淺析機械設計過程中機械材料的選擇和應用

馮浩強 劉向陽

【摘 要】隨著經濟的不斷發展，各種機械企業也得到快速的發展。對于這些企業而言，面對日益激烈的市場競爭，他們要想提高自身的市場份額并進行更好的發展，需要提高機械生產的效率，同時也要注重對產品質量的提升。要想將產品質量進行提高，機械企業還需對產品進行合理設計，所以在企業發展的過程中，機械設計工作起著極為重要的作用。機械設計工作的合理性不論是對產品制造的質量還是其成本都有著極大的影響，對于企業的可持續發展也有著直接關聯。本文對機械設計過程中機械材料的選擇和應用進行分析，以供參考。

【關鍵詞】機械設計;材料選擇;應用

引言

現代化時代給以我國機械制造企業的發展帶來機會，機械制造企業不負眾望緊跟現代化工業強國目標引領，在日常競爭日益激烈的當下能夠及時找準定位，進而取得了巨大的發展與進步。而機械制造行業在較短的時間內得以迅速發展起來，主要是源于其在材料的選擇與應用上，這一點是不可否認的。但市場上還存在著一些因素影響著該行業的發展，其中表現較為明顯是環境日益惡化的當下，由于我們過度的開采資源以及大批地開設工廠，使得我們賴以生存的環境遭受了巨大的破壞，資源的匱乏將會在很大程度上引發機械制造企業缺乏原材料等問題，進而阻礙機械制造行業整體的發展。

1合理選擇機械材料的重要意義

在國內科技水平有助于有序經濟發展的現階段，社會上人們的生活方式和工作方式發生了巨大變化，他們通過各種機械工具，對機械材料的發展起到了強大的推動作用。隨著社會發展，對設備材料的需求越來越大，相應生產企業的數量也在增加。這樣一來，行業市場上的競爭就會大大增加。作為生產企業，只能不斷提高整體質量，脫離行業市場。機械設備材料質量的逐步提高，使國內機械設備質量取得了顯著進步，從更深的角度擴大了其影響范圍，為提高國家競爭力作出了有力貢獻。此外，新機械設備在全社會廣泛應用，導致社會生產力顯著提高，國內工業化速度加快，經濟持續增長。

2機械設計中材料選擇的關鍵因素

2.1了解材料的屬性與利用價值

在機械設計中材料選擇的關鍵性要素首先有了解材料的屬性與利用價值。在上文中曾提到機械的質量、價格成本等因素與其所選用的材料具有十分密切的聯系。因此為了可以更好地保障機械的質量，我們需要在進行機械設計與加工前進一步對材料的相關屬性與利用價值進行了解，從而根據機械設備的用途而選用其所適合的材料。此外，材料的利用價值也會對機械設計造成嚴重的影響。例如，若選用利用價值較小的材料，那么這無疑會導致機械設計的價格成本出現較大的提升。故而為了可以有效降低機械設計的成本，我們需要選用利用價值較高的材料進行機械設計。

2.2嚴格控制機械產品的加工制度

在進行機械設計的材料選擇中，我們也需要嚴格控制機械產品的加工制度。機械產品的加工制度不但會影響到機械產品的加工質量同時也會對其加工效率造成一定的影響。因此，為了可以加快機械產品的加工效率，我們需要進一步完善機械產品的加工制度，并加強對機械產品加工資度的控制與管理。我們也需要加強對機械產品加工過程的監控，從而避免加工機械產品加工人員在加工過程中出現失誤等問題。

2.3充分考慮運行環境

在機械設計階段，材料的質量和強度是兩個不能忽略的元素。選擇材料時，機械材料運行的環境是提高機械工程整體質量的前提條件。同時，機械工程師可能會受到直接和深刻的環境因素的影響，如果不關注環境因素，可能會導致有害的結果。當操作環境為酸時，由于金屬材料的特性，很容易溶解。在這種情況下，應選擇和保護防腐材料;如果操作環境潮濕，則可能會腐蝕機械零部件。

3機械設計中材料的選擇與應用

3.1載荷類型材料的選擇

在機械的設計環節中，對于多種元件和材料進行選擇，應該考慮到最終的使用效率。但是，在很多情況下，很多材料的選擇都沒有辦法得到具體的運用，因此，產生了很大的浪費。這類問題最主要的原因就是被淘汰材料或者是元件并沒有起到較為有效的載荷能力，因此，也就不能發揮出其材料本身的優勢。所以，在對于機械進行設計的過程中，需要對于材料的載荷進行詳細的選擇，比如，可以使用低碳鋼滲碳等方法。

3.2選擇實用性的材料

進行機械材料選擇，第一要考慮的就是材料的使用性。對于那些鍵機械加工中有著突出效果的材料，應該在選擇之前根據不同的設計要求進行深入的分析，從而選擇可以使用的材料。這樣有利于對于材料的科學分配和合理使用，不會因此而造成大量的浪費。比如，對于加工環節，應該選擇那些硬度較高的材料;而在一些需要對于外觀進行優質的環節，就應該選擇相應的材料。通過不同的要求，來確定材料的使用性，而進行選擇和限定。

3.3選用經濟的材料

在機械設計選擇材料過程中，經濟成本也是最重要的因素。在設計過程中，相關的人員需要根據設計的整個過程的具體步驟進行詳細的了解，并且對各個過程的各種特點進行總結。這樣才可以選擇性價比更高的機械材料，大大地發揮材料的價值，使得機械的設計能夠符合相關的要求。而不同的機械材料具有不同的性能，需要對材料的使用性能進行深入的探究，才可以選擇性價比更高的經濟型材料，而且還需符合相關的設計標準。此外，需要對于機械材料的整體預算進行控制，主要依據兩個方面的原則：一方面是需要完成機械設計的要求，在保證完成的過程中選擇價格較低的材料;而另一方面，是選擇那些性價比較高的材料，尤其是可以循環利用的材料，應該被優先選擇。從能源降耗問題方面，合理地控制機械設計的成本，從而使整個項目的經濟收益得到有效的提高。

結束語

隨著社會經濟的不斷發展，機械產品的品種也趨于多元化，所以在開展機械設計加工工作期間，機械企業必須要對多方面因素進行考慮，通過對材料進行合理選擇、對金屬加工潤滑劑進行科學應用，不僅能有效降低企業的加工成本，同時也能延長機械設備的使用壽命，而機械設計加工企業生產的經濟效益也會隨之得到大幅度提高。不僅如此，企業還需對機械設計加工工作進行科學管理，對于設計、加工人員也要進行大力的培訓，這樣不但設計人員的專業知識及技能可以得到大幅度提升，同時在開展設計工作時他們也能對多方面影響因素進行綜合考慮，這樣也可有效的提高機械產品設計工作的質量。

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（作者單位：河南工學院機械工程學院）