機(jī)械設(shè)計(jì)新型材料選擇應(yīng)用

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【摘要】當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，我國機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域呈現(xiàn)良好的發(fā)展趨勢。機(jī)械設(shè)計(jì)中新型材料的選擇關(guān)系到機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量和使用性能?；诖?，論文主要對機(jī)械設(shè)計(jì)中新型材料的選擇和應(yīng)用進(jìn)行分析和探討，提出新型材料的選擇和應(yīng)用策略，以期為機(jī)械材料的選擇研究提供幫助。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計(jì)；新型材料；選擇

1引言

眾所周知，先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備能夠在施工過程中發(fā)揮良好功效。因此，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中，需要保證設(shè)備材料的質(zhì)量，確保機(jī)械的結(jié)構(gòu)與實(shí)際的需求相吻合。在進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的過程中，也要考慮機(jī)械設(shè)備的整體性、安全性以及環(huán)保性。合理設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品，對于機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

2機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇的重要性

機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中，材料的選擇直接關(guān)系到整體機(jī)械制造的質(zhì)量，因此，科學(xué)合理地選擇材料對于完善機(jī)械產(chǎn)品的功能具有重要作用。目前，為加強(qiáng)對環(huán)境資源的保護(hù)，減少對環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在選擇材料時(shí)需要在保證材料性能的基礎(chǔ)上提升材料的環(huán)保性能。當(dāng)前，機(jī)械設(shè)備的社會需求量在逐漸增大，這是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展對于新興設(shè)備的需求在逐漸提升。因此，在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和制造過程中使用環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的材料，有利于不斷提升機(jī)械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，促進(jìn)我國機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

3機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇的原則

當(dāng)前，機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇需要遵循一定原則，基于此，才能保證機(jī)械設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品的質(zhì)量和性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。下文詳細(xì)分析當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)材料的選擇和應(yīng)用原則。

3.1經(jīng)濟(jì)性原則

機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用，必須遵循經(jīng)濟(jì)性原則。因?yàn)椴牧系某杀局标P(guān)系到機(jī)械設(shè)計(jì)的整體成本。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)人員需要針對機(jī)械產(chǎn)品的整體特性來進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和裝配。對于機(jī)械設(shè)計(jì)材料的選擇來說，設(shè)計(jì)人員需要盡量提升自己的專業(yè)能力，盡量挖掘材料的應(yīng)用價(jià)值，讓設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品能夠符合機(jī)械產(chǎn)品的功能要求[1]。

3.2節(jié)能環(huán)保原則

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及環(huán)保理念的深入，我國對于環(huán)保予以了高度關(guān)注。同時(shí)，人們對于環(huán)保和節(jié)能也給予了更多關(guān)注。而與此同時(shí)，人們也更注重環(huán)保和節(jié)能型機(jī)械產(chǎn)品的引進(jìn)，作為機(jī)械設(shè)計(jì)人員，需要考慮材料的環(huán)保性能，減少對環(huán)境的影響以及材料的浪費(fèi)。使用節(jié)能材料來制造出對環(huán)境污染最小的機(jī)械設(shè)備。通過這種方式，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品才能夠符合環(huán)保節(jié)能的應(yīng)用理念，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.3新型材料優(yōu)先原則

當(dāng)前，科技的發(fā)展衍生出了很多新型材料，越來越多的新型材料出現(xiàn)在市場上，與傳統(tǒng)的材料相比在性能和價(jià)格上有更高的優(yōu)勢。因此，設(shè)計(jì)人員需要摸清市場規(guī)律，發(fā)現(xiàn)市場中的新型材料，著重考慮對新型材料的選擇，提升機(jī)械產(chǎn)品的性價(jià)比。在選擇材料時(shí)需要應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程智能化。在智能化系統(tǒng)中應(yīng)用高科技，將會很大程度上推動機(jī)械信息化和智能化發(fā)展。智能機(jī)械制造需要緊緊跟隨高新科技的發(fā)展，因?yàn)橄冗M(jìn)的科學(xué)技術(shù)，可以對機(jī)械進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、檢測、數(shù)據(jù)處理以及安全控制等。機(jī)械的智能化依賴于科學(xué)技術(shù)的智能化，在機(jī)械工程建設(shè)中廣泛使用智能化科學(xué)技術(shù)，可以推動工程建設(shè)行業(yè)的整體進(jìn)步。

4機(jī)械設(shè)計(jì)中的新型材料

當(dāng)前，機(jī)械設(shè)計(jì)中需要選擇各種材料，新型材料作為性價(jià)比較高的材料，在機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇中被認(rèn)為是關(guān)鍵所在。下文詳細(xì)分析各種類型新型材料。

4.1實(shí)用型材料

機(jī)械設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于生產(chǎn)出滿足機(jī)械行業(yè)需要的機(jī)械產(chǎn)品，因此，在設(shè)計(jì)機(jī)械時(shí)需要注重材料的使用性能。當(dāng)前，很多材料的規(guī)格出現(xiàn)差異，部分零件側(cè)重材料硬度，部分注重美觀。而設(shè)計(jì)者在選擇材料之前，必須對機(jī)械設(shè)計(jì)制造的要求進(jìn)行詳細(xì)掌握。因?yàn)椴煌?guī)格、不同特色的材料本身在機(jī)械中能夠發(fā)揮的作用是完全不同的，因此，在選擇材料時(shí)需要綜合考慮材料的特性、機(jī)械的特性、零件的特性等。

