工行業(yè)中備受關注。

2.2 陶瓷類材料

陶瓷類的材料主要是有氮化硅和碳化硅組成，因此采用陶瓷類材料作為設計和制造的材料基礎，一般設計出的產品都具有較高的耐腐蝕性。但是但是由于陶瓷的材料造價成本比較高，并且硬度和密度都較小，在實際的應用過程中很容易產生破碎和裂紋等現(xiàn)象。因此陶瓷類材料大多用于密封等工作。

2.3 高分子類材料

目前我國市場中出現(xiàn)的類似于纖維的材料大多都屬于高分子類材料，而高分子類材料最大的特點就是適用范圍十分廣泛。高分子材料涉及到的專業(yè)領域很多主要以化學和物理兩個領域為主。其次，高分子材料的制作大多是通過提取天然氣中的成分進行的，因此制作高分子材料所消耗的能源是很少的，所以高分子材料的廣泛應用對于我國工業(yè)生產過程中的節(jié)能減排具有重要的影響意義。

3 機械設計中材料的選擇與應用策略

3.1 明確機械設計要求

首先，對于機械設計材料的選擇應該滿足機械設計要求，這是在機械設計中選取材料時的基礎和標準。此外，對于各個機械設計環(huán)節(jié)的材料選取應該保證科學合理，由于機械各部分零件應用的范圍不同，因此對于材料的要求也會有很大的差別。所以要求機械設計人員在進行材料的選擇時一定要保證材料性能能夠滿足零件的功能。

3.2 做好材料性能分析

對于材料性能的分析分為物理性能和化學性能兩方面，而材料的性能是影響機械使用壽命，以及零件能否發(fā)揮出相應功能的重要因素，所以要求機械設計人員一定要加強對材料性能分析環(huán)節(jié)的工作。對待具有不同化學和物理性能的材料，要采用強度和深度不同的分析方法，進行合理的分析與判斷。

3.3 選優(yōu)合理處理工藝

在進行機械零件生產時，工作人員往往會通過相關的工藝對材料進行處理來提高材料的性能。因此為了讓機械生產工作能夠順利有序的進行，設計人員應該采用最佳的處理方案來保證材料處理工藝的水平和質量。

結束語

綜上所述，機械設計人員在進行機械材料的選擇時一定要根據(jù)科學、合理的原則，將合適的材料應用到機械設計中。同時還要加強材料處理工藝的水平和質量，讓我國的機械設計行業(yè)在未來能夠得到持續(xù)、快速的發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：

李偉標（1976年10月），男；民族：漢族；籍貫：廣東省、廣州市；職稱：主任工程師、學歷： 本科，研究方向：機械。