淺談機械設計中材料的選擇方法

鄺光照（中山凱旋真空技術工程有限公司,廣東中山528400）

淺談機械設計中材料的選擇方法

鄺光照
（中山凱旋真空技術工程有限公司,廣東中山528400）

伴隨著我國經濟的不斷發展，各類各樣的機械被廣泛的應用到人們的生活工作中，人們對于機械的質量和性能的追求也與日俱增。對于機械設計材料的選擇一直是人們關注的焦點，因此怎樣才能在設計機械時選擇性能優良、質量好的材料成為機械設計者們不得不面臨的一個問題。當今社會上倡導節能減排、綠色環保的生活方式，政府也加大了對環境污染的整治力度。本文以機械設計材料的實用性、環保性、經濟性為標準，提出了幾點機械設計中材料選擇的可行性高的辦法。

機械設計;材料;選擇;辦法

機械設計制造行業在我國的經濟的發展中起了很大作用，是我國經濟的支柱性產業，為我國GDP的增長做出了非常大的貢獻。機械設計中材料的選擇與機械的質量有著直接的聯系，它間接影響著我國經濟的整體水平。隨著社會的進步，在機械設計時，我們要考慮的不僅僅是怎樣提高機械的質量，還要積極順應科學發展觀的要求，為我國經濟的長遠目標貢獻一份力量。

1　機械設計中選擇材料的意義

我國的重工業產業已經成為夕陽產業，用于生產機械的原材料也使用過量，而社會的發展需要更多的機械產品，這就造成了需求量高與原材料少的矛盾。為解決這一矛盾，滿足社會發展和人們生活的對機械產品的大量需求，可以從兩個方面著手，一方面是著力提高機械設計產品的質量，在不破壞產品功能的基礎上增加它的的使用年限；另一方面應該選擇綠色環保的材料，同時注意提高材料的利用率，在有限的材料上創造出無限的價值，避免不必要的浪費。

2　機械設計中材料的選擇方法

2.1以機械材料的實用性和價格為考察點

（1）在選擇機械設計的材料時，首先應該考慮的問題就是材料的實用性和經濟性，這是機械設計產品能否受到人們認可的關鍵。因為機械設計制造中的加工工藝繁多且復雜，為應對各種不同的工藝對機械設計材料的不同的需求，在選擇機械設計材料時，應該綜合考慮加工時所要用的工藝標準，在保證不損害材料的實用性和經濟性前提下，選擇合適的機械設計材料。比如，鍛造技術要求機械設計材料有較高的吸氣性、流動性、熱塑性、彈性[1]。如果達不到工藝要求的標準，會影響機械設計產品的質量和使用功能，甚至會因為材料的不合格而制造不出設計的機械產品。因為機械設計制造大多數情況下需要批量加工，所以在選擇材料時應該選擇產量高、易獲得、價格低、質量好的原材料。

（2）在關注機械設計材料的實用性的同時，還要重視它的經濟性，以能用最少的投資獲得更大的經濟效益。在產品實用性不受影響的基礎上，設計人員盡量選用價格低廉的機械設計材料。在機械設計材料的選擇上，不僅僅要考慮當前大價格成本，還要考慮到材料的回收利用率，制造過程中機械設計材料的利用率，在結合了各個因素之后，選擇最佳的機械設計材料。

2.2以機械材料的綠色環保性為考察點

社會的發展進步離不開機械設計制造業的推動，隨著近些年機械設計行業的迅猛發展，機械設計材料也越來越少，經濟的發展給自然環境造成了巨大的傷害。由于機械設計材料都是不可再生資源，有限的資源和無限的社會需要之間的矛盾日益突出。在這種社會環境下，在對機械設計材料進行選擇時應重點考慮材料的環保性，設計人員的選擇重點應該放在回收性高、耗能小、成本低的環保性的材料上[2]。因為機械設計階段是機械制造的開始，堅持綠色環保理念是制造過程的一個良好開端，在機械設計階段多花一些精力選擇合適的材料，不僅能有效地降低成本，還能減少制作過程中因選用不合適的材料而導致的材料、資金、時間的浪費和環境的污染。創新性材料的使用，也可以為設計師提供更多的設計靈感，從而提高機械產品的實用性、美觀性、安全性。

2.3以機械產品的工作環境為考察點

因為機械設計材料的性能各有千秋，在不同環境下工作的機械產品所需要的材料的性能也會隨環境的變化而變化。不同性能的材料在不同的環境下的物理反應也明顯的不同，如果機械產品的材料選擇出現失誤，就會導致機械產品的功能受到影響。例如在高溫、低溫環境下金屬的熱脹冷縮反應十分明顯，設計者必須根據金屬的這一特性根據機械產品的工作環境選用不同的金屬，否則機械產品的質量就得不到保障[3]。設計師必須充分了解機械產品的工作環境，比如氣溫、濕度、噪音等因素都應該囊括在內，只有這樣在選擇材料的時候才能充分考慮材料的特性和環境是否符合，制造出來的機械產品才能更好地投入生產生活使用。

2.4大膽使用新材料、采用新的制造工藝

科技的進步帶給我們的不僅僅是國家綜合實力的提升，它還應該和人們的日常生活息息相關。科學家們研制出的新材料不能只在研究室里發揮作用，還應該在社會生活中發光發熱，怎樣才能讓更多的人切實享受到科技進步的福利，是機械設計者們應該考慮問題。選擇機械設計材料，把眼光放在傳統材料上的同時還要注意創新性材料的選擇使用，這不僅可以大大減少數量緊張的傳統材料的用量，緩解當前的矛盾，還有利于發現新材料的社會實用性，讓新材料更好地造福社會。此外，許多新材料的性能遠遠高于傳統的材料，新的制造工藝能夠完成傳統工藝所不能達到的要求，將這些材料運和工藝用于機械產品，可以在一定程度上提高產品的功能和質量，增強產品的市場競爭力，有的新材料還能提高機械產品的使用壽命，這在一定意義上提高了產品的節能環保性。

3　結束語

目前能用于機械產品設計制造的材料有很多，這就給機械設計師在材料的選擇上出了難題。在機械設計過程中，必須對要選用的材料性能做深入的研究分析，綜合考慮機械設計材料的實用性、成本價格、綠色環保性和機械產品的工作環境等情況，從而選擇合適的材機械設計材料。機械設計制造行業關系到我國的經濟發展的質量和速度，是我國經濟中支柱性產業之一。為了能讓這一行業保持它原有的活力，提高行業競爭力，應該選用創新性材料和新的制造工藝，為機械設計制造行業注入新的生命力。

[1]劉洋君.機械設計中的材料的選擇和應用[J].湖南農機,2012(09):92-93.

[2]韓俊平.機械設計中的材料的選擇和應用[J].科協論壇(下半月),2013(12):153-154.

[3]屈新波.現代新材料在產品設計中的應用研究[D].北京服裝學院,2010.

[4]張丹丹.綠色設計中材料選擇關鍵技術研究[D].山東科技大學,2011.

鄺光照（1985—），男，廣東陽東人，本科，機械工程師，研究方向：機械設計。