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機械設(shè)計材料選擇和應(yīng)用論文
機械設(shè)計需要考慮的問題很多，是一個產(chǎn)品具有先進性、適應(yīng)性的依據(jù)和基礎(chǔ)。其材料的選擇也是在機械設(shè)計環(huán)節(jié)需要重點考慮的問題之一，本文重點分析了材料選擇的重要性，探討了材料具體選擇和應(yīng)用，提出了經(jīng)濟性、集約性與使用性能的兼顧統(tǒng)一的材料選擇建議。
關(guān)鍵詞：
機械設(shè)計；材料；經(jīng)濟；使用
1引言
機械設(shè)備作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，不斷改變著現(xiàn)代社會，實現(xiàn)人們生活、工作、學(xué)習(xí)的便利性，效率提升。機械設(shè)備的材料直接影響其工作的有效性，使用壽命等，是整個機械設(shè)計之初最為關(guān)鍵的問題，選擇恰當(dāng)?shù)臋C械工程材料，可以實現(xiàn)機械的正常工作。目前，國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)件在生產(chǎn)和加工工藝上還是存在一定的問題，主要就是因為標(biāo)準(zhǔn)件的材料在熱處理等環(huán)節(jié)還存在一定的技術(shù)瓶頸，因此需要有國外的進口，由此可見材料在機械設(shè)備中的作用十分重要。在進行相關(guān)機械的設(shè)計時需要充分考慮一系列的綜合因素，實現(xiàn)材料選擇科學(xué)合理。
2材料選擇的重要性
隨著我國工業(yè)的發(fā)展，機械設(shè)備向著大型、微型的極限方向發(fā)展，其材料的重要性開始越發(fā)重要，由于國內(nèi)的加工工藝的限制，很多機械在向著大型和微型方向發(fā)展的時候，出現(xiàn)了很多的問題，這些問題直接影響了機械設(shè)備工作性能，當(dāng)機械材料強度達不到使用要求的時候，一些機械設(shè)備的工作范圍將大大縮小。同時隨著這些人們環(huán)境保護意識的不斷增強，大家開始更多關(guān)注機械設(shè)備在使用過程中對環(huán)境的影響，一些機械材料在使用的過程中可能對周邊環(huán)境產(chǎn)出影響，因此在選擇機械材料的時候需要進一步構(gòu)建建材的環(huán)保性，降低機械材料對周邊操作人員的影響。
3材料具體選擇和應(yīng)用
3.1實用性考慮
在進行機械設(shè)計機械材料選擇的時候，第一步需要考慮的就是材料的實用性，是否滿足機械工作性能的要求，需要更加機械設(shè)備需要承受的工作性能進行相應(yīng)的材料處理，例如在材料的熱處理，加工切削，實現(xiàn)其內(nèi)應(yīng)力，硬度、韌性、表面粗糙度等方面的處理，以達到材料需要達到的基本要求。同一類零件在安裝在不同位置的時候，所承受的外向應(yīng)力是不同的，需要對其進行的處理也是不同的，在選擇相關(guān)的材料時需要充分考慮其實用的具體情況。
3.2載荷的考慮
在相關(guān)機械設(shè)計中，需要對其承受的載荷進行有效計算[1]。這種計算的主要目的就是選擇合適承載能力的材料進行加工裝配，因為承載能力過強，材料的加工成本較大，選擇這一材料所需要付出的成本較大，不利于機械的成本降低，提高設(shè)備的價格競爭優(yōu)勢，但是當(dāng)選擇的承載能力相對較弱的時候，材料在機械設(shè)備中的使用將大大受到影響，其設(shè)備的使用壽命將大大降低，可能經(jīng)常性的出現(xiàn)一些機械事故，影響機械的正常使用。因此在進行材料載荷的考慮時，需要重點關(guān)注相關(guān)載荷的估算，選擇與估算結(jié)論相匹配的材料，這樣才能實現(xiàn)經(jīng)濟性和使用性的統(tǒng)一。
3.3環(huán)保性的考慮
