胡乾亮

摘 要：機械設(shè)計過程中機械材料的選擇和應(yīng)用是十分重要的，其直接影響到機械設(shè)計的質(zhì)量和效率，所以本文以機械設(shè)計過程中機械材料的選擇和應(yīng)用展開討論和分析，提出在選擇機械材料過程中需要注意的事項，并為機械材料的選擇提出建議，以供相關(guān)專業(yè)人士參考。

關(guān)鍵詞：機械設(shè)計；材料選擇；應(yīng)用

1、機械設(shè)計中材料應(yīng)用和選擇的意義

在中國國民經(jīng)濟發(fā)展的過程中，機械工業(yè)是一個非常重要的支柱產(chǎn)業(yè)，對中國經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了推動作用。機械設(shè)計行業(yè)的材料應(yīng)用和選擇是一項非常重要的任務(wù)，特別是在我國提出科學(xué)發(fā)展觀要求之后，在機械設(shè)計過程中將重點放在機械設(shè)計材料的選擇和應(yīng)用上。在工業(yè)化過程中，不僅要注意機械設(shè)計的發(fā)展，還要考慮到環(huán)境保護和經(jīng)濟效益走向可持續(xù)發(fā)展的必要性。

隨著我國工業(yè)化進程越來越快，可用于機械設(shè)計的材料數(shù)量越來越少。但是，機械設(shè)計材料的需求量正在日益增加，這與世界上資源匱乏和社會發(fā)展沖突情況。為了滿足消費者的物質(zhì)文化需求，提高消費水平，機械設(shè)計行業(yè)開始尋求一種既能滿足機械設(shè)計的適用性和經(jīng)濟性，又能滿足機械設(shè)計可持續(xù)發(fā)展的材料選擇新途徑。這種改進方式充分利用有限的資源，只有協(xié)調(diào)機械設(shè)計材料的應(yīng)用和選擇，才能進一步發(fā)展機械設(shè)計工作，使整個機械工業(yè)成為社會發(fā)展做出重大貢獻。

2、應(yīng)用和選擇機械設(shè)計時的注意事項

2.1遵循經(jīng)濟性和適用型的理念

選擇材料進行機械設(shè)計時，不僅要遵循經(jīng)濟性和適用性，在選擇材料時還要特別注意。在選擇材料時，應(yīng)以機械零件制造的合理性為依據(jù)，并考慮零部件的焊接工藝和鑄造工藝，無論是熱處理工藝還是切割工藝都是為了滿足機械設(shè)計應(yīng)用的要求。在判斷機械鑄造工藝是否符合標準時，可以從鑄造工藝變形、收縮、流動性等方面提出不同的要求，另外，鍛造工藝要求材料必須符合鍛造冷卻要求，并滿足可鍛性、沖壓等要求。只有當選定的材料符合這些部件的要求時，才能完成并滿足機械部件的要求才能加工，而整個機械在制造過程中，機械部件被用作生產(chǎn)更令人滿意的機械設(shè)備的基礎(chǔ)。同時，機械材料的選擇也應(yīng)該注意材料的經(jīng)濟性。一般來說，原材料的選擇必須符合適用性的要求，并盡量選擇一些便宜且易于獲得的原材料，此外，關(guān)注材料的利用率也非常關(guān)鍵，只有材料的可用性才能保證材料的經(jīng)濟性，并確保整個機械設(shè)計行業(yè)取得了長足的發(fā)展。

2.2將綠色環(huán)保放在機械設(shè)計材料選擇的首位

在選擇和應(yīng)用材料進行機械設(shè)計時，我們也應(yīng)該重視材料的環(huán)境保護。隨著中國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，也給我國帶來了嚴重的生態(tài)環(huán)境問題，給我國的自然環(huán)境造成了很大的破壞，如今資源短缺已成為世界性問題。因此，在發(fā)展經(jīng)濟的同時保持綠色生態(tài)環(huán)境已成為世界各國關(guān)注的重要話題。機械設(shè)計也是如此，所用原料必須符合環(huán)保要求，確保低成本、低能耗、高效率，以不斷減少對環(huán)境的污染。科學(xué)家對機械設(shè)計進行了全面研究，通過研究發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計一些鑄件時，生產(chǎn)鑄件的成本在70%至80%之間，但鑄件的收益僅有百分之五。因此，在機械設(shè)計過程中倡導(dǎo)綠色環(huán)保的生產(chǎn)方式，不僅可以為環(huán)保做出貢獻，還可以大大降低生產(chǎn)過程中使用的原材料成本，從而減少一些無用的能源消耗。另外，創(chuàng)新空間的使用也可以在環(huán)保方面發(fā)揮良好的作用，從而滿足機械設(shè)計過程中的環(huán)保要求。

2.3堅持貫徹可持續(xù)發(fā)展觀

我國社會經(jīng)濟發(fā)展迅速，為了使生態(tài)環(huán)保與經(jīng)濟發(fā)展得到協(xié)調(diào)，我國提出了可持續(xù)發(fā)展的理念。在進行機械設(shè)計的材料選擇時必須堅持可持續(xù)發(fā)展觀的要求，因為可持續(xù)發(fā)展原則可以更好地將材料使用和機械設(shè)計進行整合，并且可以挖掘出一種材料多種功能的潛力，不僅為機械設(shè)計節(jié)約了成本，而且?guī)ьI(lǐng)機械設(shè)計走上了一條穩(wěn)定、全面、可持續(xù)發(fā)展的道路。

