機械設(shè)計中的材料的選擇和應(yīng)用

李新強　徐其偉

摘 要：在機械設(shè)計中，有很多值得注意的問題。設(shè)計是保證產(chǎn)品的先進性和適用性的重要環(huán)節(jié)。因此，在設(shè)計的過程中，必須選擇優(yōu)質(zhì)的材料，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。本文將探究機械設(shè)計中材料的選擇和應(yīng)用，為相關(guān)工作提出建議。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；材料；選擇；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.019

0 引言

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，機械化程度成為衡量工業(yè)水平的重要標(biāo)志。機械設(shè)備走進各種工業(yè)生產(chǎn)車間，甚至走進家庭，應(yīng)用的領(lǐng)域和范圍越來越廣，在生產(chǎn)生活中發(fā)揮了重要的作用，提供了便利條件。因此，機械的安全性和實用性十分重要，這與設(shè)計材料的選擇有不可分割的聯(lián)系。

1 材料選擇的重要性

在工業(yè)發(fā)展的過程中，機械設(shè)備也不斷的進步，對材料的要求也越來越高。在國內(nèi)的加工條件的限制下，很多機械的更新出現(xiàn)了問題，這些問題將影響機械的質(zhì)量和性能。如果材料的強度達不到要求，生產(chǎn)出來的設(shè)備就不能按照計劃工作，工作的范圍和質(zhì)量都會受到影響[1]。同時，嚴(yán)重的工業(yè)污染使人們的環(huán)保意日益增強，環(huán)保部門也越來越重視這項工作，工業(yè)生產(chǎn)不得不關(guān)注生產(chǎn)過程中的污染問題，機械設(shè)備在使用的過程中也會造成一定的污染，因此，需要選擇環(huán)保節(jié)能的機械設(shè)備和生產(chǎn)方式，這也是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。這就要求在機械設(shè)計中，選擇環(huán)保性的材料。

2 選擇和應(yīng)用材料的原則

2.1 經(jīng)濟適用性

在機械設(shè)計中，應(yīng)優(yōu)先考慮材料的經(jīng)濟性和適用性。設(shè)計人員應(yīng)全面了解設(shè)計工藝，并結(jié)合設(shè)計需求，選擇最經(jīng)濟適用的材料，最大程度發(fā)揮材料的性能，符合設(shè)計要求。保證材料具有良好的收縮性和沖壓性、可鍛性等。不同的材料有不同的特征，能滿足機械設(shè)計的不同需求。在既定的工藝條件下，根據(jù)材料的性能，科學(xué)的選擇與應(yīng)用，這樣才能保證機械制造工程健康、持續(xù)發(fā)展。在滿足適用性的同時，要考慮材料的經(jīng)濟性，生產(chǎn)機械設(shè)備的資金投入也是有限的，不能為了滿足適用性不顧及生產(chǎn)成本。要做到既滿足標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求，又經(jīng)濟實惠，節(jié)約人力財力，減少生產(chǎn)成本，為企業(yè)創(chuàng)造更多的利潤。

2.2 環(huán)保節(jié)能性

節(jié)能環(huán)保是當(dāng)前經(jīng)濟發(fā)展形勢的要求，也是企業(yè)的必然選擇。社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展提高了人們的生活水平，同時也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源資源的枯竭，工業(yè)企業(yè)如果始終不關(guān)注這方面的問題，生產(chǎn)活動將難以持續(xù)下去。治理環(huán)境污染和防止能源枯竭是重要的發(fā)展問題[2]。要實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，必須控制生產(chǎn)過程中的資源消耗。在保證設(shè)計需求得到滿足的情況下，應(yīng)盡量選擇污染小、能耗低的材料，節(jié)約不可再生資源，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3 材料的選擇應(yīng)用

3.1 選擇適用性的材料

在機械設(shè)計中，選擇材料首先要考慮材料的實用性。在機械生產(chǎn)的過程中，材料要根據(jù)設(shè)計方案進行各種處理，如切削、鑄造、熱處理等，這些處理方法對材料的要求很嚴(yán)格，針對不同的處理方式，要選擇特性符合要求的材料，確保加工的過程中不出現(xiàn)不必要的損失。材料的強度和耐磨性也很重要，在設(shè)計的時候也要考慮到，這可能會對材料加工后的外觀有一些影響，因此，需要根據(jù)不同的設(shè)計要求選擇不同特性的材料，同時滿足設(shè)計和加工的需求。

3.2 選擇無害的材料

機械加工中使用的材料一般都含有危害性元素，這些元素不僅會給環(huán)境帶來污染，還會影響人體健康。在選擇材料的時候要進行檢測，盡量減少有害材料的使用。如果必須使用有毒害的材料，應(yīng)該在加工的過程中適當(dāng)?shù)奶幚?，避免在與人體接觸時，對人體造成傷害。

3.3 選擇可回收的材料

機械生產(chǎn)的過程中使用的材料絕大部分都是金屬的，有些金屬產(chǎn)量很低，屬于稀有物質(zhì)，在機械生產(chǎn)的過程中大量投入使用會使這種資源逐漸減少，瀕臨枯竭，如果不找到代替的材料，會影響機械生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。鋼材是機械生產(chǎn)中常用的材料，這類材料回收相對困難。應(yīng)該選擇可循環(huán)利用的材料，這樣能進一步減少環(huán)境污染，降低資源損耗。

3.4 選擇載荷型材料

機械加工的過程中會出現(xiàn)材料失效的情況，這是因為在設(shè)計的時候，選擇的材料在負(fù)荷能力上存在偏差[3]。想要保證機械設(shè)計方案的有效性，必須清楚的了解材料的性能，慎重的選擇。選擇的材料必須有較強的荷載能力，并且滿足整體的設(shè)計需求。

3.5 選擇低消耗的材料

當(dāng)前，在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求下，各行業(yè)的發(fā)展都應(yīng)充分考慮耗能問題。機械設(shè)計工作也是如此，必須盡量選擇無污染、低消耗的材料。在生產(chǎn)的過程中，也要采用低消耗的環(huán)保方式來加工材料。熱處理是一種常見的處理方法，但這種方法影響材料的性能和使用壽命，而且會給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。因此，應(yīng)該盡量避免使用這種處理方式。在設(shè)計的時候就要考慮到這個問題，盡量選擇不需要熱處理的材料，有效降低能耗。

4 結(jié)語

綜上所述，機械設(shè)備已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活中的重要組成部分，使生產(chǎn)活動變得更高效，節(jié)省了人力和資金。在設(shè)計過程中，材料的選擇和利用是保證機械良好性能的關(guān)鍵。機械設(shè)計必須充分考慮材料的經(jīng)濟性、實用性和環(huán)保性。

參考文獻：

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[3]杜洪亮.試論機械設(shè)計中的材料的選擇和應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，

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