机械设计加工中的材料选择问题研究

机械设计加工中的材料选择问题研究

张仕鹏

中车哈尔滨车辆有限公司    黑龙江哈尔滨    150056

摘要：材料在机械加工中的应用是十分广泛的，它的选择会对机械加工造成很大的影响，因此要对材料进行科学合理的选择。对于机械加工来说，材料是其重要的组成部分，选择好了材料就能很好地提高机械加工的质量和效率。对于材料的选择，是一个复杂而又系统的工作。在选择材料时，需要考虑多方面因素，如材料性质、工艺条件、制造成本和环境等因素。

关键词：机械设计；材料选择；问题研究

我国有大量机械设备制造企业和各类机械设备生产厂家，但是我国工业企业在生产过程中还存在着一些问题和不足，如我国大多数企业存在着粗制滥造、产品质量不高、成本控制较差、市场竞争能力较弱等问题。这些问题严重影响了我国工业企业在国际市场中的竞争力。因此，在机械设计加工时要针对上述问题采取有效措施进行解决，使我国工业企业在国际市场上有更强的竞争力和影响力。

1. 材料的选择在机械加工中的重要意义

对于材料选择来说，首先要考虑其使用寿命和使用性能等方面内容。例如钢材材料在使用过程中容易出现磨损现象、容易腐蚀以及出现变形等现象，因此必须要采取合理措施进行解决。此外还需考虑到加工制造成本、环境污染以及生产效率等方面内容。

2.机械加工的基本流程

在机械加工过程中，主要有以下几个基本流程：首先是对工件进行测量。机械加工过程中，需要对工件的尺寸、形状以及位置等内容进行测量，这样才能准确把握工件的实际尺寸，保证零件的加工精度。其次是进行毛坯制造。毛坯制造是机械加工过程中的重要环节之一，毛坯是机械加工的基础材料。在对毛坯进行制造时，需要将工件材料按一定方式进行分割，这样才能更好地满足下一步机械加工需求。例如在对金属材料进行切削加工时，需要将金属材料的切屑排出。在机械设计加工中，必须要保证工件材料质量，这是进行机械加工的前提和基础。最后是对刀具、夹具等工具进行选择[1]。刀具是实现机械加工的关键工具之一，因此要保证刀具符合使用要求。在进行刀具选择时，首先要确定机床类型和技术参数，然后再根据实际需要来选择相应的刀具。例如在对铣床进行使用时，要选择平面铣刀、圆锥面铣刀以及齿条铣刀等类型的刀具，这样才能更好地满足实际需要。其次是要选择合适的夹具。对于夹具来说，是保证机械加工顺利完成的关键因素之一。在设计机械加工夹具时要考虑到零件尺寸和工件形状等内容，根据具体情况来选择合适的夹具。例如在对平面零件进行加工时，可以利用普通通用夹具、弹性夹具以及专用夹具等类型的夹具来完成；在对圆柱孔零件进行加工时，可以使用刚性较好的机床夹紧方式来完成；而对于成形孔零件来说，则可以利用普通机床夹紧方式来完成；对于圆孔零件来说，则可以利用专用夹具来完成。最后是选择合理的切削参数和冷却方式。在选择切削参数时要根据具体情况来选择合适的切削参数；在对切削液进行使用时要根据工件材料和工件形状等方面内容来确定切削液种类和浓度。此外还要考虑到工件材料以及切削速度等方面内容。

3.选择材料时需要注意的问题

对于机械加工材料选择来说，需要注意很多问题，其中包括材料性能、加工成本、环境保护、经济效益等方面内容。例如，在选择金属材料时，需要注意其机械性能，金属材料具有一定的强度、硬度以及耐磨性等特征。通常情况下，在机械设计加工时使用的金属材料性能要求都比较高，例如要求其具有一定的耐腐蚀性和一定的韧性等。另外金属材料的性能还需要与机械设备性能相适应[2]。如果选择了强度较低的金属材料进行加工，就会使加工设备出现变形，进而导致设备工作效率降低。此外在选择材料时还需考虑到加工成本问题。对于机械设计加工来说，所使用的原材料价格比较高，并且原材料价格也在不断上涨。如果选择价格较高的材料进行加工，就会增加企业生产成本，甚至使企业利润下降。因此在选择材料时需要考虑到加工成本问题，尽可能选择一些价格较低的材料进行加工。

4.正确选择机械零件材料

如果材料选择得不好，就会严重影响机械制造质量，进而影响到企业的发展。因此，在机械设计加工中必须要对材料进行科学合理地选择。首先要选择那些耐磨性较好的材料，这样可以降低零件加工过程中产生的磨损，保证零件的使用寿命[3]。其次要选择那些强度较大的材料，这样可以保证零件在使用过程中具有足够的强度，保证机械设备能够安全正常地运行。再次要选择那些韧性较强的材料，这样可以减少零件加工过程中出现变形以及断裂等现象。最后要选择那些塑性较好的材料，这样可以使零件在加工时变形程度降低，减少机械设备出现故障现象。总之，机械零件材料选择工作是一个复杂而又系统的工作，在选择时要综合考虑多方面因素，尽量减少对机械加工质量造成影响。

5. 机械加工时需注意的各个事项

不同的加工工艺会对材料的性能产生不同影响，因此在选择时要根据实际情况来选择。如果采用传统的工艺加工时，则要对不同结构、不同性能以及不同使用条件的材料进行合理选择。此外还要考虑到环境因素对材料性能和使用寿命等方面内容产生的影响。在选择加工工艺时，必须要保证加工设备运行稳定可靠、加工流程合理、设备保养良好，同时要考虑到生产效率等方面内容。此外还要对机械加工中存在的问题和不足采取有效措施进行解决，从而使机械设计加工中所涉及到的各种因素都能得到合理解决，从而促进机械设计加工行业更好地发展。

结束语：

综上所述，材料是机械设计加工的重要组成部分，其在机械设计加工过程中发挥着十分重要的作用，对机械加工质量和效率有直接影响。因此在选择材料时要从多方面因素进行考虑，如材料性能、加工工艺、制造成本以及环境污染等因素，同时还要根据机械加工的实际需求来进行选择。对于材料的选择，其首先要考虑到材料的性能要求，选择与自身材料性质相适应的材料，不能盲目选择一些与自身材料性质不相符的材料。其次要考虑到加工工艺对材料性能的影响。不同的加工工艺会对材料的性能产生不同影响，因此在选择时要根据实际情况来选择。

参考文献：

[1]华传艳,魏继乐,孙思平,姜海翔.机械设计加工中材料选择问题的探讨[J].南方农机,2020,51(08):164.

[2]陈晓斌.机械设计加工中的材料选择问题分析[J].科技创新与应用,2019(36):100-101.

[3]薛宇航.机械设计加工中的材料选择问题研究[J].山东工业技术,2019(05):79.