導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)械設(shè)計(jì)加工材料選擇分析一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：在當(dāng)今時(shí)代，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出高速發(fā)展之勢(shì)，機(jī)械工業(yè)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域日漸強(qiáng)大與先進(jìn)。機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)部通常會(huì)與多個(gè)環(huán)節(jié)以及工序相聯(lián)系，同時(shí)機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與加工和產(chǎn)品完工時(shí)的品質(zhì)、應(yīng)用范圍有著不可分割的聯(lián)系，只有使用優(yōu)等的機(jī)械設(shè)計(jì)加工材料才能夠確保設(shè)備在使用時(shí)的質(zhì)量、壽命以及使用者的安全，因此，一定要將機(jī)械在設(shè)計(jì)與加工中所用到的材料作為首要研究目標(biāo)，并引起機(jī)械設(shè)計(jì)與建造者足夠高的重視。

關(guān)鍵詞：材料選擇；問(wèn)題分析；機(jī)械設(shè)計(jì)；加工

自我國(guó)改革開(kāi)放完成以后，與世界各國(guó)之間的交流與聯(lián)系愈發(fā)緊密，在當(dāng)前階段，我國(guó)的輕、重工業(yè)展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿?，這極大地推進(jìn)了機(jī)械設(shè)備制造領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

1材料的選擇在機(jī)械設(shè)計(jì)中所具有的關(guān)鍵意義

優(yōu)質(zhì)機(jī)械材料的使用能夠促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造領(lǐng)域進(jìn)一步的發(fā)展，在機(jī)械使用壽命以及性能方面有著極為關(guān)鍵且不可忽視的作用。想要使產(chǎn)品最終性能與質(zhì)量得到顯著提升就一定要挑選出最為合適的材料，只用借助這種方法，才能夠使企業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域激烈的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中存活下來(lái)，并繼續(xù)發(fā)展下去。眾所周知，材料的選擇對(duì)產(chǎn)品性能以及質(zhì)量緊密相關(guān)，因此材料的選擇便是機(jī)械制造整個(gè)過(guò)程中最為關(guān)鍵與重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。除此之外，是否合理的選擇機(jī)械材料，嚴(yán)重影響著產(chǎn)品最后實(shí)際功能的發(fā)揮。在當(dāng)前這一階段，各國(guó)都在倡導(dǎo)綠色環(huán)保，為了使我國(guó)資源得到良好保護(hù)，并提高資源的使用效率，一定要在機(jī)械制造的過(guò)程當(dāng)中遵循可持續(xù)發(fā)展原則，對(duì)材料質(zhì)量和性?xún)r(jià)比進(jìn)行著重考量，從而保證我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)能夠取得穩(wěn)步、健康成長(zhǎng)。同時(shí)，由于當(dāng)今經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，社會(huì)各個(gè)行業(yè)對(duì)于機(jī)械產(chǎn)品需求愈發(fā)擴(kuò)大，所以一定要將產(chǎn)品性能與質(zhì)量作為根本基礎(chǔ)，不斷推進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。

2在機(jī)械的設(shè)計(jì)與加工過(guò)程中對(duì)于不同類(lèi)型材料的挑選

2.1金屬型加工材料。金屬對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)具有著極為關(guān)鍵且無(wú)法忽視的作用，金屬材料通常具有著較為出色的理化能力，是當(dāng)前階段應(yīng)用較為廣泛的一種材料，在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中最常見(jiàn)的便是鐵、錫以及鋁等，當(dāng)然其中還有一些價(jià)格較為昂貴的金屬材料，例如金與銀。因?yàn)榻饘傺诱剐暂^為出色，所以很適合去制造一些精密零件，同時(shí)還能夠讓機(jī)械的性能得到較大幅度提升。2.2復(fù)合型材料。復(fù)合型材料實(shí)際上就是由兩種甚至是兩種以上物質(zhì)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)理化反應(yīng)所形成的一種新型材料。這種由多種物質(zhì)所結(jié)合而成的材料，通常還保留著原本物質(zhì)的特點(diǎn)，而且在經(jīng)過(guò)結(jié)合之后還形成了屬于自己的專(zhuān)屬性質(zhì)。在現(xiàn)階段，復(fù)合型材料通常被分為兩大類(lèi)，一種是金屬?gòu)?fù)合型材料，另一種是非金屬?gòu)?fù)合型材料。在實(shí)際的機(jī)械加工設(shè)計(jì)中兩者均得到廣泛應(yīng)用，而且對(duì)于一些要求較為嚴(yán)格以及精密的裝置，僅有復(fù)合型材料能夠被使用，例如飛機(jī)以及航天產(chǎn)品的制造，通常會(huì)大量應(yīng)用這類(lèi)材料，從而避免在飛行過(guò)程中出現(xiàn)事故。2.3高分子型材料。高分子型材料通常是高分子的化學(xué)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)而得到的，所以，又被稱(chēng)作聚合材料，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，有時(shí)會(huì)根據(jù)特定的需要，來(lái)對(duì)此類(lèi)材料進(jìn)行改良，使其性能發(fā)生較為巨大的轉(zhuǎn)變。生活中同樣有許多高分子型材料，例如塑料以及合成纖維等，隨著社會(huì)以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高分子型材料在未來(lái)必將受到更為廣泛的應(yīng)用。2.4陶瓷型材料。這是一種在最近幾年才剛剛興起的一類(lèi)材料，目前有碳化硅以及氮化硅兩類(lèi)。陶瓷型材料的特點(diǎn)極為鮮明，即硬度較高，不易被腐蝕、具有將強(qiáng)的耐磨性能，而也正是陶瓷材料所具有的這些特點(diǎn)，才使得它被廣泛應(yīng)用于一些精度較高、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的儀表設(shè)計(jì)中，逐漸成為高科技產(chǎn)品最核心以及關(guān)鍵的原材料。

