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机械设计材料选择和应用

【摘要】随着我国经济的快速发展,尤其是机械制造业发展迅速,大力推动我国工业化发展。广大群众的整体生活水平不断提高,生活质量逐渐改善,对生活各方面要求也越来越严格,我们日常生活中最常见的就是机械制造类,因此,对机械制造有各方面的要求,随着要求不断变高,机械制造水平不断提高,但是机械制造需要的材料的数量和质量都根本无法满足现在机械制造的要求。所以,本文主要分析了在机械制造的过程中如何选择使用材料,在选择材料是需要注意哪些问题,具体有哪些实际应用,提出机械制造过程中机械材料的选择与应用策略,供人们借鉴。

【关键词】机械设计;材料选择与应用;机械材料

在机械制造过程中,最重要的部分就是进行机械设计中材料的选择和应用,选择机械设计材料决定机械设计产品的质量,并且可以实现机械制造可持续发展。因此,机械材料的选择与应用一直成为机械制造行业主要关注问题。首先,在选择材料时应关注材料的使用范围和实用性,其次,就要考虑材料的环保效益和经济效益,以节约生产成本和保护环境为主,只有这样才能实现我国机械行业的经济与环境可持续发展,提高广大人民的生活质量和生态环境质量,为我国绿色经济发展贡献巨大力量。

1材料选择在机械设计中的重要性分析

随着我国工业化快速发展,各部分都在不断的完善,我国综合实力越来越强。在我国改革开放以来,机械制造一直是我国发展必不可少的一部分,尤其是机械设计。而在机械设计过程中,材料的选择与应用是尤为重要的,随着现代化社会发展的步伐不断加快,人们对机械制造产品的要求越来越高,特别是对机械材料的质量要求越来越严格,只有正确选择机械材料才能制造出符合现代化社会的产品,可见机械材料的重要性是不可取缔的。因此,在现代工业化可持续发展的社会,对机械设计的材料选择一定要全方面考虑,保证材料在机械设计中能够适用和实用,更重要的是不能对生产环境造成二次污染,破坏当地的生产环境和生产资源。所以在选择材料的过程中一定要考虑到材料的环保性和经济适用性,通过不断的提高机械材料质量,从而对我国机械制造业起到积极作用,大力提升我国综合实力,提高我国广大人民的生活质量,促进我国可持续健康发展。

2机械设计中选材的分类

1)选择金属种类。在我国机械加工当中,金属种类的材料是占主要地位的,多数都使用金属材料,甚至在所有的机械加工过程中都有使用,占有率近百分百。金属的最大的优势就是硬度高和成本低,可以满足机械设计各个环节,在生产过程中被广泛应用,特别是,两种金属相互混合合成的合金,也具有极其优秀的特性,在机械加工中也备受关注。2)陶瓷类的材料。陶瓷中的主要包含组分是氮化硅和碳化硅,陶瓷类的材料最大的特点就耐化学腐蚀,具有极高的硬度和较低的密度。在日常的机械施工过程中,一般密封性较强的元件使用陶瓷类材料较多。并且陶瓷类的材料成本非常高、而且还易碎,具有较高的脆性。3)高分子类的材料。类似合成纤维之类的材料被称为高分子类的材料,高分子类材料主要来源面比较广,延伸多个领域,最大优势就是在制备过程消耗很少的能源,甚至可以通过天然气中提取等等一系列优势,使得高分子类材料在机械设计中应用广泛。4)复合型材料。复合型材料一般是指两种或者两种之上的材料相互融合,无论是化学方式还是物理方式,最后得到的产物就是复合型材料,各自有各自的性能优势,可以根据机械加工不同的施工要求,选择相对应的复合材料,其实合金材料也是属于复合型材料的一种,可以说复合型材料的种类繁多,性能各有不同,适合各种要求的机械加工要求,受到高度的好评。

