机械设计的材料选择和应用

机械设计的材料选择和应用

李勇王雅君李焜

（大连工业大学，辽宁省大连市）

摘要：改革开放以来，我国的国民经济迅速发展，为科学技术的进步营造了一个较为稳定的外部环境，作为工业发展的中坚力量，机械设计不仅是工业发展中的重要技术，同时也是经济建设过程中的重要组成，材料的选择与应用是机械设计的两个重要环节，能为机械行业的后期生产指明方向。本文立足于机械设计中的材料，通过分析和探讨机械设计中材料选择与应用的重大意义、材料的选择原则、材料的应用原则，认为搞好机械材料选择及其应用工作对于实现社会的节能减排，创造更多的经济效益，促进整个机械行业快速发展有着重要作用。

关键词：机械设计；材料选择；应用探究

随着我国工业的快速发展，机械设计技术的应用越来越广泛，机械设计的技术水平是工业化水平中的重要组成，对工业行业能发挥很重要的导向作用，所以在各行各业中的应用都比较广泛，通过优化机械设计的材料选择和应用工作，一方面能降低工业的生产成本，同时也能提高工业的资源使用效率和经济效益，但是结合我国机械设计的实际情况来看，在材料选择和相关应用上还有很大的提升空间，这对于相关行业来说不仅是挑战，也是机遇。

一、完善机械设计中材料选择和应用的必要性

机械设计工作与寻常的工业设计有很大的差异，不仅设计成本比较高，而且设计的过程也比较复杂，对于行业工作来说是一个工作重点，也是一个工作难点，当今时代，机械设计与经济发展之间的联系越来越密切，机械设计在影响工业生产效率的同时也会影响到工业产品的质量，由此可以看出机械设计工作的重要性，材料选择和应用就更是机械设计工作中的重点，一直以来都是机械设计中的难点，可以说是整个机械设计的基础，因为只有采用优质的原材料，才能生产出质量上乘的工业产品。社会的进步使得对机械设计的市场需求也在进一步的增加，这就导致了材料的短缺，而机械设计中的材料是零件生产的基本要素，只有将材料的供应及选择得到妥善的处理才能促进机械设计的可持续发展。机械设计中的一些材料在当前发展中已经成了稀缺资源，社会发展需求和机械设计间的矛盾日益突出，在这一过程中机械设计中的材料选择应用的空间也被挤压，所以在有限的发展空间下对机械设计的材料选择应用就更加的重要。

二、我国机械设计中的材料选择和应用的问题

(一)机械设计材料成本过高

机械产品是由多个机械部件构成的，而一个机械部件的组成已经比较复杂，机械产品就更是如此了，再加上工业对于机械产品的质量要求还比较高，不仅要有较强的硬度，也要符合很多其他的指标，这就加大了机械设计材料选择工作的难度，同时也使得机械设计的材料成本变高，特别是金属材料的选择(如下图所示)，不仅对机械设计行业的发展造成了负面影响，同时也不利于我国工业的长远发展，这也是机械设计过程中的一个主要问题。

(二)机械设计应用不合理

机械设计所生产的工业产品针对性都比较强，所以在具体应用的过程中也要注意对机械设计关键点的把握，但是在我国的大多数工业行业中，对于机械设计的应用还不尽完善，主要是因为工作人员对机械设计的应用要点没有进行充分的把握，再加上在机械设计的应用过程中没有充分考虑问题的全面性，自然也就会降低机械设计的工作效率，对于优化行业的资源合理配置也非常不利，这也是机械设计工作中比较严重的一个弊端，为了机械设计行业的长远发展，工作人员要强化对机械设计关键点的认识。

三、机械设计中材料的应用原则

材料的应用是材料选择的延伸，对整个机械设计工作至关重要。因此，在做好选材工作的同时，还要体现材料应用的实用性和经济性。对机械设计过程中的载荷型材料选择应用比较重要，由于实际的机械设计过程中，会存在着材料不能使用或者是作用得不到发挥这样的情况。出现这一问题的重要因素就是其外在的负荷水平相对比较差，另外就是有些材料在功能的正常发挥中以及运行良好的情况下会出现抑制失效的问题，这些也是由于选择的材料载荷存在的一些问题。多以对这一问题的解决主要是对材料选择应用过程中要对材料的载荷能力加以充分的估算，这样才能最大化的保证材料的作用能得到充分发挥。对于机械材料的加工，有很多种加工技术可供选择，如车工工艺、锻造工艺以及热处理工艺等，不同的加工工艺对材料的应用要求是不同的。车工工艺是以车床进行加工的工序方法，它可用于加工各种回转成型面。

机械设计中的材料选择应用要选择能耗低污染少的材料，要能在热处理程序相对较少材料方面进行选择，当不能有效的避免热处理只有在热处理少的层面得以保障，通过低淬透性钢对齿轮加以制造，保障其穿透性加热，并在材料冷却之后就能够使得材料淬硬。还有就是要对热反应材料处理加以避免，材料要能够在热轧状况下及冷拔状况下将其性能得到充分发挥。

在保证各个零部件的材料都能满足各种加工工艺要求的基础上，还要根据企业的发展状况，对机械材料的加工成本实施有效的控制，以体现材料应用的经济性。以日本的汽车制造为例，从一个小小的零件到整个车身，日本汽车的整个设计过程都十分重视机械材料的加工成本，为了降低成本，日本的汽车企业不断更新设计理念和制造技术。最终以低成本的价格，高性能的汽车迅速占领国际市场。由此可见控制机械材料的加工成本对企业的经济效益有着深远影响。

四、结语

从上述叙述中可以看出，机械设计中的材料选择和应用是一项比较复杂的工作，事关我国工业的长远发展，但是在实际的工作过程中不仅是机遇，也有挑战，为了更好地推进和完善机械设计工作，因此，在机械设计中在材料选择和应用上要对各方面因素加以考虑。在材料的选用上不仅需要满足设计要求，同时要确保材料具有较强的经济性、实用性、环保性，为机械设计行业发展打下良好基础。

参考文献

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