機械設(shè)計中金屬材料的選擇及應(yīng)用研究

楊輝印

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國內(nèi)科技發(fā)展水平不斷提高，機械行業(yè)占據(jù)了越來越多的市場份額，發(fā)揮的作用也更加明顯。因為很多領(lǐng)域都要應(yīng)用到機械，所以對于機械設(shè)計制造也形成了更高的要求，尤其是在此過程中使用到的金屬材料，因為材料優(yōu)劣直接關(guān)系著機械的最終質(zhì)量，是機械設(shè)計中的關(guān)鍵問題，所以更需要嚴格把關(guān)。此外，在選取材料時要注重其環(huán)保性及實用性，將可持續(xù)發(fā)展理念融入在其中。本文將基于這一要素，對機械設(shè)計中金屬材料的選擇及應(yīng)用展開詳細研究，希望能夠為機械制造行業(yè)提供一些參考。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計;金屬材料;選擇;應(yīng)用

在我國不斷推進的城市化進程中，機械設(shè)計的重要性與日俱增，為我國經(jīng)濟帶來了源源不斷的發(fā)展動力，為城市的繁榮發(fā)展貢獻了重要的力量。所以在選擇金屬材料時，一定要使其質(zhì)量得到保證，在機械設(shè)計環(huán)節(jié)中運用優(yōu)質(zhì)的金屬材料，使機械行業(yè)獲得健康穩(wěn)定的發(fā)展[1]。在選取材料的過程中要形成科學合理的理念和方法，將各種材質(zhì)的金屬材料進行充分合理的運用，發(fā)揮它們不同的作用和價值，從根本上提升機械制造行業(yè)水平。

1機械設(shè)計中金屬材料選擇的基本原則

1.1荷載的大小與性質(zhì)

材料具有怎樣的荷載能力，對于整體的機械設(shè)計有著關(guān)鍵性的影響，所以在選擇金屬材料時，要充分考慮材料具有怎樣的荷載承受力，另外機械設(shè)計對材料種類及特性還有哪些其他的具體需求，通過對這些因素進行綜合性的考量，最終選擇最適宜的金屬材料。

1.2零件的尺寸與質(zhì)量

機械設(shè)備由高精度的零件組成，在尺寸和質(zhì)量方面都有著嚴格的標準要求。要使零件能完全匹配之后生產(chǎn)環(huán)節(jié)的要求，首先要從選擇金屬材料的環(huán)節(jié)就予以足夠的重視。要是選擇了不符合精度和質(zhì)量要求標準的機械材料，就難以在機械設(shè)計環(huán)節(jié)中得到合理的應(yīng)用。

1.3材料經(jīng)濟性

材料經(jīng)濟性會直接決定機械設(shè)備的生產(chǎn)效益，因此在金屬材料選擇過程中，除了材料性能能夠滿足機械設(shè)備的實際上生產(chǎn)需求之外，還需要就材料的經(jīng)濟性進行綜合性考慮， 做好材料設(shè)計中所有環(huán)節(jié)的成本計算，通過適當?shù)牟牧辖M合，降低機械設(shè)備的生產(chǎn)成本[2]。因此設(shè)計人員還需要對材料市場有充分掌握，并在保障材料性能滿足機械設(shè)計基礎(chǔ)上，盡可能選擇一些經(jīng)濟性比較高的金屬材料，為機械制造企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。

1.4材料的適用性

適應(yīng)性是選擇金屬材料需要遵循的一項基本原則，是材料能夠充分發(fā)揮其功能作用的前提。例如，碳素鋼是近代工業(yè)中一種普遍的材料，經(jīng)常用在加工機械零件中，可是如果對其進行淬火加工，很有可能會發(fā)生變形甚至斷裂，所以說如果制作某些零件需要有淬火加工環(huán)節(jié)，那么使用碳素鋼作為材料就是不適宜的。進行材料的合理選擇是為了使后續(xù)的機械設(shè)計制造能夠順利進行，要使材料在適用性方面得到保障，才能滿足之后環(huán)節(jié)的需求，幫助企業(yè)提升經(jīng)濟效益。

