机械设计加工中材料选择问题的探讨

聂洁

唐山国华科技有限公司 河北唐山 063020

我国社会和国家的发展，工业是最为重要的支柱产业之一。谈及工业，无论是重工业还是轻工业，各式各样的仪器设备都是其最为典型的代表形象。仪器设备的整体水平也从侧面反映了一个国家整体的工业水平、科技水平。仪器设备整体水平中，机械设计是其重要的一个衡量维度。机械设计加工水平高，自然国家的仪器设备乃至整个工业都能飞速发展。在机械设计加工领域，材料的选择和使用是最为重要的基础性设计，直接决定整个机械设计。

1 机械设计中常用的材料

1.1 金属材料

金属材料是机械设计中常用的材料，比如铁、铝合金等，这些金属由于硬度比较大，而且其价格方面也比较低廉，容易获取。因此，在机械设计领域当中这些金属材料被用作机械设计的基础材料[1]。

1.2 分子材料

随着科技的不断发展，一些高分子材料逐渐被制造出来并且凭借其优势而广泛应用于各个领域。常见的材料是塑料以及纤维，它们的制造方式比较简单，并且使用范围也比较广泛，在使用过程中造成的污染以及对资源的浪费较少，所以被机械设计领域普遍运用。

1.3 复合材料

复合材料指的不是一种材料，是多种材料通过物理反应或者化学反应所结合并运用的材料。复合材料的适用范围较广，并且需要的耗能较少，可以达到理想的节能和环保作用，所以复合材料自研发出来更受人们的欢迎。

1.4 陶瓷材料

陶瓷材料主要的组成成分是“硅”，它因为密度低，并且具有抗腐蚀、防水等特点。正是根据陶瓷材料的这些特点，人们将它运用并满足机械设计领域中的各种需求。但是，陶瓷所制造的商品一般都易碎且建造成本高，还是有一定的限制[2]。

2 机械加工中材料选择的问题

在机械加工当中，材料的选择也有很多问题。首先，是机械材料或产品的性价比不高。性价比高则意味着生产成本低下，既符合设计需要，又能够符合经济要求。但在实际过程中，机械材料的性价比并不高。如果想要质量好的材料，经济上的负担就会增加；如果想要减轻经济上的负担，就只能购入不符合标准的材料。况且，有些厂家为了追求高额的经济利润，而生产出不符合要求的材料。这也有可能会出现安全隐患。如果材料不过关，将会严重影响最后的实际功能。因此，性价比不高、质量不过关是材料当中最常见的问题所在。

3 机械设计加工中的材料选择策略

3.1 积极探索新型材料的特性，加大选用力度

机械设计加工，无外乎是安全性能和经济效益这两者之间的对抗和平衡。优秀的机械设计，必然是在性能和经济上取得了良好的平衡。尤其是随着我国经济、科技以及社会主义市场化制度的不断前进，市场化竞争逐渐成了企业乃至行业发展的主流趋势，各行业的市场化竞争意识越来越高，竞争压力也越来越大。要在激烈的市场竞争中站稳脚跟，对机械设备相关企业而言，进行设计改进，产品升级是必须。当前机械设备的众多改进趋势中，轻量化、环保化以及高科技化的趋势越来越明显。而随着材料技术的提升，复合材料、高分子材料等新型材料在耐腐蚀、轻量化等方面有卓越的性能优势。为了有效促进机械设备的更新升级，积极选用例如复合型材料、高分子非金属材料等新型材料来替代传统的金属材料，是一个十分有效的方法[3]。

3.2 选择质量过关的材料

选择质量过关的材料，在材料加工的精准度与性价比方面都具有很大的保证，且产品的使用期限也会增加。质量过关的材料首先能够接受锻造和焊热，不会出现无法承受的现象。这些必要的过程都需要材料的质量过硬，还要耐受高温，能够在高温环境中依然保持原有的特点和性能。其次，所有的产品都是需要进行切割的。在这个过程中，所选用的工具都是有一定标准的。这就要求材料在这种状态下依然保持原状，材料性能不会下降。因此，选择性价比高、质量过硬的材料是非常有必要的，可以让材料的使用效率提升，使用期限变长。

3.3 重视材料的荷载问题

机械设计所使用到的材料多种多样，不同的材料的荷载也是不尽相同的，但是就目前的设计现状来看，很多设计人员仅仅注意到了不同材料的使用环境，却对材料的荷载问题欠缺必要的考虑，很多材料因为存在外在的负荷偏差，导致了该材料的不当使用，甚至发生安全事故，造成了大量资源的浪费。在进行机械设计的最初阶段，工作人员就需要全面地考虑机械材料的荷载问题，避免在后续的设计与实验过程中因为某些零部件的荷载较差，从而使得整个机械工程停止工作，影响到了整个机械的正常运转。所以，在设计工作开始之前，就应当对可能用到的材料进行荷载方面的综合评估，并且筛选出符合条件的材料。此外，设计人员也应当加强自身的学习，不断地积累设计经验，能够从实际情况出发，综合地、科学地选择材料，从而使得机械设计更加符合常理，更加具有实用性[4-5]。

4 结语

综上所述，在经济全球化趋势的推动下，我国的工业化也在不断发展，其中机械设计领域作为重要的生产领域，对推动我国经济发展有着重要的作用。但是在我国高速发展的过程中，绿色发展是我国的发展理念，机械设计领域需要秉承绿色无污染发展的目标，对于原料以及材料的选用，都要以绿色无污染的资源为首选。与此同时，机械设计领域要结合实际发展情况，在污染物质的治理方面要做出治理计划，以促进我国绿色节能发展的长远计划。