机械设计中的材料选择和应用探究

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热度0票  浏览100次 时间：2019年11月11日 11:25

 朱晓东

（兰州铝业有限公司 甘肃 兰州 730000）

【摘要】 机械材料作为机械制造的基础，对于装备制造业来讲具有重要的战略意义。在机械设计中进行材料的科学选择，能够使机械发挥出较好的性能。良好的材料在机械设计中也占有着重要的位置，影响着机械设计，决定着机械的性能。

【关键词】 机械设计；材料；环保

doi：10.12159/j.issn.2095-6630.2019.14.0806

引言

随着我国工业的快速发展，机械设计技术的应用越来越广泛，机械设计的技术水平是工业化水平中的重要组成，对工业行业能发挥很重要的导向作用，所以在各行各业中的应用都比较广泛，通过优化机械设计的材料选择和应用工作，一方面能降低工业的生产成本，同时也能提高工业的资源使用效率和经济效益，但是结合我国机械设计的实际情况来看，在材料选择和相关应用上还有很大的提升空间，这对于相关行业来说不仅是挑战，也是机遇。

1 完善机械设计中材料选择和应用的必要性

机械设计工作与寻常的工业设计有很大的差异，不仅设计成本比较高，而且设计的过程也比较复杂，对于行业工作来说是一个工作重点，也是一个工作难点，当今时代，机械设计与经济发展之间的联系越来越密切，机械设计在影响工业生产效率的同时也会影响到工业产品的质量，由此可以看出机械设计工作的重要性，材料选择和应用就更是机械设计工作中的重点，一直以来都是机械设计中的难点，可以说是整个机械设计的基础，因为只有采用优质的原材料，才能生产出质量上乘的工业产品。伴随工业的迅猛发展，资源的开采量也越来越大，机械设计中原材料的成本也越来越高，所以行业要扩大科研力度，选择稀有原材料的替代品，大幅度降低机械设计的成本，并充分结合市场需求，进行机械设计的合理应用，保障机械设计在各个行业的长远健康发展。

2?在机械设计的材料选择中的注意事项

2.1 机械制造材料成本的控制

在机械制造材料的选择过程中，应该注重材料的经济适用性，在保障材料能够满足基本的机械设计要求后，降低材料的成本，对其在模型铸造、生产以及装配等各个方面进行综合考量，使其材料的最大价值获得开发，而且对还要保证设计的刚性需求，使其能够满足机械设计的要求。例如，在机械设计过程中，外壳的设计要尽可能坚硬具有一定的空间结构，能够对其内部进行良好的保护。而弹簧作为机械制造中经常用到的部件，在材料的选择生则要求有足够的伸缩性。在具体的部位，各个机械材料的要求不尽相同，如果不对每一个部件的成本进行有效控制，那么在机械设计中将会存在巨大的成本压力，可能造成设计胎死腹中。所以，在保障基础性能的前提下尽可能地做好机械材料的成本控制非常有必要。

2.2 材料的环保要求

随着经济建设的发展，人们逐渐认识到工业生产不可避免地会对环境造成一定的危害，过去粗放的经济发展模式已经被完全摒弃，我国也加深了对环境保护的认识，并积极采取了行动和措施，使环保理念深入人心，为了能缓和人与自然的矛盾，在机械制造材料的选择过程中，选择环保材料就变得势在必行。在机械设计过程中必须注重环保理念的融入，将一些高耗能高污染的机械材料排除掉，使用一些绿色环保材料进行机械的设计。

3?机械设计中材料的选择和应用

3.1 实用型机械材料的选择

实用型机械选材，在进行机械设计的过程中，要把实用性放在第一位，机械设计不同于艺术设计，不以美感作为判断其设计好坏的标准，而是以完成设计任务为前提。例如，在设计过程中，需要根据要求对材料进行一定程度的加工，如热切和锻造等，这些加工工序对材料的性质有着一定的要求，好的材料易于加工，良品率高。在生产产能达到的前提下，对于材料的耐磨性以及轻度有着一定的要求。所以说，根据机械设计的要求不同，加工材料也要进行合适的选择，使其能够满足机械设计要求。

3.2 在进行机械材料的选择时要考虑其运行环境

在机械设计过程中，不仅要根据机械的要求进行性材料强度的选择，也要根据机械运行环境的具体情况使机械材料能够适应在其运行环境下的长期使用，如在酸性环境工作环境中，金属材料由于本身存在的化学性质，不能够在长期暴露在这样的环境下，因此就需要考虑一定的保护措施，或选择其他具有抗腐蚀性的材料，并在机械设计中进行运用。所以说，在进行机械设计的过程中，不仅要根据机械本身进行材料的选择还要考虑机械的运行环境对材料的影响，使其能够具备较长的使用寿命。

3.3 减少材料的复杂性，易于回收

机械设计通常情况下会用到金属材料，可供选择的材料非常多，钢材就可以达到上百种，这些钢材为机械的设计提供了丰富的材料选择，但是在维修以及回收方面存在着一定的难度，非常不利于材料的循环再利用。因此，在机械设计之初，除非必要，尽可能地减少不同材料的混搭，保证机械设计中的材料在满足其设计要求的前提下，尽可能地减少过多材料的使用。也要保证材料能够进行循环再利用，通过建立良好的回收过程，使资源能够得到节约。

3.4 考虑材料的载荷

不同的材料其载荷也是不同的，在进行机械设计的过程中，许多材料因为存在外在负荷偏差，所以在运行的过程中造成损害而不能使用，造成资源的浪费。因此在机械设计之初，就需要考虑载荷的情况，避免在机械运转的过程中，其中的零部件因为载荷较差，从而停止工作，影响整个机械的正常运转。所以，在进行设计的时候要根据机械的设计要求，对材料的在载荷方面进行一定的评估并进行选择，使材料能够适应机械的设计要求，不至于出现载荷问题，影响使用。

3.5 完善机械设计应用

由于我国的机械设计应用还不尽完善，对行业的发展产生了很大的负面影响，所以加强机械设计的应用环节也很有必要，总的来说有以下几个工作重点 : 首先要对工业中的行业机械设计需求有一个大致的了解，这样就能根据实际需求完善机械设计，发挥重要的导向作用 ; 其次，要丰富机械设计的应用面，提高机械设计的适应性，为机械设计的发展创造出新的契机 ; 最后，要加强机械设计工作自身的完善，特别是在技术层面上。

3.6 提高人员综合素质

设计工作人员是整个机械设计材料选择和应用过程中的核心，不仅是机械设计工作的主体，会深刻影响到机械设计的工作效率，但是结合机械设计行业的实际情况来看，我国机械设计中工作人员的综合素质还不太理想，因此提高人员综合素质也就成了完善机械设计的重要工作，总的来说有以下几个方面的工作可以推进 :

第一，提高机械设计行业的入职门槛，从根本上提高工作人员的素质 ; 其次，要发挥后期培训工作的作用，切实提高工作人员的专业技能，为机械设计行业的发展注入源源不断的活力。

结束语：

从上述叙述中可以看出，机械设计中的材料选择和应用是一项比较复杂的工作，事关我国工业的长远发展，但是在实际的工作过程中不仅是机遇，也有挑战，为了更好地推进和完善机械设计工作，总的来说有以下几个方面的工作可以推进 : 从国家层面来说，要发挥宏观调控的作用，完善相关福利政策，为机械设计行业的发展营造一个较为稳定的外部环境 ; 从机械设计行业自身来说，要不断加大科研力度，完善机械设计。机械设计工作事关我国国民经济的长远发展，让我们携起手来一起努力。

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