蔡勝

【摘 要】本文首先分析了機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇，例如功能性材料、合金鋼與碳素鋼材料、載荷類型材料、低消耗材料等。隨后文章提出了機(jī)械設(shè)計(jì)中材料使用應(yīng)該注意的問題，例如經(jīng)濟(jì)性和適用性的有效統(tǒng)一、注重設(shè)計(jì)的環(huán)保節(jié)能效果、注重材料的實(shí)用性等問題，希望能給相關(guān)人士提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)；材料選擇；應(yīng)用思考

在機(jī)械生產(chǎn)過程中最為重要的環(huán)節(jié)就是機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要重視材料的合理選擇與使用，機(jī)械材料的選擇決定了機(jī)械生產(chǎn)的整體質(zhì)量，同時(shí)可以促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為此，機(jī)械制造的相關(guān)管理人員應(yīng)該重視其機(jī)械材料的合理應(yīng)用于選擇，從多方面角度入手，考慮到材料的實(shí)際使用性能與范圍，通過對材料的合理選擇來提高機(jī)械制造行業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，并實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的目的，提高人民群眾的生活質(zhì)量，促進(jìn)我國綠色經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇

（一）功能性材料

在選擇機(jī)械材料時(shí)，要注意制造部件的不同，對于功能性質(zhì)的要求也有所不同，為此在選擇機(jī)械材料之前要詳細(xì)掌握材料的不特性，從而保證在選擇材料時(shí)能夠滿足部件的應(yīng)用需求。例如部分機(jī)械零件需要在機(jī)械制造中安裝到需要較大支撐力的部位，而部分機(jī)械零件則需要安裝在具有較強(qiáng)耐磨要求的位置。有的零件則是需要具備良好的外觀條件，主要的作用就是美化作用。由此我們可以看出在選擇安裝零件時(shí)，需要對設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)有一個(gè)大致的了解，同時(shí)掌握不同部位的不同功能要求，隨后在根據(jù)個(gè)性化的設(shè)計(jì)需求來選擇高性能的機(jī)械材料。

（二）合金鋼與碳素鋼材料

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，所使用的最為普遍的金屬材料就是碳素鋼材料。碳素鋼這種材料的加工過程十分簡單，同時(shí)所需要的施工成本也比較低，但是實(shí)際應(yīng)用范圍卻有所限制。碳素鋼的硬度和韌度都比較差，因此不適合大尺寸零件的加工過程。而在這總情況下，合金鋼應(yīng)運(yùn)而生，相關(guān)研究人員通過將合金元素添加到碳素鋼的制造之中，從而產(chǎn)生合金鋼，有效提高了碳素鋼自身的硬度和韌性，這一過程就如同對碳素鋼進(jìn)行了淬透作用。除此之外，合金鋼在碳素鋼的基礎(chǔ)上還使機(jī)械材料的耐磨性得到了一定的提升。在特殊的實(shí)踐操作下，將碳素鋼轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂辛己檬褂眯阅艿暮辖痄摚坏行岣吡瞬牧系氖褂眯阅?，還減少了資源的浪費(fèi)現(xiàn)象，有助于機(jī)械制造行業(yè)的綠色發(fā)展。

（三）載荷類型材料

在機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些意外問題，例如機(jī)械的內(nèi)部零件突然無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而產(chǎn)生這種問題的主要原因就是沒有合理選擇機(jī)械材料，導(dǎo)致材料的負(fù)載能力較差。除此之外，在機(jī)械的實(shí)際運(yùn)行過程中，機(jī)器經(jīng)常會(huì)發(fā)生突然停運(yùn)的事件，而出現(xiàn)這種問題的原因就是材料荷載力的影響。因此為了機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有效避免上述問題發(fā)生，促進(jìn)機(jī)械的順利運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對機(jī)械材料進(jìn)行深入研究，在了解機(jī)械材料不同使用性能的基礎(chǔ)上計(jì)算好機(jī)械零件自身的負(fù)荷能力，從而為機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ)的保障。

（四）低消耗材料

為了促進(jìn)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在選擇和使用相關(guān)機(jī)械材料過程中應(yīng)該在最大程度上使用環(huán)保節(jié)能型材料。比如部分產(chǎn)品在進(jìn)行生產(chǎn)制造的過程中需要選擇具有較強(qiáng)防腐能力的機(jī)械材料來應(yīng)對環(huán)境較為惡劣的施工情況，其中有的機(jī)械制造廠家會(huì)選擇塑料質(zhì)量或是不銹鋼等材料，而有的生產(chǎn)廠家則會(huì)利用噴涂方式來實(shí)現(xiàn)提高機(jī)械制造的防腐效果，然而在對機(jī)械表面進(jìn)行噴圖施工時(shí)，所產(chǎn)生的污染較大，會(huì)對自然環(huán)境造成嚴(yán)重的不良影響，從而不利于機(jī)械制造整體操作環(huán)節(jié)的可持續(xù)發(fā)展。由此相關(guān)設(shè)計(jì)者要認(rèn)識到噴涂方式的不良影響，從而盡量避免使用噴涂方式來進(jìn)行防腐性操作，要通過提高機(jī)械材料的自身性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)防腐的目的。除此之外，部分性能較差的材料，需要通過相關(guān)的熱處理操作才能有效提高材料的使用性能，但是在進(jìn)行熱處理時(shí)，整個(gè)操作過程中也會(huì)對環(huán)境造成一些不良影響，由此要盡量避免選擇需要進(jìn)行熱處理的材料，或是使用熱處理操作較少的材料。