3在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中對(duì)于材料的應(yīng)用以及選擇

3.1實(shí)用化材料在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。在大多數(shù)的情況之下，在進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的制造時(shí)，通常需要有一套完整的加工與制造流程，譬如說(shuō)，切削、機(jī)械熱處理和工業(yè)鍛造等等，因此為了確保機(jī)械材料在完成一套流程之后仍舊能夠滿(mǎn)足國(guó)家相關(guān)使用規(guī)定，就一定要在前期設(shè)計(jì)的過(guò)程中著重關(guān)注機(jī)械制造材料的實(shí)用性，通過(guò)它來(lái)保證在未來(lái)的加工與實(shí)際使用過(guò)程中能夠滿(mǎn)足種種嚴(yán)格要求以及標(biāo)準(zhǔn)。所以，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)工作時(shí)，一定要優(yōu)先、全面的考慮材料在實(shí)際工作中的實(shí)用性，確保它能夠滿(mǎn)足在工作中可能遇到的種種狀況。3.2對(duì)于載荷性機(jī)械制造材料的應(yīng)用。在進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)制造以及加工時(shí)，難免會(huì)出現(xiàn)一些材料失效故障，導(dǎo)致這些問(wèn)題出現(xiàn)的主要原因還是由于機(jī)械材料自身載荷能力較為有限。所以，想要讓材料失效問(wèn)題在設(shè)計(jì)制造階段不再出現(xiàn)，并保證產(chǎn)品能夠進(jìn)行高效的使用，就一定要在前期設(shè)計(jì)與制造時(shí)，對(duì)載荷型的機(jī)械設(shè)計(jì)材料進(jìn)行針對(duì)性選擇，同時(shí)設(shè)計(jì)制造人員還要充分了解材料最為基本的性能和普遍特點(diǎn)，從而使其能夠在實(shí)際的使用過(guò)程中可以滿(mǎn)足產(chǎn)品加工、制造的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。3.3對(duì)于耗能較低型機(jī)械設(shè)計(jì)材料的應(yīng)用。當(dāng)前階段，我國(guó)開(kāi)始逐漸加大環(huán)境保護(hù)以及宣傳力度，社會(huì)各界也同樣開(kāi)始格外關(guān)注對(duì)于耗能較低型加工材料的應(yīng)用。在這當(dāng)中，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)著重關(guān)注環(huán)境保護(hù)這一原則，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員一定要將設(shè)計(jì)理念進(jìn)行實(shí)時(shí)更新，盡早擺脫掉傳統(tǒng)加工涉及觀念對(duì)于自己產(chǎn)生的約束，在未來(lái)新型機(jī)械的設(shè)計(jì)與加工過(guò)程中，一定要確保在能夠符合產(chǎn)品使用性能與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，降低對(duì)于環(huán)境的污染以及各種能源的消耗，從而使機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)可持續(xù)以及環(huán)保性。在未來(lái)，可持續(xù)以及環(huán)保原則必將是各行各業(yè)發(fā)展的一個(gè)大趨勢(shì)，對(duì)于機(jī)械的設(shè)計(jì)加工領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，同樣無(wú)法避免。3.4對(duì)一些無(wú)害、健康型機(jī)械加工材料的應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計(jì)材料通常都含有一定的危險(xiǎn)元素，這是難以避免的，例如常見(jiàn)的Ni元素，這是許多材料中都會(huì)含有的一個(gè)基本元素，然而這種元素對(duì)于環(huán)境具有著較強(qiáng)的污染能力，同時(shí)對(duì)于人還有可能會(huì)產(chǎn)生永久性、不可逆的危害。所以，在挑選機(jī)械設(shè)計(jì)加工材料時(shí)，一定要注意材料構(gòu)成的元素，盡可能避免使用含有有害元素的機(jī)械材料，從而保證此類(lèi)產(chǎn)品使用以及加工的安全性。3.5對(duì)于可回收、綠色環(huán)保型材料的應(yīng)用。在機(jī)械的設(shè)計(jì)與加工過(guò)程中，金屬系材料占據(jù)著極大的一部分，但是金屬材料屬于不能再生型的能源，而且在廢棄之后很難進(jìn)行二次的回收與利用，不僅會(huì)造成資源方面的浪費(fèi)，還有可能會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定污染。這就使得機(jī)械設(shè)計(jì)加工工作違背了我國(guó)可持續(xù)綠色健康發(fā)展的原則。所以，想要使資源的應(yīng)用效率得到最大程度提升，相關(guān)設(shè)計(jì)人員一定要格外關(guān)注材料的選擇，將可回收、無(wú)污染資源作為選用的首要目標(biāo)，從而防止出現(xiàn)資源浪費(fèi)以及環(huán)境污染等問(wèn)題，除此之外，使用可回收材料還可以確保行業(yè)在未來(lái)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久、健康的發(fā)展。