2機械設(shè)計中金屬材料的選擇策略

2.1選擇低能耗的金屬材料

我國在近些年一直推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，因此機械設(shè)計環(huán)節(jié)需要凸顯出節(jié)能環(huán)保的理念。金屬材料不僅要在性能標準方面符合機械設(shè)計制造的性能和工藝要求，而且要滿足體現(xiàn)綠色環(huán)保的相關(guān)要求，對于材料的選擇要傾向于低能耗低污染的類型[3]。因為金屬材料的種類比較多，各自的性能并不相同，所以對不同材料也要有區(qū)別性地選擇施工工藝。要達到降低加工過程能耗水平的目的，就要盡可能地選擇需要較少加工步驟的材料，在同樣能夠滿足機械設(shè)備生產(chǎn)制造要求的條件下，使加工金屬材料的過程能夠減少對能源的消耗和對環(huán)境的破壞，同時獲得經(jīng)濟和生態(tài)兩種效益，從而達到有利于機械制造企業(yè)能夠得到長期健康發(fā)展的目的。

2.2進行環(huán)保型材料的選擇

有部分金屬材料具有可再生、可回收的獨特優(yōu)勢的將它們運用在機械設(shè)計環(huán)節(jié)中能夠進行循環(huán)使用，在保護生態(tài)環(huán)境方面獲得良好的效果。所以選擇金屬材料時時候要優(yōu)先選用環(huán)保型的產(chǎn)品，在滿足經(jīng)濟成本方面的節(jié)約性的同時，還能夠滿足保護生態(tài)環(huán)境的綠色發(fā)展要求。設(shè)計制造不同的機械會涉及到不同類型的金屬材料，制作加工各類金屬材料時需要選用不同的工藝技術(shù)[4]。在能夠確保金屬材料性能適用的前提下，要有意識地選擇較少的種類，這樣能夠在很大程度上避免過多種類材料造成的后續(xù)回收難度的提高以及耗費更多材料等一些問題。

2.3選擇新型安全材料

國內(nèi)科技水平不斷提高使機械制造中應(yīng)用到越來越多種類的新型材料，新型材料往往比傳統(tǒng)材料具有更強的環(huán)保性和安全性，這些具有安全環(huán)保優(yōu)勢的新材料的廣泛運用帶來了應(yīng)用效果的顯著提高。傳統(tǒng)金屬材料通常具有一定的危害性，尤其是在后續(xù)的加工環(huán)節(jié)中，加工工序使其產(chǎn)生的化學變化經(jīng)常會形成有害氣體，不僅危害工人的身體健康，同時會對生態(tài)環(huán)境帶來破壞[5]。所以，選擇用于機械設(shè)計的金屬材料時，除了滿足實際生產(chǎn)加工需求，還要盡量擴大新型材料的使用范圍，通過在材料方面的合理探索和使用，帶來更好的經(jīng)濟效益和環(huán)保效果。

結(jié)語

我國經(jīng)濟社會發(fā)展水平不斷提高，制造業(yè)得到突飛猛進的發(fā)展，各種機械設(shè)備的數(shù)量和質(zhì)量要求標準也隨之提高。進行機械設(shè)計制造的基本要素之一就是金屬材料的使用是否能夠?qū)饘俨牧线M行科學合理的選用，對于機械設(shè)備的質(zhì)量和生產(chǎn)效益會產(chǎn)生重要的影響作用。因此，設(shè)計人員要充分重視這個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在選擇金屬材料時遵循各項基本原則，對材料在應(yīng)用過程中帶來的經(jīng)濟和生態(tài)效益進行綜合考量，只有兼顧各個方面因素，才可以保證機械設(shè)計獲得更好的效果。

參考文獻：

[1]李劍云，王芬芬.金屬材料在機械設(shè)計中的選擇與應(yīng)用[J].中國設(shè)備工程，2020（14）：188-189.

[2]王玲玲，張元華，孫立潔.簡析機械設(shè)計中金屬材料的選擇及應(yīng)用[J].南方農(nóng)機，2020，51（13）：123.

[3]王力.機械設(shè)計中金屬材料的選擇及應(yīng)用[J].南方農(nóng)機，2020，51（13）：128+131-132.