對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)加工中的材料的選擇和應(yīng)用問題的分析

魏旭+張振峰

[摘 要]機(jī)械化的加快使得機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)迅速擴(kuò)大。本文簡(jiǎn)述了在機(jī)械設(shè)計(jì)加工中材料選擇的三大注意事項(xiàng)，即材料質(zhì)量和價(jià)格、材料的綠色環(huán)保性和材料的充分可持續(xù)利用，并提出了提高機(jī)械設(shè)計(jì)加工材料的合理選擇和應(yīng)用的建議。旨在為相關(guān)工作者提供借鑒和參考。

[關(guān)鍵詞]機(jī)械設(shè)計(jì)加工：材料選擇和應(yīng)用；經(jīng)濟(jì)環(huán)保

中圖分類號(hào)：TU841 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）45-0266-01

引言

機(jī)械行業(yè)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展下迅速崛起，在其規(guī)模不斷擴(kuò)大的同時(shí)，人們對(duì)其設(shè)計(jì)要求也越來越高。其加工材料的選用不僅要滿足客戶的要求，也要響應(yīng)新時(shí)代的號(hào)召，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、綠色、環(huán)保，以保持我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。因此，加大對(duì)機(jī)械加工材料的選擇應(yīng)用問題的研究就顯得十分重要。

1 對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)加工中材料選擇應(yīng)用的注意事項(xiàng)

1.1 材料質(zhì)量和價(jià)格

在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，材料質(zhì)量和價(jià)格是材料選擇的一大考慮點(diǎn)。首先要確保材料的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，根據(jù)設(shè)計(jì)方案，充分考慮到機(jī)械加工過程中的各種加工條件和因素：一，鑄造溫度和加工工藝以及裝配和焊接等；二，保證材料滿足抗彎、收縮、流動(dòng)和吸氣的要求；三，較強(qiáng)的耐磨性、穩(wěn)定性、成品冷卻性以及鍛造性；四，焊接時(shí)的可塑性和適用性。在滿足質(zhì)量要求的前提下，盡量選擇低價(jià)格的材料，結(jié)合工程預(yù)算，使工程效益實(shí)現(xiàn)最大化。

1.2 材料的綠色環(huán)保性

在國(guó)際倡導(dǎo)“綠色環(huán)?！钡拇蟊尘跋?，選擇綠色環(huán)保的加工材料是機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇的方向。在科技的不斷推動(dòng)下，資源浪費(fèi)與環(huán)境污染的問題愈加尖銳，環(huán)保已成為新時(shí)期的建設(shè)中心。因此，機(jī)械化的發(fā)展進(jìn)程越快越要注意秉持綠色環(huán)保和節(jié)能的理念，在機(jī)械加工原材料的根源上選擇綠色環(huán)保材料。不斷優(yōu)化機(jī)械設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，提高不可再生資源的再次利用率，使得機(jī)械行業(yè)在綠色環(huán)保的保護(hù)傘下穩(wěn)步向前發(fā)展。

1.3 材料的充分可持續(xù)利用

跟隨國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的腳步，選擇充分持續(xù)利用的原材料是保證機(jī)械設(shè)計(jì)加工順利發(fā)展的有效手段。使用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)充分利用機(jī)械材料，并對(duì)可循環(huán)利用的材料進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，是時(shí)代發(fā)展的要求。例如水資源的循環(huán)利用等。不斷降低機(jī)械設(shè)計(jì)的成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2 如何提高機(jī)械設(shè)計(jì)加工材料的合理選擇和應(yīng)用

2.1 對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化

設(shè)計(jì)技術(shù)人員應(yīng)該從訂單跟進(jìn)，對(duì)訂單管理進(jìn)行優(yōu)化，從源頭上提高機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。根據(jù)圖紙規(guī)劃的訂單投料記錄，進(jìn)行訂單下達(dá)的相關(guān)設(shè)計(jì)工作。生產(chǎn)訂單接收與生產(chǎn)訂單的制作過程中，技術(shù)人員應(yīng)該做好生產(chǎn)訂單管理和生產(chǎn)訂單跟蹤的相關(guān)工作。在下達(dá)作業(yè)計(jì)劃的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該按照每周一次的頻率對(duì)機(jī)械零部件的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行敦促監(jiān)工，從而保證機(jī)械產(chǎn)品制造的速度和質(zhì)量。機(jī)械產(chǎn)品制造的監(jiān)察工作應(yīng)該落實(shí)到每日的作業(yè)計(jì)劃中去，從作業(yè)計(jì)劃管理和作業(yè)計(jì)劃跟蹤兩個(gè)方面入手顯著提升機(jī)械設(shè)計(jì)的效率。每日的機(jī)械零部件生產(chǎn)包括采集投料量工作和投料檢驗(yàn)兩個(gè)方面，技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品制造的生產(chǎn)訂單安排進(jìn)行投料量的計(jì)算。并且，根據(jù)投料檢驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的方案優(yōu)化。圖1為材料設(shè)計(jì)的基本流程。