4對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)加工中材料選擇問(wèn)題的分析

4.1要對(duì)具體的問(wèn)題進(jìn)行具體分析，始終站在設(shè)計(jì)要求的角度上。在進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)接觸到許多不同類(lèi)型的零件，每一個(gè)零件對(duì)于加工材料的要求也不盡相同，倘若挑選材料時(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，那么在未來(lái)設(shè)備使用的性能以及安全性等方面便可能會(huì)留下一定隱患。所以，機(jī)械設(shè)計(jì)人員一定要格外重視材料的挑選，對(duì)材料實(shí)際用途與性能進(jìn)行全面了解，綜合分析不同環(huán)境之下材料形態(tài)以及性質(zhì)的變化。同時(shí)，為了避免出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員還可以適當(dāng)開(kāi)展一些針對(duì)性實(shí)驗(yàn)，例如抗震以及減震等實(shí)驗(yàn)，通過(guò)具體情境來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行研究，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的詳細(xì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面規(guī)劃，最終實(shí)現(xiàn)性能以及價(jià)格兩者的平衡。4.2要對(duì)材料優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用的領(lǐng)域進(jìn)行充分了解。一個(gè)機(jī)械設(shè)備通常是由多個(gè)元器件所構(gòu)成的，所以，材料是設(shè)備良好運(yùn)行的基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)人員在挑選材料時(shí)，一定要遵循以下這幾點(diǎn)，首先，要全面分析材料物理的性能，設(shè)備使用的效率以及使用時(shí)間和設(shè)計(jì)材料質(zhì)量與性能是緊密相聯(lián)的，因此一定要對(duì)材料自身性能做嚴(yán)格把控，決不能夠僅靠一些舊數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)與研究。其次，材料的物理性所涉及領(lǐng)域較為廣泛，例如：熔點(diǎn)、傳導(dǎo)熱量的能力等，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)人員一定要以實(shí)際為基礎(chǔ)，對(duì)具體的問(wèn)題進(jìn)行具體的分析，根據(jù)材料實(shí)際性能特點(diǎn)設(shè)計(jì)相應(yīng)的設(shè)備，做到多方面的最優(yōu)化。4.3在對(duì)材料進(jìn)行工藝化處理時(shí)，一定要遵循科學(xué)化的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械設(shè)計(jì)與加工通常會(huì)受到多種因素的影響，這些影響會(huì)使得最終性能難以達(dá)到預(yù)期，所以一定要對(duì)材料進(jìn)行后期的工藝優(yōu)化處理，例如：鍛造、熱加工以及切削等。將鑄鐵的熱處理作為實(shí)例，在進(jìn)行鑄鐵時(shí)，會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象，這使得器件壁很難實(shí)現(xiàn)薄厚統(tǒng)一，從而出現(xiàn)應(yīng)力，必須要借助熱處理來(lái)將這種應(yīng)力排除，在進(jìn)行處理時(shí)，設(shè)計(jì)人員一定要嚴(yán)格遵守工作標(biāo)準(zhǔn)，確保材料性能得以提升。

5結(jié)束語(yǔ)

眾所周知，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)絕大部分來(lái)源于機(jī)械的加工制造領(lǐng)域，想要使機(jī)械加工制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展，企業(yè)管理者必須要提高對(duì)于材料應(yīng)用以及選擇的重視程度，將性能與實(shí)用性作為基礎(chǔ)進(jìn)行科學(xué)、合理化挑選，并保證滿(mǎn)足可持續(xù)發(fā)展、無(wú)污染的原則。除此之外，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的加工設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)人員還必須要保持嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，做好綜合處理工作，嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)與加工，最終使我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)加工水平得到顯著提高。

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作者:陳曉斌 單位:長(zhǎng)沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院