1機(jī)械設(shè)計(jì)中對材料的選擇

材料必須要滿足生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的要求。材料除了要滿足使用性能和工藝性能以外，還要能夠滿足生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性能，即材料的價(jià)格、加工費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用等要控制在合理的范圍內(nèi)，同時(shí)要使用組合結(jié)構(gòu)，提升材料的利用率，對于生產(chǎn)批量較大的零件，可以選擇物美價(jià)廉的材料來代替，降低生產(chǎn)的成本。第四，材料的選擇方式。在工程的設(shè)計(jì)過程中，在保證產(chǎn)品前提的條件下，雖然可以使用價(jià)格低廉的材料，但是也要注意到，有時(shí)，材料的價(jià)格雖然相對較高，但是卻有著優(yōu)越的使用性能，使用這種材料制造出的產(chǎn)品使用壽命較長，維護(hù)費(fèi)用低廉，也可以降低產(chǎn)品對能源的消耗，從產(chǎn)品壽命周期成本角度而言，有著經(jīng)濟(jì)性的特征。因此，在選擇材料的過程中，需要綜合地考慮各種因素，將加工路線中涉及的各種成本進(jìn)行選擇性對比，選擇性價(jià)比更高的材料。

2影響機(jī)械加工件表面層物理力學(xué)性能的因素

2.1表面層金相組織的變化

在零件加工的過程中會消耗大量的熱量，這些熱量會導(dǎo)致零件表面出現(xiàn)溫度升高的情況，當(dāng)溫度突破臨界點(diǎn)時(shí)，零件表面層金就會發(fā)生一定的變化。一般的切削加工會帶走大量的熱能，對表面層金的影響不大。但是在磨削加工過程中，其產(chǎn)生的熱能較大，會給零件層金相組織帶來較大的影響。

2.2加工表面的冷作硬化

零件在加工時(shí)表面層的金屬會出現(xiàn)塑性變形的情況，在該種因素的影響下，晶體間就會出現(xiàn)剪切滑移和嚴(yán)重扭曲的情況，同時(shí)也會出現(xiàn)晶體破碎、拉長和纖維化的情況，進(jìn)而導(dǎo)致材料的硬度和強(qiáng)度發(fā)生變化，這就是冷作硬化。導(dǎo)致材料加工表面出現(xiàn)冷作硬化的因素包括切削用量、刀具以及工件材料等。

2.3零件表面層的殘余應(yīng)力

在切削的過程中，零件表層金屬材料會出現(xiàn)組織和形狀的變化，在基體材料與表層的金屬之間會出現(xiàn)一種彈性應(yīng)力，該種應(yīng)力就是零件表面層的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致該種應(yīng)力出現(xiàn)的原因有三種，即由于冷態(tài)塑性變形導(dǎo)致的殘余應(yīng)力、熱態(tài)塑性變形導(dǎo)致的殘余應(yīng)力以及金相組織變化導(dǎo)致的殘余應(yīng)力。

3潤滑劑的特性及應(yīng)用

為了使工件得到所期望的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量，需要對工件進(jìn)行切削、研磨、沖壓、軋制和拉拔等，金屬加工潤滑劑是金屬在加工工藝過程中所使用的潤滑冷卻材料。其具體包括以下幾方面。第一，潤滑劑的冷卻性能。零件的加工消耗的能量90％以上．均轉(zhuǎn)化為切削能，這種切削能不僅容易使刀具出現(xiàn)磨損，情況嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致零件出現(xiàn)局部燒傷的情況，這就會對零件的加工質(zhì)量和加工精度產(chǎn)生不良影響，為了解決這類問題的發(fā)生，必須要使用潤滑劑來減少摩擦熱量的產(chǎn)生，也可以使用切削液對汽化、對流和熱傳導(dǎo)來進(jìn)行散熱。第二，潤滑劑的潤滑性能。刀具在進(jìn)行切削時(shí)，常常會承受切削力的作用，使用切削潤滑劑能夠有效地減少后刀面和零件、前刀面與切屑之間的摩擦力，從而降低功率的消耗，達(dá)到延長刀具使用壽命的作用，也能夠有效提升零件表面光滑度，減少積屑瘤的產(chǎn)生。第三，潤滑劑的清洗性能。在對零件進(jìn)行切割的過程中，會出現(xiàn)細(xì)小的切屑，這些切屑會附著在刀具、工件和機(jī)床上，會對工件的加工質(zhì)量產(chǎn)生不良的影響，導(dǎo)致砂輪和刀具的使用壽命降低，也會對機(jī)床的精度產(chǎn)生不良影響。潤滑劑具有的清洗性能可以有效減少金屬粉末和切屑對工件和機(jī)床的粘連，起到清洗的作用。（本文來自于《黑龍江科學(xué)》雜志。《黑龍江科學(xué)》雜志簡介詳見。）

4結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)條件的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的品種呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢，因此，在機(jī)械設(shè)計(jì)的加工過程中，必須綜合考慮各種情況，選擇性價(jià)比高的材料，同時(shí)，合理使用潤滑劑，將加工的成本降低至最小化，提高設(shè)備的使用壽命，不斷地提升企業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。此外，要加強(qiáng)對設(shè)計(jì)過程中的管理工作，加強(qiáng)對設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)工作，提高設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技能水平和責(zé)任意識，保證其在設(shè)計(jì)的過程中能夠綜合考慮到各方面的制約因素，從根本上提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

作者：胡凌峰 唐建勇 單位：秦皇島方華埃西姆機(jī)械有限公司