3、機械設(shè)計中材料的選擇

3.1載荷型材料的選擇

在機械設(shè)計過程中，機械部件是否能正常工作一般取決于機械材料的外部載荷性能。為了防止和解決組件故障的問題，可以使用機械組件來解決這個問題。部件的一般故障是由于部件的外部負載與部件的性能之間可能存在沖突，這導(dǎo)致在選擇機械材料時需要選擇滿足負載性能的材料，以便負載型材料可以達到標準。在材料選擇中，負載的性能可以分為兩個不同的方面：首先，在外部負載產(chǎn)生的力作用下，組件似乎扭曲。此時，應(yīng)力通常集中在材料表面，表示為零。部件之間的控制效果由材料表面的屬性決定。因此，在選擇機械設(shè)計材料時，選用低碳鋼滲碳或選用中碳鋼作為機械零部件的原材料都可承受一定的載荷力。通過這種方式選擇和加工的零件通?？梢员ＷC零件的質(zhì)量。其次，由于某些零部件在使用過程中需要承受一定的上拉力或壓縮量，因此選擇材料時應(yīng)選擇性能分布更均勻的材料。這些材料可以增強部件橫截面上的應(yīng)力。在設(shè)計和加工過程中使材料更高效地工作。

3.2選用可回收利用的材料

在進行機械制造時，可以選用的金屬材料種類十分豐富，單說鋼材就已經(jīng)超過了百余種。但是在進行機械設(shè)計時，由于會將多種材料擺放堆砌在一起，所以在使用材料時很難對材料進行區(qū)分，這就給回收利用材料帶來了很大的難度。所以，在選擇材料時應(yīng)當注意材料的循環(huán)利用性，可以將一些合金材料或者相對比較單一的零部件作為使用的材料，這樣不僅材料的元件有所減少，而且也可以很好地解決材料帶給環(huán)境的壓力，使材料的循環(huán)利用可回收性都得到了提高。

4、機械設(shè)計常用的材料

在機械設(shè)計過程中，一些材料非常普遍。只有充分了解這些材料的性質(zhì)，才能在使用這些材料時更加合理和有效。首先，聚合物材料通常將一些合成纖維和塑料統(tǒng)稱為高分子材料。與其他材料相比，這些材料具有廣泛的來源，并在自然界的許多組成部分中找到，并進行提取，例如：使用天然氣提取高分子材料是一個很好的例子，當使用聚合物材料時，不僅材料消耗的能量非常低，而且材料本身的密度相對較小，這使其具有良好的延展性。第二，金屬材料，我們可以看到很多項目中金屬材料的外觀?？梢钥闯?，金屬材料的應(yīng)用非常廣泛。有關(guān)人員對金屬材料的使用情況進行了專項統(tǒng)計，機械產(chǎn)品中有百分比，超過百分之九十的人使用金屬材料。在許多金屬材料中，大多數(shù)都使用鋼材，這是因為鋼本身的性能非常好，其韌性和強度都符合其使用標準。此外，該材料的價格非常低，該材料可用于生產(chǎn)的許多方面，這些特性也表明鋼材非常適合機械材料的設(shè)計。第三，復(fù)合材料通常由兩種或更多種不同的材料組成。在生產(chǎn)過程中，兩種或更多種不同類型的新材料以化學(xué)方式結(jié)合形成復(fù)合型材料，復(fù)合材料可以滿足許多不同的生產(chǎn)工藝，所以復(fù)合材料的應(yīng)用非常廣泛。復(fù)合材料的日常分類一般可分為非金屬材料和金屬材料。例如，一些合金基金屬材料屬于復(fù)合材料，而新的非金屬材料如橡膠和樹脂也屬于復(fù)合材料。

5、結(jié)語

綜上所述，在整個機械設(shè)計的環(huán)節(jié)中，選擇材料并且充分地利用材料是機械設(shè)計的核心內(nèi)容，這非常有利于機械設(shè)計水平的提高。因此，在進行機械設(shè)計時，應(yīng)當首先選擇合適的設(shè)計材料，在生產(chǎn)過程中運用科學(xué)的制造工藝，最終做到環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟的效益相互統(tǒng)一，使我國機械設(shè)計真正走向可持續(xù)發(fā)展的道路。

參考文獻

[1]張柱.關(guān)于化工機械設(shè)計材料選擇標準及問題的探討[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2018，38（06）：9-10.

[2]馬德良.試述機械設(shè)計中材料的選擇和應(yīng)用[J].建材與裝飾，2016（31）：101-102.

[3]時培玉.淺析化工機械設(shè)計中材料的選擇和應(yīng)用[J].化工管理，2015（21）：150+152.

[4]程錦鋒.探析當前機械設(shè)計加工過程中存在的問題及其對策[J].課程教育研究，2015（10）：218.

（作者身份證號碼：321023198607132410）