机械设计中的材料选择和应用探究

机械设计中的材料选择和应用探究

袁春涛

天元建设集团有限公司山东省临沂市276000

摘要：目前随着社会的进步和经济的快速发展，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，为了我国国民经济和工业的长远发展，工业行业对于机械设计的重视度也越来越高，但是在机械设计的实际过程中，对于材料的选择与应用还有很多有待完善的地方，本文结合我国机械设计的实际情况，对材料选择和应用提出了自己的看法，仅供参考。

关键词：机械设计；材料选择；应用

引言

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。

1机械设计加工材料选择的重要性

随着科学技术的不断发展，机械设计加工行业的机械设备、工具器具等的使用频率也在不断增加，一定程度上提升了企业的生产效率和经济效益，同时也凸显了机械设计加工材料选择和应用的重要性。设计人员在进行设计时，不仅需要重点考虑材料的尺寸、性能等因素，更要对各项材料的配合加工给予足够的重视，尽可能地提升设计的整体质量和效率。此外，由于我国是发展中国家，工业生产比重较大，工业生产所带来的能源消耗、环境污染等问题日益突出，如何利用环保节能、高效便捷的加工材料为机械设计服务是相关工作人员必须认真思考的问题。此外，科学合理地对机械设计加工所用的材料进行选择，不仅能够保证机械设计加工的质量和效率，增强企业的市场竞争力，而且能够在一定程度上降低企业的生产成本，提升企业的经济效益。总之，做好机械设计加工材料的选择，不仅能够有效提升机械设计加工的效率和整体质量，而且在一定程度上为我国工业的可持续发展打下了坚实的基础，为机械设计行业的进一步发展和壮大做出一定的贡献。

2在机械设计的材料选择中的注意事项

2.1机械制造材料成本的控制

在机械制造材料的选择过程中，应该注重材料的经济适用性，在保障材料能够满足基本的机械设计要求后，降低材料的成本，对其在模型铸造、生产以及装配等各个方面进行综合考量，使其材料的最大价值获得开发，而且对还要保证设计的刚性需求，使其能够满足机械设计的要求。例如，在机械设计过程中，外壳的设计要尽可能坚硬具有一定的空间结构，能够对其内部进行良好的保护。而弹簧做为机械制造中经常用到的部件，在材料的选择生则要求有足够的伸缩性。在具体的部位，各个机械材料的要求不尽相同，如果不对每一个部件的成本进行有效控制，那么在机械设计中将会存在巨大的成本压力，可能造成设计胎死腹中。所以，在保障基础性能的前提下尽可能地做好机械材料的成本控制非常有必要。

2.2加大对材料节能环保性的考虑

随着全面贯彻落实可持续发展理念的日益深化，机械制造领域的材料选择与应用成为社会各界关注的焦点。现阶段，公众的节能环保意识逐步增强，资源消耗及环境污染也成为环保工程的核心内容。要想切实保证可持续发展，首要前提就是加大资源利用率，杜绝过度消耗。为此，在机械设计过程中，确保材料选用的节能性和环保性至关重要。机械设计人员要严格履行可持续发展战略理念，在充分满足设计要求的基础上，优先选择低能耗、轻污染的材料，以节约不可再生资源，促进行业的快速发展。

2.3注重可持续发展理念原则

在选择机械设计材料的过程中，必须坚定不移的贯彻落实可持续发展战略方针，充分重视机械设计的稳步发展。机械设计人员需在满足设计需求的前提下，全面增大选用材料的利用率，拓展材料应用方向，挖掘潜力，以发挥材料的最大性能，有针对性的开展设计应用。

3完善机械设计中材料选择和应用的策略

3.1实用型机械材料的选择

实用型机械选材，在进行机械设计的过程中，要把实用性放在第一位，机械设计不同于艺术设计，不以美感做为判断其设计好坏的标准，而是以完成设计任务为前提。例如，在设计过程中，需要根据要求对材料进行一定程度的加工，如热切和锻造等，这些加工工序对材料的性质有着一定的要求，好的材料易于加工，良品率高。在生产产能达到的前提下，对于材料的耐磨性以及轻度有着一定的要求。所以说，根据机械设计的要求不同，加工材料也要进行合适的选择，使其能够满足机械设计要求。

3.2载荷类型材料的选择和应用

产品运行期间，往往会出现一些非正常问题，比如零部件不可以正常使用，从现象出现原因上进行分析，一个非常关键的原因就在于所选择好的材料具备较差负载力。此外，机械正常工作过程中，常常会发生机器突然失效问题，该现象出现的原因一般为材料荷载因素。所以说，为避免以上几种情况的发生就要在机械材料的选择上要多下功夫，做好该零件的工作荷载的估算。

3.3减少材料的复杂性，易于回收

机械设计通常情况下会用到金属材料，可供选择的材料非常多，钢材就可以达到上百种，这些钢材为机械的设计提供了丰富的材料选择，但是在维修以及回收方面存在着一定的难度，非常不利于材料的循环再利用。因此，在机械设计之初，除非必要，尽可能地减少不同材料的混搭，保证机械设计中的材料在满足其设计要求的前提下，尽可能地减少过多材料的使用。也要保证材料能够进行循环再利用，通过建立良好的回收过程，使资源能够得到节约。

3.4尽量选择无毒害材料

在机械设计的前期规划过程中，会涉及诸多类型的材料，与此同时，具有放射性的元素也会在部分特定的工业生产加工环节出现。采取无污染处理不仅能够避免其对生态环境造成不可逆的危害，还可以保护区域内居民的生命安全，具有相当重要的现实意义。

3.5提高人员综合素质

设计工作人员是整个机械设计材料选择和应用过程中的核心，不仅是机械设计工作的主体，会深刻影响到机械设计的工作效率，但是结合机械设计行业的实际情况来看，我国机械设计中工作人员的综合素质还不太理想，因此提高人员综合素质也就成了完善机械设计的重要工作，总的来说有以下几个方面的工作可以推进：第一，提高机械设计行业的入职门槛，从根本上提高工作人员的素质；其次，要发挥后期培训工作的作用，切实提高工作人员的专业技能，为机械设计行业的发展注入源源不断的活力。

结语

从上文对材料选择的分析，可以发现选择绿色材料更符合可持续发展要求，应用时也要多从节能环保的角度考虑，尽量减少在生产环节中使用不可再生材料，对废料的处理也要依据不同的性质分类，如是可降解的材料可直接进行填埋处理，不可自然降解的金属则可以进行重造。机械设计中的材料选择和应用是至关重要的环节，有助于解决机械材料供需失衡等问题，在设计的过程中，可以从选择和应用两个层面，有针对性的进行材料选择并以经济实用性和环保性作为应用要点，推进机械设计的发展。

参考文献：

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[2]周旭妮，周阳.机械设计中的材料选择和应用探讨[J].技术应用，2016（2）：146-147.

[3]吴宗烨.刍议机械设计中材料的选择和应用［J］.技术与市场，2015，（11）：123.