机械设计过程中机械材料的选择和应用

机械设计过程中机械材料的选择和应用

陈硕 储奎

武汉龙安集团有限责任公司 湖北 武汉 430000

摘要：在进行机械设计和生产的过程中，技术人员应该认识到材料选择的重要性，因为材料选择关系到产品的品质和实际使用情况。不仅需要材料适应机械设计标准，还需要达到国家可持续发展目的，对我国机械加工行业起到积极作用。基于此，本文对现有材料选择和运用中的问题以及机械设计过程中机械材料的选择和应用进行了分析。

关键词：机械设计；机械材料；选择应用

1 现有材料选择和运用中的问题

1.1 机械设计材料成本高

机械产品由不同机械部件组成，部件的零件组成更为复杂，行业对机械产品的质量标准较高，不仅需要硬度高，还需要满足多类指标，增加了机械设计选材的困难度，也让机械设计的材料成本变的极高，尤其是金属材料的筛选。这不仅对机械设计行业的成长产生不良影响，而且对我国工业的长久发展有不利影响，这也是机械设计的主要问题之一。

1.2 机械设计应用不恰当

机械设计所制造的工业产品专业性较强，要关注对机械设计重要点的掌控。我国的大部分工业行业中，对机械设计的运用还不够完整，基本是因为工作人员对机械设计的运用关键点不能充分掌控，不能全面考虑设计隐患，降低了机械设计的工作效益，不利于改善行业的资源分配，这是机械设计工作中相对严重缺陷。机械设计行业未来的发展前景远大，工作人员要加强对机械设计重点的了解。

2 机械设计过程中机械材料的选择和应用

2.1 低能耗型机械材料的选择和应用

在环保和节能理念的引导下，选用材料进行机械加工的过程中，需要考虑材料是否符合低耗能和低污染的要求。如果材料没有满足以上要求，就需要在加工之前进行热处理，同时增加预热反应的流程，以保障后续的各项工作能够顺利进行，在这一过程中必须小心谨慎，防止材料缩短或性能发生改变，导致最终生产出来的产品寿命缩短甚至报废。如果不重视这项工作，很容易导致材料后期预热，产生巨大的污染，对周边生态环境造成不利影响。为了最大限度地发挥出机械加工材料的性能，可以利用冷拔状态或热轧状态进行处理。同时，为了简化操作步骤，可以选择采用低能耗型的机械材料，确保整个机械生产工作流程的稳步进行。

2.2 采用金属材料回收利用处理

在许多机械设计中，所采取的金属材料的种类是多种多样的，就钢材料而言，就达到上百种之多。因此，在使用之后，需要对金属材料进行回收利用。但是，如果材料过多，相互混合在一起，那么，就无法使得后期进行很好的回收。这样导致了很大的资源利用的困难，同时，还会对于金属材料的循环利用的性能造成巨大的破坏。为了可以对金属材料进行回收利用，需要对于金属材料的选择和可循环性进行详细的选甄别。在具体应用过程中，一般采取的合金材料的材料元素越少，那么，金属的回收利用的价值就越大。

2.3 选用低能耗和低污染材料

在对材料进行选择的过程中，除了需要对其类型进行甄别之外，还应该考虑到材料的低能耗和低污染。因此，如果有需要提前进行预热处理的材料，而后因为热预反应出现问题，如果有不合理的情况，那么，就会造成材料的使用周期大大缩减，或者是其具体的性能出现损失的情况。因此这些材料在后期进行预热的时候，会对周围的环境产生很大的污染。所以在选择时，需要选择那些在热轧状态或者是冷拔状态下，都可以发挥较为优良性质的材料。或者尽量选择那些不需要进行提前预热的材料，或者是尽量少使用预热材料。在选择这种材料过程中，最常见的情况就是采取低淬透性的钢对齿轮进行锻造，因此，其也具有穿透性的加热，在其热量消退后，其表面就会产生一层淬硬。

