關(guān)于機械制造加工中的材料選擇的分析

裴卓洋 湖南省長沙市明德中學(xué)

關(guān)于機械制造加工中的材料選擇的分析

裴卓洋 湖南省長沙市明德中學(xué)

在機械制造加工中，材料的選擇至關(guān)重要。材料是機械制造加工的對象，不同的工藝、不同的產(chǎn)品，對于材料的需求與選擇都是不一樣的。不同的合金或非金屬材料，在性質(zhì)上有很大差異，適宜不同的產(chǎn)品與加工方式。本文將從使用要求、加工工藝、經(jīng)濟成本等方面進(jìn)行考量，分析機械制造中材料的選擇。希望可以對機械加工中的材料選擇起到參考借鑒的作用。

機械制造加工 材料選擇 使用要求 加工工藝 經(jīng)濟成本

在機械制造加工當(dāng)中，最為常用的材料就是鑄鐵和鋼，此外各類合金材料、非金屬材料等等都是比較常見的加工材料。這些材料在性質(zhì)上存在很大差異，有的硬度高、有的硬度低、有的脆性高、有的脆性低。這些各不相同的材料性能給機械制造加工帶來了不小的困難，如何選擇合理的加工材料，保證機械制造加工能夠得到高質(zhì)量的產(chǎn)品，都是需要考慮的。

1 從使用要求考量材料選擇

進(jìn)行機械制造加工的目的就是要通過加工活動得到可用的零部件產(chǎn)品，這些零部件產(chǎn)品都有固定的使用目的，在加工中若是不考慮其使用目的，導(dǎo)致材料選擇不當(dāng)。那么即便加工出來零部件尺寸非常適合，也可能因為材料性能問題導(dǎo)致這些零部件不能發(fā)揮出作用，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。從使用要求這個方面考量材料的選擇，需要從以下幾個方面展開。

1.1如果加工的零部件在尺寸上比較小，而且要求承受的載荷很大，或是自身質(zhì)量要求較輕，那么就可以考慮性能優(yōu)良、價格較貴的材料。這是因為使用性能要求高，那么材料的性能要求自然也就高。而尺寸較小，那么所需要用到的材料也不多，并不會造成太多的成本增加。

1.2如果零部件需要在使用中承受靜應(yīng)力，那么可以考慮選擇脆性材料或是塑料。而如果零部件需要承受沖擊載荷時，那么就應(yīng)該盡可能選擇塑料材料。這是因為塑料材料的沖擊韌性較好，能夠有效應(yīng)對來自外部的載荷沖擊。

1.3如果零部件要承受變應(yīng)力，那么就應(yīng)該從疲勞強度的角度出發(fā)，選擇疲勞強度較低的材料。并且需要注意的是，如果選擇疲勞強度較低的材料，那么還需要對材料結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行改變，或是對材料表面進(jìn)行硬化處理，提高材料性能。

1.4如果零部件對剛度的要求更高時，則在材料選擇上可以以一般材料為主，只是注意材料的尺寸以及剖面結(jié)構(gòu)形狀即可。

1.5如果要求零部件的耐磨性能良好，那么就可以選擇減磨材料。也可以選擇一般強度材料，對其表面進(jìn)行硬化處理提高耐磨性能即可。

2 從加工工藝考量材料選擇

加工工藝對于材料的選擇也具有很大的影響，不同的加工設(shè)備、不同的工藝要求、不同的加工刀具等，其適合加工的材料都存在差異。所以在機械制造加工當(dāng)中，對于材料的選擇也不能忽視加工工藝，需要從加工工藝的角度對加工材料做出合理的選擇。

2.1如果加工的零部件尺寸較大，那么在材料選擇上應(yīng)該考慮以鑄件或是焊接件為主。比如要加工一個500毫米或是更大尺寸的齒輪毛坯件，這在一般的設(shè)備條件下存在不小的困難。這時如果選擇鑄件或是焊接件，那么就大大減少了加工的難度。尤其是對于一些小規(guī)模的機械制造加工企業(yè)而言，在加工設(shè)備不夠齊全的情況下，這種材料選擇是最適宜的。

2.2如果加工的零部件形狀非常復(fù)雜時，想要利用一塊材料經(jīng)過多次加工成型顯然是比較困難的。尤其是存在一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)的時候，其加工難度就更高了，如箱型零部件。此時，選擇鑄件或是焊接件，可以大大提高加工的效率，也更容易保證加工成品的質(zhì)量。

3 從經(jīng)濟成本考量材料選擇

企業(yè)進(jìn)行機械制造加工的根本目的是為了獲得經(jīng)濟利益，如果在材料選擇上造成較大的成本開支，那么必然就會降低企業(yè)的生產(chǎn)效益。因此在進(jìn)行材料選擇的時候，必須要加強對經(jīng)濟成本的考量。

3.1如果在可選擇的材料范圍內(nèi)，存在低價格的材料，那么就不應(yīng)該為了其他目的而選擇其他高價格的材料。比如在加工某些零部件的時候，沒必要為了表面美觀或是其他原因選擇高價格的材料。

3.2鋼板相對于鑄鐵而言價格更高，但是在進(jìn)行小批量或是單件生產(chǎn)的時候，就可以選擇價格更高的鋼板。因為使用鑄鐵需要制造木模，而使用鋼板材料就可以節(jié)省木模制造的成本。

3.3在材料選擇上，應(yīng)該考慮到地理區(qū)位因素，即應(yīng)該優(yōu)先考慮本地材料，若是本地材料在使用要求或是加工工藝方面無法滿足，那么才應(yīng)該考慮其他地區(qū)的材料，如此可以節(jié)省材料的運輸費用。

3.4部分零部件可以劃分為幾個更加細(xì)小的構(gòu)成部分，而其中個別部分才是使用要求的關(guān)鍵所在，其他部分和使用要求并無太大直接關(guān)系。比如蝸輪輪齒在使用要求上需要具備良好的抗膠合能力以及耐磨性能，因此在材料選擇上就可以選擇較好的材料作為齒圈，選擇一般的材料作為輪齒，這樣可以節(jié)省不少成本。

3.5考慮到運輸、生產(chǎn)準(zhǔn)備、材料存放等方面的成本，在材料選擇上應(yīng)該盡可能減少品牌型號、品種規(guī)格，如此可以大大節(jié)省采購成本以及下料成本。

3.6在機械制造加工中，還需要考慮到材料的形狀尺寸等，盡可能減少加工過程中對材料造成的浪費，最大程度實現(xiàn)材料的利用。

4 結(jié)束語

機械制造加工生產(chǎn)中對材料的選擇需要從多個方面考量，對于有志于從事這方面工作的高中生而言，需要對使用要求、加工工藝以及經(jīng)濟成本這三個方面的材料選擇要求事項形成一定的認(rèn)知和掌握，努力學(xué)好相應(yīng)的科學(xué)文化知識，為自身將來發(fā)展打下基礎(chǔ)，為機械制造加工提供助力。

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