4.2碳素鋼、合金鋼材料

當(dāng)前，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域常見的材料中，碳素鋼和合金鋼性價(jià)比很高，在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中經(jīng)常使用。這一材料在韌性和強(qiáng)度上面并不是很理想。因此，在新型材料設(shè)計(jì)中，在碳素鋼的基礎(chǔ)上增加了一定比例的合金，構(gòu)建了全新的機(jī)械材料。這種新型材料顯著提升了機(jī)械材料的質(zhì)量，耐磨性等也有了很大提升，對于延長機(jī)械的使用壽命具有一定功效。

4.3無毒無害材料

基于環(huán)保理念，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域逐漸使用更多無毒無害材料。但是大部分材料都具有一定毒害性，很多化學(xué)類材料不僅會對人體產(chǎn)生傷害，還會對環(huán)境造成破壞。因此，機(jī)械設(shè)計(jì)者在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要慎重選擇材料，確保機(jī)械的生產(chǎn)是安全穩(wěn)定且沒有污染的。

4.4荷載材料

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮機(jī)械設(shè)計(jì)的承重。荷載材料就是提升機(jī)械承重能力的關(guān)鍵所在。很多設(shè)計(jì)人員在選擇材料時(shí)不能讓材料真正達(dá)到具體的工藝要求，因此，很多材料在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對機(jī)械設(shè)備的安全使用造成了風(fēng)險(xiǎn)，縮短了機(jī)械設(shè)備的使用壽命。因此，在選擇材料的過程中，設(shè)計(jì)者需要根據(jù)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際生產(chǎn)要求，確定荷載性能的指標(biāo)數(shù)值，防范荷載性能不足造成的機(jī)械設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。

4.5低耗能材料

材料自身的耗能決定了機(jī)械整體的耗能。機(jī)械設(shè)計(jì)者需要從環(huán)保的角度展開機(jī)械材料的選擇。為推動機(jī)械領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展，當(dāng)前在機(jī)械加工、制造和生產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行控制。目前，金屬材料作為最常見的機(jī)械材料，在市場上具有很大的采購量。而金屬材料在生產(chǎn)的過程中一定會經(jīng)過熱處理，這樣就為環(huán)境造成很大的負(fù)面影響。因此，設(shè)計(jì)人員可以使用一些冷處理材料，選擇可回收處理的材料，將機(jī)械設(shè)備的各個(gè)零部件按照材料分類放置在一起，防止不同回收指標(biāo)的材料混合在一起，因此，優(yōu)化了材料回收流程，提升了機(jī)械材料質(zhì)量。

5機(jī)械設(shè)計(jì)中新型材料的選擇及應(yīng)用策略

機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇直接關(guān)系到機(jī)械設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等，優(yōu)化對材料的選擇和運(yùn)用，對于提升機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量具有關(guān)鍵意義。

5.1根據(jù)材料特性進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)

在機(jī)械設(shè)計(jì)中會涉及各種零件，不同零件在進(jìn)行材料選擇時(shí)也會有不同的要求。為減少零件問題，在選擇材料時(shí)需要考慮機(jī)械設(shè)備性能的發(fā)揮。因此，設(shè)計(jì)人員需要認(rèn)識到材料選擇的重要性，針對每種材料的性能進(jìn)行充分了解，再根據(jù)不同材料的不同性能和影響因素等來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并且使用這些材料來進(jìn)行檢驗(yàn)，例如，耐熱實(shí)驗(yàn)、減震實(shí)驗(yàn)以及抗壓實(shí)驗(yàn)等，使用不同材料能提升整體的機(jī)械性能，實(shí)現(xiàn)材料選擇和機(jī)械設(shè)計(jì)的有效對接。除此之外，設(shè)計(jì)人員在選擇材料時(shí)也要重點(diǎn)考慮材料的價(jià)格，減少設(shè)計(jì)過程中的成本消耗。

5.2加強(qiáng)材料的工藝處理

對材料進(jìn)行工藝處理，是為了滿足在當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)對不同工藝的要求，為了使機(jī)械設(shè)備發(fā)揮預(yù)期的效果，在進(jìn)行材料工藝化處理時(shí)，需要對鑄造工藝、焊接工藝、粘結(jié)工藝等進(jìn)行處理，提升機(jī)械的整體性能[2]。材料的工藝化處理直接關(guān)系到機(jī)械設(shè)備的性能和工藝特色，因此，在進(jìn)行工藝化處理時(shí)需要盡量讓整個(gè)工藝和設(shè)備的特性貼合，這樣可以在很大程度上降低機(jī)械設(shè)計(jì)的缺陷發(fā)生概率，提升設(shè)備的材料選擇精確度。

5.3把握不同材料的優(yōu)勢

選擇和應(yīng)用不同材料進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，具有不同的優(yōu)勢和劣勢，設(shè)計(jì)人員在選擇材料時(shí)必須把握材料的特性，從而實(shí)現(xiàn)材料的正確使用。首先，分析材料的物理性能，確保產(chǎn)出機(jī)械的材料質(zhì)量和性能；其次，研究不同材料在不同環(huán)境下的使用情況，根據(jù)不同材料在不同環(huán)境下的特征進(jìn)行制造，確保得出最佳方案；最后，材料的化學(xué)性能包括材料的腐蝕性、氧化性能等，在進(jìn)行材料焊接和切割時(shí)這些特性都發(fā)揮重要作用。

6結(jié)語

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和處理，直接關(guān)系到機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量。為促進(jìn)當(dāng)前機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，提升我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，機(jī)械設(shè)計(jì)人員需要按照設(shè)計(jì)要求和具體問題進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，對材料工藝進(jìn)行有效處理，把握不同材料的優(yōu)勢，正確選擇和應(yīng)用材料，提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造的質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王偉.淺析化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2016(6):5808.

【2】李軍,劉龍龍,楊超.機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù),2017(14):42.

作者：王堅(jiān) 單位：江蘇省揚(yáng)州技師學(xué)院