浅析机械设计过程中机械材料的选择和应用莫凯芬

浅析机械设计过程中机械材料的选择和应用莫凯芬

莫凯芬

（广东锦力电器有限公司广东省佛山市528322）

摘要：在整个机械设计的过程中材料的应用和选择是其中十分重要的内容，机械相关产品的使用寿命和性能直接受其严重影响。特别是现阶段有很多机械产品在材料参数方面的要求都比较高，所以对于设计人员来说必须要进行综合的分析，以此对材料选择的科学性和合理性进行保证。本文针对机械材料相关知识进行分析并提出关于选择机械材料时的相关对策，提供一定借鉴和参考。

关键词：机械设计；机械材料；材料应用

引言

不管是机械制造还是机械设计，尺寸的配合都是其中十分重要的环节，机器的实际性能由尺寸的配合好坏直接决定，同时一定程度上还和机器的使用寿命息息相关。因此在整个机械设计的过程中之所以应用和选择材料的时候必须要具有一定的合理性，主要是因为这样可以更好的让机械设备实现可持续发展。

一、机械材料的应用和选择在机械设计中的重要意义

我国国民经济的发展一定程度上也受到了机械行业的推动，所以对于机械行业来说它是一个十分重要的支撑型的产业。机械材料的选择和应用针对于机械设计行业来说十分重要，特别是提出了科学发展观之后加大了机械设计选择和应用的重视程度。在产业化进行不断加快的背景下，机械设计方面的发展固然重要，但在这同时也应该将环境保护和经济效益加大重视程度并以此对可持续发展的道路进行推进。

随着社会经济的不断发展我国工业化的发展也与时俱进加快了发展的步伐，所以这样的情况下在机械设计时对材料的实际需求量也在相应的增加。但是针对目前的现状来说实际进行机械设计的时候能够使用的材料一般都比较少，根据世界的范围来分析现在的现象属于资源稀缺和社会发展之间出现了冲突的情况。所以为了可以更好的对消费者的物质文化需求进行满足，并有效的提升消费者的消费水平，那么对于机械设计行业来说就要不断的寻找新型的选材方式。

合理的应用新型的选择方式不但可以让机械设计的可持续发展得到满足同时也可以让机械设计的适用性和经济性得到满足。这种方式的改进可以将有效的资源去充分的利用，在这样的基础上如果想要让机械的设计更好的发展下去，那么就必须要协调好机械设计材料的应用和选择，以此让机械行业在整个社会的发展中可以做出更好的贡献。

二、机械材料选材的具体分类

（一）陶瓷类的材料

对于陶瓷材料来说其主要的组成部分就是碳化硅和氮化硅，这种材料最明显的特点就是可以更好的耐化学腐蚀，同时材料的本身具有较低的密度和较高的硬度。机械实际进行施工的时候那些对密封性要求比较高的元件一般都会选择陶瓷类的材料，但是对于陶瓷材料的成本来说会比较高而且也十分易碎。

（二）金属类材料

金属材料在我国机械加工中占据着十分重要的地位，一般情况下都在使用金属材料，尤其是在机械实际进行加工的时候也在使用。这种材料最大的特点就是成本低和硬度高，机械设计中的各个环节应用其都可以得到满足，所以在实际的生产中得到了广泛的应用。

（三）复合型的材料

所谓的复合型材料实际上就是两种或是两种以上的材料通过物理或化学的方式有效的融合到一起所得到的材料，在机械加工的时候根据不同的施工要求可以去选择各种不同的复合材料[2]。因为复合材料的种类比较多，所以很多机械加工的要求都可以得到满足。

（四）高分子材料

这种材料和合成纤维类型的材料比较相近，尤其是在来源面上也十分广，甚至很多个领域中都有其应用。它的特点主要体现在制备的时候能源的消耗比较少，特别是在提取的时候天然气中也可以提取的到，所以在机械的设计中得到了十分广泛的应用。