實現(xiàn)機械設(shè)備的環(huán)保性是實現(xiàn)相關(guān)設(shè)備具有長期發(fā)展的決定因素，因為現(xiàn)代社會對環(huán)境保護的重視程度不斷提高，國家也加大對工業(yè)企業(yè)環(huán)保工作的管理力度，因為機械材料的熱處理等環(huán)節(jié)可能對周邊的環(huán)境產(chǎn)生影響，需要在進行機械設(shè)計的時候，刪去一些不必要的熱處理，這樣可以降低企業(yè)在進行熱處理過程中產(chǎn)生的環(huán)境影響，降低企業(yè)能耗，這些都是需要在進行機械設(shè)計的時候重點關(guān)注機械設(shè)備在材料上不必要的一些工藝流程，這樣可以達到環(huán)保性的考慮。
3.4低毒性的考慮
一些機械材料在使用的過程中可能產(chǎn)生一些對人體有害的物質(zhì)，這樣直接影響機械設(shè)備操作者的身體健康。因此在進行機械設(shè)計的時候需要重點關(guān)注選擇材料的低毒性，例如鎳元素就是一種工業(yè)中有毒的金屬材料，在選擇的過程中需要避免這種金屬材料的選擇和應(yīng)用，就算是必須使用這種有毒的金屬材料，需要在與人體產(chǎn)生接觸的區(qū)域進行有效表面處理，降低有毒金屬材料對操作人員的人生傷害。
3.5回收性的考慮
隨著現(xiàn)代集約化社會的發(fā)展，人們開始更加注重材料的可循環(huán)使用[2]。金屬材料在國內(nèi)儲量相對是有限的，需要我們進行可循環(huán)的使用，然而不同金屬材料進行混合之后，再進行回收將出現(xiàn)一定的難度，由于現(xiàn)代材料學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)，不同金屬元素的混合將出現(xiàn)不同硬度、韌性、耐磨性等特征，所以有更多的材料選擇的不同金屬元素的混合，以增強其使用性能。這樣也給材料的可循環(huán)使用帶來的麻煩，因此需要在進行材料選擇的時候，在沒有必須選擇混合金屬材料的時候，就需要單一金屬材料，這樣可以保證其今后的回收性。
4材料選擇和應(yīng)用的建議
�。�1）兼顧經(jīng)濟與使用性能的統(tǒng)一。機械設(shè)計的過程中，需要對設(shè)計的設(shè)備進行有效的估算，對其需要承受的載荷進行充分的推算，這些推算的結(jié)論為選擇材料的科學(xué)性、合理性提供必要的依據(jù)。因為材料性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出使用上限的時候，將大大延長機械的使用壽命，造成材料選擇的浪費，企業(yè)在生產(chǎn)這種材料的時候成本將大大提高，需要考慮其材料的經(jīng)濟性與使用性能的統(tǒng)一，只要滿足機械使用要求的材料性能即可，這樣可以大大降低材料的經(jīng)濟成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力。
（2）兼顧集約性與使用性能的統(tǒng)一�，F(xiàn)代社會的集約化發(fā)展趨勢不斷明顯，需要企業(yè)也實現(xiàn)粗放型發(fā)展戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)集約化的發(fā)展方式，其中的一個重要表現(xiàn)就是材料選擇需要體現(xiàn)集約化的要求，不選擇那些沒有實際應(yīng)用性的性能，因為這些用不著的性能只能增加材料的加工、處理的成本，這樣就需要不斷在集約化發(fā)展的道路上考慮材料的使用性能保證。只要可以實現(xiàn)材料使用性能的有效保證，可以大大降低材料的加工、處理的集約化發(fā)展。省去、兼并多余的加工工藝。
5結(jié)語
機械設(shè)備已經(jīng)成為現(xiàn)代社會中不可缺少的重要產(chǎn)品，提高了工作效率，降低了工作強度[3]。在設(shè)計環(huán)節(jié)中，機械材料的選擇是其實現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)，因此在設(shè)計的過程中需要兼顧經(jīng)濟性、集約性與使用性能的兼顧統(tǒng)一，實現(xiàn)材料選擇和應(yīng)用的科學(xué)性、合理性。
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