（昆明市交通技工學(xué)校 云南昆明 650109）

引言

隨著國(guó)家對(duì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷推進(jìn)，機(jī)械逐漸被人們重視，從而使機(jī)械行業(yè)在社會(huì)中的地位逐漸提高。機(jī)械將會(huì)在未來(lái)的發(fā)展中成為社會(huì)中的中堅(jiān)力量。機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械行業(yè)的基礎(chǔ)，在機(jī)械行業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，材料的選擇又是基礎(chǔ)的基礎(chǔ)，因此對(duì)該項(xiàng)環(huán)節(jié)進(jìn)行深入探討和研究有著深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)的選材重要性分析

機(jī)械設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)是材料的應(yīng)用選擇，對(duì)機(jī)械來(lái)說(shuō)，材料至關(guān)重要，它的好壞可以影響到自身的功能與質(zhì)量，現(xiàn)下資源稀缺情勢(shì)下，機(jī)械設(shè)計(jì)必須本著材料正確應(yīng)用選擇的可持續(xù)原則，注重材料的經(jīng)濟(jì)性能與質(zhì)量，這也是保證工業(yè)正常發(fā)展需求的一大策略，隨著全球一體化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，機(jī)械工程在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的發(fā)展地位都越來(lái)越關(guān)鍵。當(dāng)前很多機(jī)械設(shè)計(jì)原材料已經(jīng)被消耗透支，無(wú)法滿足正常供應(yīng)，單以科學(xué)發(fā)展觀來(lái)看，實(shí)現(xiàn)材料選用的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保性，是以后發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此充分對(duì)每一份機(jī)械材料都利用完善，是機(jī)械選材應(yīng)用過(guò)程中各個(gè)要點(diǎn)內(nèi)容的發(fā)展焦點(diǎn)。

二、材料選擇的原則

1.載荷性材料

在化工實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，化工設(shè)備通常面臨以下兩種情況 ：第一，在化工設(shè)備正常運(yùn)作過(guò)程中，設(shè)備中的某一種或某一類(lèi)零部件需要承受較多的作用力。較多的受力會(huì)使零件出現(xiàn)磨損甚至形變，造成設(shè)備使用壽命縮短。因此，對(duì)于一些在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中受力較多的零件，需要考慮材料的耐磨性以及韌性等，可以考慮用強(qiáng)度較高韌性較強(qiáng)的在低碳鋼中滲碳的方式進(jìn)行這類(lèi)零件的材料加工。第二，對(duì)于一些受力均勻的設(shè)備，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的力會(huì)均勻的施加在這些零件上。不論是擠壓或是拉伸，零部件都可以保持受力平衡的狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)某一部分磨損速度較快的情況。

2.常見(jiàn)鋼材料的選擇

在化工機(jī)械設(shè)計(jì)中，鋼材是比較常用的機(jī)械材料之一。常用的鋼材料有兩種：碳素鋼和合金鋼。碳素鋼加工出來(lái)的機(jī)械零件性能穩(wěn)定，普遍適用于大對(duì)數(shù)種類(lèi)的零件加工。除此之外，受?chē)?guó)際鋼鐵價(jià)格的影響，國(guó)內(nèi)碳素鋼價(jià)格較低，使用碳素鋼作為加工材料可以降低企業(yè)成本。但是，碳素鋼中由于其碳含量較高，在具有較高強(qiáng)度的同時(shí)韌性較低。對(duì)于一些體積較大的零件，由于零件的某些部分在實(shí)際使用時(shí)會(huì)受力較大，韌性不佳會(huì)導(dǎo)致零件損壞，因此不適合加工大體積零件。