二、在機(jī)械設(shè)計(jì)使用材料時(shí)應(yīng)該注意哪些事項(xiàng)

（一）經(jīng)濟(jì)性和適用性的有效統(tǒng)一

目前在機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)選擇所使用的材料時(shí)，應(yīng)該堅(jiān)持適用性與經(jīng)濟(jì)性有效統(tǒng)一的原則。在機(jī)械制造的實(shí)際操作過程中，相關(guān)生產(chǎn)人員應(yīng)該將機(jī)械材料的實(shí)際生產(chǎn)步驟作為選擇參考。正常情況下，機(jī)械設(shè)計(jì)中的不同類型不僅需要不同的機(jī)械材料，所使用的實(shí)際操作技術(shù)也有所不同，在機(jī)械的切削方式、焊接工藝以及鑄造工藝等方面均具有不同的要求。因此在材料的最終使用過程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員為了讓機(jī)械材料的性能充分發(fā)揮出來，需要提高機(jī)械材料的適用性。與此同時(shí)，為了保證機(jī)械零部件能夠?qū)⒆陨硇в谜０l(fā)揮出來，需要合理選擇機(jī)械材料，同時(shí)在最大程度上提高材料自身的經(jīng)濟(jì)性能，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)效益的最大化[1]。

（二）注重設(shè)計(jì)的環(huán)保節(jié)能效果

國家提出的綠色持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)在社會(huì)中的各個(gè)行業(yè)中普及開來，而機(jī)械制造領(lǐng)域中引用可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃有助于提高制造業(yè)的社會(huì)競爭力，促進(jìn)制造企業(yè)的平穩(wěn)持續(xù)發(fā)展。因此在使用材料時(shí)要避免高能耗和高污染的材料。可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃在我國一直是發(fā)展的重點(diǎn)目標(biāo)，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵目的是讓社會(huì)中的各層企業(yè)都能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營中的環(huán)保化與節(jié)能化。在當(dāng)前的發(fā)展情況下，各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)需要以相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為基礎(chǔ)進(jìn)行科學(xué)生產(chǎn)建設(shè)，將國家提出的環(huán)保原則作為企業(yè)生產(chǎn)建設(shè)的基礎(chǔ)，將國家的環(huán)保建設(shè)方面的方針政策落到實(shí)處[2]。在生產(chǎn)機(jī)械的過程中會(huì)使用大量的無法再生的資源，假如相關(guān)生產(chǎn)廠家過度消耗這些寶貴資源，就可能會(huì)給機(jī)械產(chǎn)品的正常運(yùn)行帶來一定的安全隱患，從而降低機(jī)械產(chǎn)品的安全性，為了減少這種事件的發(fā)生頻率，需要相關(guān)設(shè)計(jì)人員在開始就要制定好相關(guān)的使用方案，同時(shí)在操作過程中堅(jiān)持國家要求的環(huán)保節(jié)能理念，在最大程度上使用污染程度較低、能源消耗較少的機(jī)械材料，同時(shí)將其當(dāng)作主要機(jī)械材料來使用。

（三）注重材料的實(shí)用性

機(jī)械材料是否能夠有效應(yīng)用到機(jī)械生產(chǎn)當(dāng)中是材料選擇的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。由于機(jī)械制造中需要經(jīng)過多種加工環(huán)節(jié)，同時(shí)在不同的加工環(huán)節(jié)中還有不同的技術(shù)要求，為此要選擇具有較強(qiáng)實(shí)用性的機(jī)械材料。比如在進(jìn)行機(jī)械焊接的過程中，在基礎(chǔ)的焊接環(huán)境下，要使用能夠滿足焊接要求，以及具有一定焊接敏感度的機(jī)械材料，而在進(jìn)行機(jī)械鍛造的過程中需要使用能夠滿足各種鍛造要求的材料。因此在機(jī)械設(shè)計(jì)中要選擇具有較強(qiáng)實(shí)用性的機(jī)械材料。除此之外，還要兼顧生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，從機(jī)械制造的整體角度入手，在最大程度上降低材料與加工的支出費(fèi)用，從而為機(jī)械制造行業(yè)的順利發(fā)展提供基礎(chǔ)的保障。

三、結(jié)語

綜上所述，隨著我國社會(huì)的持續(xù)發(fā)展，特別是科技的不斷進(jìn)步，我國的機(jī)械設(shè)計(jì)也得到了一定的發(fā)展，而材料的選擇優(yōu)勢機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)，對于機(jī)械的順利生產(chǎn)具有重要的影響，為此在機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)選擇相關(guān)的材料時(shí)，應(yīng)該從多方面角度入手，合理選擇各種機(jī)械材料，在保證材料使用效果的基礎(chǔ)上，還要滿足國家的綠色發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王翠萍.機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（09）：7.

[2]明習(xí)鳳.淺析機(jī)械設(shè)計(jì)過程中機(jī)械材料的選擇和應(yīng)用[J].電子世界，2018（08）：81+83.