探析机械设计过程中机械材料的选择和应用

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  摘要:随着社会经济的快速发展,我国已经进入城市化发展的关键阶段,而城市化发展的基础在于科学技术的进步,以及工业化城市的完善。近年来,机械工程设计的应用逐渐广泛,各领域产品的生产都涉及机械设计,久而久之,机械设计已经逐渐占据社会经济中的重要地位。虽然我国机械工程的发展取得了较大的进步,但在实际使用的过程当中,也存在机械设计材料浪费的问题,那么本文主要针对机械设计过程当中材料的选择和应用进行分析和探讨。
  关键词:机器设计;材料;应用
  一、机械材料的选择和应用的重要性
  人类的历史长河在不断的向前流淌,社会的工业发展程度也在不断的完善。在此背景之下,各行业机器设备数量呈现出逐年增长的趋势,那么在进行产品生产时,机器设备的原材料逐渐成为稀缺资源。在这种市场需求之下,机械制造行业必须突破供需不平衡局面,从实际出发,考虑机械设计材料选择和应用的影响因素,并且通过树立生态文明的意识,在节约资源的原则下追求机械产品的性能,只有这样才可实现企业可持续发展的道路,并推动社会工业的繁荣昌盛。
  二、不同类型机械材料的选择和应用的策略
  1.实用性机械材料的选择应用
  在对机械产品进行实际生产之前,对材料的选择是机械企业需重点考虑的内容,其中实用性是影响机械产品使用性能和使用寿命的主要因素,材料是否适用,而且是否实用,都需要在设计环节对质量问题进行充分考虑。不同的机械产品在生产时需使用不同的工艺,所以在材料选择和使用方面,应按照设计工艺的相关指标进行,不同工艺的特点决定材料选取的不同要求。但无论选择哪种类型的材料,都必须保证生产的需求,这是最基本的需求,同时还需保证机械产品,在进行零件加工时,在强度,柔韧性和外观方面,可达到消费者的各项标准。
  2.载荷类型机械材料的选择应用
  据了解,在多种类型的机械设计产品中,因机械材料的性能无法发挥而导致的故障问题非常多,而直接导致这些故障出现的因素,主要是在进行设计材料选择时,工作人员对负荷能力没有做出规定的要求,导致其负荷能力存在较大的差异。所以为确保这些产品在生产之后,可长期处于正常运行状态中,并具有较高的使用性能工作人员需对机械设计材料选择应用进行严格的把控,而且估算负荷能力后才能进行材料选择。
  3.低消耗机械材料的选择应用
  可持续发展战略是我国的基本国策,而在各行各业的发展中可持续发展的理念也同样适用。这些产品生产的可持续发展理念,可具体应用在机械设计材料选择和应用方面,因此工作人员在材料选择时,必须确保材料的低能耗性和无污染性。除此之外,对材料的加工和处理过程也必须符合节能环保的理念,降低产品生产对周边环境造成的污染问题,并尽可能减少使用热处理的加工工艺,因为在热处理的环境下,材料的性能虽能得到保障,但污染问题较为严重。
  4.机械设计在汽车中的应用
  汽车产品的大部分零件都与机械设计之间存在密切的联系,其中汽车的主要核心部分——机械变速器就是由传动轴,轴承,齿轮箱体等多个步骤组成,这是一个非常复杂的机械系统。但是在系统安装过程中,部件的生产和装配环节无法避免误差和不同程度的负荷,而且在外部环境的影响下,汽车的机械设计部分会出现严重的噪声问题。若想对噪声问题进行解决,就需将齿轮的结构进行优化,通过增大齿轮的重合度,减小传动过程的噪声。
  三、机械材料的选择和应用的注意事项
  1.做好机械材料性能分析