2.2 對(duì)機(jī)械產(chǎn)品選材進(jìn)行甄別

在材料選擇時(shí)，要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，甄別各種材料，確保材料的健康和環(huán)保。并且，機(jī)械材料本身必須是無毒無害，對(duì)周圍的人群生命健康安全不會(huì)產(chǎn)生威脅。例如在設(shè)計(jì)中常見的高密度聚乙烯管，其材質(zhì)很容易對(duì)環(huán)境及周圍人員產(chǎn)生危害，因此，在生產(chǎn)過程中要確保其技術(shù)指標(biāo)及選材的綠色環(huán)保。材料的外套管密度應(yīng)該控制在940-960kg/m，可以采用GB1033的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行材料質(zhì)量檢測(cè)。高密度材料的拉伸強(qiáng)度應(yīng)該不小于20MPA，采用GB8804.2的國(guó)家綠色材料檢驗(yàn)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確保材料的選擇符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的需要。另外，在材料的選擇過程中，技術(shù)人員還應(yīng)該做好其他指標(biāo)的選擇與控制工作。從拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、耐環(huán)境應(yīng)力開裂和縱向回縮率多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析，從而嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，顯著提升機(jī)械設(shè)計(jì)活動(dòng)中的材料性能。機(jī)械設(shè)計(jì)中我們使用鋼結(jié)構(gòu)材料，進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的鋼管及鋼制管件的制作一般會(huì)采用公稱直徑DN20-150的材料。采用Q-235鋼材進(jìn)行無縫鋼管的制作，確保性能指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及綠色環(huán)保的需要。

2.3 做好訂單管理與設(shè)計(jì)理念的一系列貫徹工作

在進(jìn)行訂單材料的投放記錄時(shí)，應(yīng)該依據(jù)相應(yīng)的投料憑證。在訂單投料的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該做好材料投放與回收的分析工作，確保投料量上傳與投料量反沖的正確性。做好訂單收料量的記錄工作，按照收料量的采集情況，進(jìn)行收料量計(jì)算與移庫(kù)單制作工作。在收料檢驗(yàn)的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該做好產(chǎn)出品參數(shù)記錄，并且對(duì)機(jī)械產(chǎn)品材料的運(yùn)用情況，進(jìn)行移庫(kù)單轉(zhuǎn)至下道工序的處理。工業(yè)項(xiàng)目的機(jī)械產(chǎn)品綠色創(chuàng)新設(shè)計(jì)相關(guān)負(fù)責(zé)人，應(yīng)該安排一些具有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的工人參與到設(shè)計(jì)活動(dòng)中去，針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品運(yùn)行中最容易出現(xiàn)損耗的部分進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出一套保護(hù)機(jī)械產(chǎn)品核心零部件的可行性方案。機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的過程中，首先應(yīng)該考慮的問題就是要重視材料的選用，應(yīng)該淘汰部分落后的生產(chǎn)原材料。國(guó)家在這一設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該起到一定的監(jiān)督作用，防止企業(yè)為了刻意地節(jié)約生產(chǎn)成本，使用了對(duì)于環(huán)境具有較強(qiáng)污染性的原材料進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)。例如，我國(guó)在家用電器的冰箱產(chǎn)品設(shè)計(jì)監(jiān)管中，深入貫徹綠色設(shè)計(jì)理念的應(yīng)用指導(dǎo)方針。

3 結(jié)束語

總之，機(jī)械設(shè)計(jì)的材料選擇是做好機(jī)械設(shè)計(jì)的重要一環(huán)，在進(jìn)行材料選擇時(shí)，一定要遵循環(huán)保節(jié)能的原則，選擇經(jīng)濟(jì)適用的材料。只有做好材料的選擇，才能使得機(jī)械制造行業(yè)的潛能在最大程度上得到發(fā)揮，并快速平穩(wěn)發(fā)展。在科技的大力推動(dòng)下，我國(guó)的工業(yè)水平及機(jī)械化水平都會(huì)迅速提高，這就會(huì)帶來更大的資源消耗，因此，面對(duì)環(huán)境污染和能源不斷短缺的挑戰(zhàn)，對(duì)機(jī)械材料的合理選擇任重道遠(yuǎn)，科研工作者應(yīng)該加大對(duì)其的研究。保證我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展之路越走越遠(yuǎn)，并實(shí)現(xiàn)機(jī)械行業(yè)新的發(fā)展。

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