三、材料的选择和应用在机械设备中的相关对策

（一）机械设计的相关要求进行明确

相关设计人员之所以要对机械设计的要求进行明确主要是因为这样可以更好的保证所选择的机械材料更加科学合理，设计工作中的难点和重点有效的把握一定程度上可以让工作更加顺利的进行，但在这整个过程中需要注意两方面问题。

首先设计零件的用途要得到明确，因为每个零件的实际用途都不同，所以他们的性能也会存在着很大的差别，甚至严重的时候还会对材料的选择产生严重影响。设计人员在这样的情况下就要对零件所处的运行环境进行分析，然后对各种不同材料的适用性进行对比，如果想要更好的对零件的承受参数进行掌握还可以进行仿真模拟。

其次要分析好材料的经济性，每一种机械材料在性能上都会有很大的差距，尤其是在价格上也大不相同。所以实际进行机械设计的时候要控制好成本，合理的分析待选材料的经济性，为了让机械材料的应用方案更加合理，还需要分析生产零件所用的工艺和生产中人力和财力等方面的信息。

（二）材料性能分析要做好

实际分析材料的性能的时候首先要把物理性能的分析做好，对于机械材料来说它的物理性能一般都比较多，现在主要体现在导电性和导热性以及密度还有熔点等方面，相关设计人员在实际对机械材料的物理性能进行分析的时候还要结合着零件所处的真实环境来进行。比如要限制机械材料重量的时候，那么这时就可以考虑镁和铝等金属材料。

其次要把化学性能的分析做好，现阶段机械材料的化学性能主要有看氧化性和稳定性以及耐腐蚀性等。比如在高温的情况下运行部分零件的时候，如果使用抗氧化性强和耐高温的机械材料那么可以更好的对其使用寿命进行延长。

最后要将工艺性能的分析做好，对于机械材料来说其机械性能主要可以分为切削性能和焊接性能以及锻造性能等，零件实际生产时的难易程度直接受到这些性能的决定。所以对于设计人员来说选用材料的时候要先通过实验来进行确定，之后在通过各个专家去分析材料的可行性，以此对机械材料的选择方案进行确定。

（三）选用低污染和低能耗的材料

实际对材料进行选择的时候，无论是什么材料都要有低污染和低能耗的特点，但是在这个过程中并不需要那些提前预热处理的材料，之所以这样主要是因为后期去预测材料如果不注意就很有可能会导致材料的使用寿命缩短，甚至其自身的一些性能也会随之消失。另外后期预测材料的时候一定程度上也会对空气产生污染，所以对于最合适的机械材料来说就是在冷拔状态和热轧状态下都没有将其自身的性能充分发挥的材料。

（四）符合我国的可持续发展原则

可持续发展的原则实际上就是让资源可以进行循环的利用，实际进行的时候要求机械设计相关的基本要求去深入挖掘，清晰的了解和掌握材料潜在的各种内容，并对机械材料基本特性进行分析。分析怎么样才可以让机械材料的最佳性能去充分的发挥，在这样的基础上做到低污染和低能耗。

不管是节能还是对自然环境的保护都是现在社会发展的理念，人们随着社会经济的不断快发展对周围环境方面的要求也在不断的增加，所以对于机械工程来说要做到环境污染和能源消耗相结合，并在此基础上对机械材料的能源消耗进行控制，以此对材料的使用率进行提高来降低环境的污染。

结束语

实际对机械进行设计的时候，需要合理的选择设计材料并把科学的制造工艺手段应用其中，以此有效的统一经济和节能还有环保之间的效益，让机械设计的可持续发展得以实现。

参考文献：

[1]王熙婷.机械设计过程中机械材料的选择和应用探析[J].中国新技术新产品，2018（02）：42-43.

[2]陈建.机械设计过程中机械材料的选择和应用[J].设备管理与维修，2018（16）：156-157.