  决定机械产品使用寿命和使用效果的根本性因素是机械材料的性能,因此在这些设计的过程当中,工作人员需重点研究的内容是机械材料的性能。随着社会的发展,机械产品的材料种类开始逐渐增多,而不同产品的性能复杂性也相对较高,所以在性能分析方面的工作是机械设计的主要难点和重点。机械材料的性能分析,分为化学分析,物理分析和工艺性能分析。其中工艺性能的分析直接决定产品生产的步骤,以及难易程度。
  3.明确机械设计要求
  明确机械设计的基本要求,是顺利开展机械设计工作的保障性前提,所以机械设计工作人员必须对自身工作的内容就有清楚的认识,在工作开展前期,深入了解不同设计零件的使用价值和具体用途,并且对不同原材料的设计零件性能进行对比和分析,了解机械产品的使用目的之后,选择合理的零件原材料。当然经济性的因素在材料选择方面起决定性作用,设计者在进行产品设计时,从零件的具体用途出发,但也需结合使用的实际环境对性能做出合理的研究和分析,并进行选择。
  4.注重节能性和环保性
  节能环保、绿色生活是目前人们较为关注的一个生活理念,同时也是未来一段时间内我国消费者在产品选择方面主要遵循的原则之一。再加上人们开始对环保有了更深层次的了解和认识,所以在社会关注的有点话题中,环境保护长居首位。机械设计材料在选择方面,也须注重节能性和环保性,并且以可持续发展战略作为主要指导原则,尽可能选择能量消耗低以及污染性低的材料,而且在条件允许的前提下,尽量降低不可再生资源的使用。
  5.注重材料的经济性与适用性
  对于机械设计人员而言,机械设计过程涉及多种技术,例如焊接技术,安装技术,生产技术和铸造技术等等,如需满足多种技术的生产过程,就需选择价值低、质量高的经济适用型机械材料,只有这样才可以真正发挥材料的价值。机械加工材料的不同特性去建立在不同的设计技术基础至上,因此在材料选择方面也需选择不同的设计材料,只有把握好机械设计工艺材料的各种特性,并合理选择材料,才可有效促进机械工程的开展。当然除注重机械设计材料的适用性之外,在材料的选择方面,也需对材料的质量和经济实惠性进行严格控制。
  6.注重材料的可持續发展性
  社会的可持续发展是各个产业在产品生产时需遵循的重要原则,特别是在机械设计材料选择方面,切不可违背该原则,因为与其他类型的行业相比,机械产品的生产需使用大量的资源。为满足我国的可持续发展战略,机械设计在产品生产及材料选择方面,需对新型材料的应用价值进行充分研究以及挖掘,通过结合施工工艺和材料的特点,使得材料的性能得到充分的发挥,从而达到降低能源消耗以及节约能源的目的。
  7.重点关注碳素钢、合金钢材料的选择
  与其他类型的这些材料相比,碳素钢具有较强的性能及使用价值,因为它具有经济成本低,操作性能高,加工性能强的特点。在整个机械设计行业中,碳素钢的应用范围非常广泛。但从整体情况分析,他在具体使用时,存在操作程序较为复杂的情况,因为热处理的操作过程受碳素钢强度和韧性的影响,但与其他类型的材料相比,它具有强度不高和韧性低的特点,所以在碳素钢的应用方面存在较大的障碍。通过对多种类型的机械设计材料进行研究及对比分析,可发现合金钢材料可弥补碳素钢在热处理加工时,强度不高,韧性较低,导致的操作程序复杂问题,但是和金刚的材料也具有其特殊性。
  结束语
  人们的生活条件发生了翻天覆地的变化,在日常生活和工作中,各项社会活动都与机械设备产生密切联系。在进行机械设计时,材料的选择与机械寿命和机械性能之间存在密切联系。上文主要针对机械材料选择以及应用进行深入探讨,同时分析机械材料选择和应用的相关知识,为机械设计过程提供相应的参考资料,希望能引导机械企业设计出性能优越、且寿命较长的机械产品,从而最大程度满足人们在日常生活中对机械产品的全新需求,并推动社会工业化的发展。
  参考文献
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