3机械设计中材料选择与应用

1)载荷类型材料的选择。在机械加工的设计环节中吗,设计的很多类型的元件或者材料到最后都无法得应用,甚至根本没有什么作用,出现此类问题的主要来源被淘汰的材料或者元件都是没有很强的载荷能力,不能最优化的发挥出元件或者材料的优势,因此,在机械加工设计阶段,面对材料或者元件的选择时,需要根据设计的载荷进行选择。最常见使用的就是选用低碳钢渗碳或者中碳钢调质等方法。2)选用低能耗和低污染材料。无论选择哪种类型的材料,首先对材料的要求就是低能耗和低污染从材料,不适用需要提前进行与热处理的材料,因为后期进行预热反应的材料,稍有不慎,就会造成材料的使用寿命缩短,或者性能消失等情况,并且这种材料后期预热会最周边环境造成很大的空气污染,所以,尽可能多的选择在热轧状态和冷拔状态都能发挥出最佳性能的机械材料。或者必不可免的需要选择预热处理的材料,那就尽可能少的使用预热处理材料,或者选择预热处理步骤较少的材料,常见的情况是使用低淬透性的钢对齿轮进行锻造,也就是具有穿透性的加热,等退热之后,机械材料出现一层淬硬。3)选用实用性的材料。选择材料的第一要求就是选择实用性的,对机械加工有用的材料,选择材料之前需要根据机械设计的材料要求进行分析,选择机械设计使用的材料。有利于材料的合理使用和科学适用,不造成多余的浪费。比如:一些机械加工环节需要硬度较高的材料或者元件,但是一些环节就需要选择外观优质一些的材料,所以选择实用性的材料,是根据不同环节的不同要求而限定的。4)采用金属材料回收利用处理。由于我国机械设计中一般采用的材料就是金属材料,并且使用的金属材料种类过多,就钢材料就高达上百种,因此,在进行金属材料回收利用的环节中,金属材料过多,相互混合在一起,使得后期对废弃的金属回收利用时,出现回收困难,同时,严重影响了整体金属材料循环利用的性能。为了有效的对金属材料回收利用,需要注意金属材料的选择和对金属材料可循环性的鉴别,在实际情况中,一般使用合金材料的材料元素越少,使得金属彩礼的回收利用的概率就越大。5)选用经济的材料。考虑经济成本是选用机械设计材料的重要要求,起着关键性作用。在机械设计的过程中,设计人员需要根据设计过程中的具体步骤进行分析,结合各个过程的设计特点,选择性价比最高的机械材料,最大程度激发材料的使用价值,最后确定符合机械设计的基本要求。不同的机械设计材料具有不同的性能特点,需要详细了解材料的使用性能,才能选择性价比最高的、经济型的材料,要求符合机械设计的具体标准,掌握选择材料的基本内容。另外,还需要根据机械设计工程的整体预算进行选择经济型材料,主要根据两个原则,一方面是达到机械设计的工程要求,要求各种材料都是低价格的就行,另一方面,确保选择的材料都是性价比最高的,经济适用。特别是那种可以循环利用的机械材料,应被优先选择,从根源降低能源消耗,有效控制机械设计过程的成本,增加整个机械项目的经济效益。6)选择材料一定符合国家的可持续发展原则,实质就是实现经济资源可循环发展,深入挖掘机械设计的基本要求,熟悉掌握机械材料的潜在内容,深入分析机械材料的基本特性,如何正确使用,最大化的发挥机械材料最佳性能,真正做到低能耗、低污染的机械工程。保护自然环境,环保节能是现代社会的重要发展理念,是我国可续发展的重要方针。随着我国经济的高速发展,人民群众对周边生存环境有了更好的要求,已经成为国际问题。因此,机械工程需要结合能源消耗与污染环境相结合,有效控制机械材料的能源消耗,提高材料的使用率,降低环境污染,将可持续发展为引导,选择环保节能的机械材料,尽最大努力减少不可再生资源在各个领域的应用。

4注意事项

1)在机械工程中,选择材料的过程中一定要注重外载荷作用力,明确机械设计中的外载荷力,可以致使材料表面出现弯曲等现象,弯曲严重会导致整个材料失去使用价值,丧失性能。因此,对材料进行选择时,选择良好加工方式的材料,好的制造技术早就良好性能的机械材料,或者是多选择一些表面分布均匀,抗压能力强的机械材料。2)注意机械材料的实用性,首选择机械材料的首要标准,就是选择实用性的材料,因为机械工程存在多种加工环节,并且每个加工环节都有各自不同的要求标准。例如:在焊接的环境中需要机械材料的一定要符合焊接的材料标准和对焊接的敏感性,或者在锻造环境需要机械材料适应锻造环节中的各种苛刻要求。所以,选择机械材料的同时要满足机械工程的实用性要求,另外还需要考虑机械材料的经济要求,需要考虑机械设计的整体预算或者阶段预算,深入分析,在满足机械设计标准的基础上,尽可能的减少材料成本和机械加工成本,因此,足以保障机械加工的健康发展。

5结束语

随着我国现代社会的不断进步,尤其是科技发展更加蓬勃,使得我国的机械设计行业取得重要成绩,因此,机械材料的选择和应用是机械工程行业的重要前提,对机械行业健康发展有重大意义。特别是在选择机械材料时,需要选择节能型和环保型的材料,既要求材料符合机械设计要求,还需要选择机械材料符合国家可持续发展规律,对我国机械加工事业具有积极作用。

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作者:明习凤 单位:德州职业技术学院

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