三、經(jīng)濟(jì)合理的選擇機(jī)械使用的材料

1.功能性材料的選擇

在機(jī)械材料選擇時(shí)，根據(jù)不同部件的功能要求，其所用的材料的性能需求就不同，根據(jù)材料特性，做到材料在不同零部件位置上的合理應(yīng)用，比如，部分零件應(yīng)該用到支撐力相對(duì)較強(qiáng)的位置，而一些臨建則需要用在耐磨性能要求較高的地方。還有一些零件是外觀件，對(duì)外觀有較高要求。所以說(shuō)，機(jī)械設(shè)計(jì)期間，實(shí)施材料選擇的時(shí)候，必須要清楚各個(gè)零部件所具有的功能要求，然后結(jié)合個(gè)性化要求，合理選擇性能水平較高的機(jī)械材料。

2.經(jīng)濟(jì)實(shí)用

在進(jìn)行材料選擇時(shí)，要注意結(jié)合用到的制作工藝。不同的材料具有不同的特性，因此不同材料所適用的制作工藝也不同。只有合適的材料才能進(jìn)行零件加工滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。同時(shí)，在注意實(shí)用性的基礎(chǔ)上要注意降低制造成本。對(duì)于一些要求較低的零部件。在材料選擇時(shí)要注意經(jīng)濟(jì)，在滿足適用的基礎(chǔ)上控制成本。

3.恰當(dāng)?shù)倪x擇零件的加工工藝

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完的機(jī)械零部件進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，需要采用相關(guān)工藝進(jìn)行處理以提高零件綜合性能，這就要求設(shè)計(jì)人員應(yīng)具體分析不同機(jī)械材料考慮選用處理工藝的復(fù)雜度，確定最佳的工藝方案，才能使機(jī)械零部件順利進(jìn)行生產(chǎn)，防止個(gè)別零部件由于加工工藝的不協(xié)調(diào)，影響整臺(tái)機(jī)械的生產(chǎn)進(jìn)度。例如我們熟知傳動(dòng)軸加工工藝路線，總結(jié)口訣的話：下料—車(chē)兩端面、鉆中心孔—粗車(chē)各外圓—調(diào)質(zhì)—修研中心孔—半精車(chē)各外圓、車(chē)槽、倒角—車(chē)螺紋—?jiǎng)濇I槽加工線—銑鍵槽—修研中心孔—磨削—檢驗(yàn)。有時(shí)不是所有的軸的加工上面所有的工序都有，那就要求設(shè)計(jì)的工藝路線進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，使其總體的加工時(shí)間與機(jī)械其他零部件的加工時(shí)間相一致，使整臺(tái)機(jī)械各部分的零部件合理進(jìn)行生產(chǎn)，進(jìn)度一致。

4.低能耗機(jī)械選材

可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)充分滲透于各個(gè)行業(yè)之間，機(jī)械設(shè)計(jì)這個(gè)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展更為重要，因此必須保證材料的選擇可以滿足無(wú)污染、低能耗兩個(gè)應(yīng)用條件。機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)的材料加工可以進(jìn)行消耗與環(huán)保方法的重點(diǎn)考慮，在具備影響力較大的幾個(gè)加工處理工種上嚴(yán)格篩選材料，比如，熱處理這項(xiàng)工藝，它對(duì)機(jī)器設(shè)備有著非常大的壽命及性能影響，且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，盡量對(duì)這項(xiàng)工藝過(guò)程進(jìn)行規(guī)避，是明智之舉。可以在設(shè)計(jì)中選擇一些冷、熱軋狀態(tài)下依舊可以發(fā)揮良好性能的材料進(jìn)行選擇。如果一定要進(jìn)行熱處理加工，應(yīng)當(dāng)在材料的選擇上，本著容易處理的材料，方便簡(jiǎn)化處理流程，減少污染和消耗。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著近年來(lái)化工產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，化工工藝及相關(guān)技術(shù)不斷更新，對(duì)化工機(jī)械設(shè)備的要求也越來(lái)越高。通過(guò)對(duì)化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選用的研究，選擇合適的加工材料，在滿足化工生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用的同時(shí)也可以進(jìn)一步降低企業(yè)成本，提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命，提高企業(yè)效益。總之，在機(jī)械設(shè)計(jì)的材料選擇上要做到適用性和經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一，環(huán)保性與節(jié)能性相結(jié)合。