2.4 经济型材料

在评价一个企业成功与否的过程中，通常会考虑到企业的经济和盈利，企业在经营的过程中十分注重经济成本，尤其在选用材料的过程中，应该尽量选择经济适用的材料。工作人员可以对设计的流程和整体要求进行初步的了解，明确需要购买的材料在整体设计中发挥的作用和特点，由此最大限度地发挥出机械材料的价值。在满足机械设计要求的基础上，应该尽量选择性价比较高的材料种类，同时还需要考虑回收再利用等方面的问题。在此基础上，采购人员需针对材料的整体价格和预算编制一个清晰的方案，在此过程中，主要考虑以下两个方面：首先，材料的选用应该满足机械设计的标准和要求，并且在满足条件的材料中选用价格比较低廉的；其次，还需要考虑材料的性价比，以及材料是否能够循环利用，优先选择性价比较高的材料。

2.5 实用性机械材料的选择和应用

材料的实用性是选择材料过程中应该考虑到的首要标准，同时也是保障后续机械设计和生产过程能够顺利进行的重要基础。在选用材料的过程中考虑材料的实用性和合理性能够有助于施工人员更加准确地利用材料，防止资源浪费。例如，在生产齿轮的过程中，应该首先考虑齿轮传动失效的形式，结合齿轮在后续工作中发挥的重要作用，然后还需要考虑齿面接触应力和弯曲疲劳强度等因素，同时需要结合加工环节的特点来选择外观和性能都比较优质的材料。从整体的角度来看，为了能够保障材料的性能和生产的需求能够匹配，应该尽量选用实用性比较强的机械材料。

2.6 根据材料特性进行选择和设计

机械设计中新型材料的选择及应用在机械设计中会涉及各种零件，不同零件在进行材料选择时也会有不同的要求。为减少零件问题，在选择材料时需要考虑机械设备性能的发挥。因此，设计人员需要认识到材料选择的重要性，针对每种材料的性能进行充分了解，再根据不同材料的不同性能和影响因素等来进行实验。并且使用这些材料来进行检验，例如，耐热实验、减震实验以及抗压实验等，使用不同材料能提升整体的机械性能，实现材料选择和机械设计的有效对接。除此之外，设计人员在选择材料时也要重点考虑材料的价格，减少设计过程中的成本消耗。

2.7 严格控制机械产品的加工制度

在进行机械设计的材料选择中，我们也需要严格控制机械产品的加工制度。机械产品的加工制度不但会影响到机械产品的加工质量同时也会对其加工效率造成一定的影响。因此，为了可以加快机械产品的加工效率，我们需要进一步完善机械产品的加工制度，并加强对机械产品加工资度的控制与管理。我们也需要加强对机械产品加工过程的监控，从而避免加工机械产品加工人员在加工过程中出现失误等问题。

2.8 采用回收再利用的策略

因为金属材料广泛用于机械设计中，而且材料类型较多，因此钢材种类繁多，尤其是在机械设计和应用经过中，必须将各种金属材料相互混合，极大地降低了金属材料的利用率。为了加强废料的回收率，一定要对不同类型的废料进行筛选，特别是对废料的可回收性实行深化探究。一般而言，材料的基本元素种类较少，构成元素越少回收率越高。

3 结束语

随着社会经济的不断发展，机械产品的品种趋于多样化。因此，机械企业在机械设计和加工过程中，必须考虑各种因素。通过合理选择材料和科学使用金工润滑剂，不仅可以有效降低企业的加工成本，而且可以延长机械设备的使用寿命，大大提高机械设计加工企业的经济效益。而且，企业需要对机械设计加工进行科学管理，大力培养设计人员和加工人员，不仅可以大大提高设计人员的专业知识和技能，而且在进行设计工作时可以综合考虑各种影响因素，也可以有效提高机械产品设计工作的质量。

参考文献：

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