机械设计中金属材料的合理应用

宣成君

【摘要】科技的快速发展加速了各行各业的改革，传统的机械设计已经不符合现代社会的要求标准，传统机械的更新换代是时代发展的必然。机械设计创新的实现，离不开材料的应用，特别是对金属材料的应用，在机械设计中，金属材料占据着重要的地位。科技的发展加快了机械设计应用的深度，在机械设计中，合理充分的利用材料，可以让材料发挥出更多的功能，在此基础上设计出的机械系统可以实现更多的功能，这也是运用科技力量的结果。

【关键词】机械设计 金属材料 应用

引言：

我国工业化的水平在科技快速发展的基础上得到了显著的提高，这也促进了我国机械制造业的发展，多样化的机械设备都在朝着高质量、多功能的方向发展。未来我国工业制造的水平也会不断提升，因此，机械制造所必须的机械材料也要相应的得到发展，这样才能与机械制造业的发展同步。对于现阶段的机械材料市场来说，存在着极大的空缺，特别是稀缺材料严重空缺，在多个行业对机械材料的竞争之下，机械行业的生产必定会受到影响，机械材料的使用受到限制。所以，设计人员在开展机械设计活动时，要对原材料进行科学的选择，尽量让材料发挥出其最大的价值。

1、机械设计中金属材料选取的基本原则

（1）经济性原则

任何企业的生产经营，都是为了获取更多的经济效益，对于机械制造企业来说，也是为了获得更多的经济收益，机械制造企业在选取材料时，为了尽可能的降低企业的成本，在选取材料时，一定要选择性价比较高的材料。机械制造企业要对材料的供应情况进行充分的考察，同时还要了解金属材料的价格及其转化率，力争从源头为企业缩减生产成本。

（2）载荷与性质

设计者在开展机械设计时，必须要对其所选取材料的载荷与性质进行考量，材料所具有的荷载力大小与材料的可塑性具有直接联系，同时也能将机械的良性功能展现出来，除此之外，设计者还要其他性质了如指掌，这样就可以避免机械产品的功能和质量被材料的性质所影响。

（3）确保零部件的标准化生产

在生产实践中，某些机械零部件，特别是金属材质的零部件，在加工之后，会出现质量不佳或者尺寸不标准等问题，这都是由于金属材料的选择不正确而导致的，机械企业制造出不符合要求或不符合标准的机械零部件，将会另企业蒙受经济损失，同时还会给企业形象带来严重的负面影响。通常情况下，小的零部件可以成为精密仪器的一部分，而大的零部件可以成为国家大型机械制造的重要组成部分，无论是大的零部件，还是小的零部件，都会有严格的甚至苛刻的标准来约束其大小、质量等，零部件的大小与质量对于整个设备的使用价值来说，具有决定性的作用，因此，设计者必须要严谨的选择金属材料，并对并部件的大小、尺寸、质量进行严格的把控。

（4）工作环境对材料选择的影响

机械零部件会应用到不同的环境之中，这就要求机器零部件要具有应对不同环境条件的特性的能力。比如说，对于长期处于潮湿环境中的零部件来说，必须要具有防腐蚀的性能，为了保证零部件的这一性能，这就要就零部件在力口工前，要选择抗腐蚀性能强的金属材料;对于长期处于高温环境中的零部件来说，必须要选择具有耐高温性能的材料来制造，这样可以为设备的正常运行提供保障，同时也能延长机械零部件的使用寿命。面对不同的机械零部件应用环境，必须要首先选择具有应对特殊环境的材料来制作机械零部件，因此，属材料的选择格外重要。

2、机械设计中应用金属材料的注意事项

（1）充分考虑应用金属材料的经济实用性

机械产品在设计制造之初，首先要考虑材料的选择问题，材料的选择对于机械设计制造来说是非常关键的一个环节，设计师要知道其设计生产出来的产品要具有经济实用性的特点，满足产品的这一特点，就必须要在材料的选择以及加工工艺上下功夫。设计师在综合评价产品设计的基础上选择适合的加工工艺，这就要求设计者对市场上不同材料的加工工艺进行了解与掌握，同时也要掌握材料在加工过程中会遇到问题及解决办法。设计者在确定加工工艺后，要开始进行对金属材料的选择，选择材料时要最大限度的确保生产设备的实用性。一般情况下，加工工艺确定后，会对金属材料的选择范围形成限制，金属材料的选择范围就会变得特别小。在金属材料中，不仅具有良好的加工性能，还具有高性价比、低成本的材料，就是碳素钢与合金钢材料，这也是设计师们最喜欢的两种金属材料。然而，碳素钢也存在韧性不足的缺点，再加工中等的型材时，不适合直接选用，在具体的生产实践过程中，设计者会加入一些特殊的成分来提高金属材料的耐磨性、耐腐蚀性及耐高温性的能力，这样的金属材料更具有实用性。

（2）充分考虑应用金属材料的环保性

设计师在机械设计中，要考虑其选择金属材料的环保性。首先，在可持续理念的指导下，设计师要了解哪些金属材料在加工过程中所产生的污染小，不要选择在加工过程中产生过多废料、废气的金属材料。其次，设计师要考虑到金属材料在制造成机械产品后的可回收及可再生的问题，这样既节约了开支，又保护了环境。第三，设计师要多考虑那些无危害性或危害性小的新型材料，以降低对人体的伤害以及对环境的损害。

（3）充分考虑应用金属材料的节能性

设计师在机械设计中要注意金属材料应用的节能性。设计师在选择金属材料时，要将降低资源消耗，避免资源浪费作为其选择的目标。在生产实践中，要选择热处理工序少的材料，这样就可以显著降低能源的消耗，不仅节能环保，还能提高经济效益。

3、结束语：我国的机械制作业在经济快速发展的同时，也迎来了大发展的机遇，传统机械制造无法满足现代社会发展的要求，这就对机械产品的质量、性能提出了更高的要求。本文主要围绕机械设计中金属材料的合理应用进行了分析，希望可以促进机械制造企业的发展。

参考文献：

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