材料与机械工程技术

机械工程是一个广泛的概念，它几乎涉及国民经济各个领域中所有的机械产品。优质的机械产品是合理的材料、优良的设计及正确的加工工艺这三者的互相配合。

合理的材料为产品提供了必要的基本功能，是产品质量的重要保证。许多工程设计人员依据经验来套用或是盲目地随意取用材料，由此而造成的产品质量与寿命问题，已被大量的产品事故所证实。

优良的设计是实现产品造型及其使用功能的重要前提。在设计某一具体产品时，设计者首先进行的是功能设计和结构设计，通过精确的计算和必要的实验，以确定决定产品功能的技术参数和整机及零件的形状、尺寸，设计结果及设计质量如何，往往比较直观且容易评定和校检。

制造是将材料经济地加工成最终产品的生产过程，正确的加工工艺是设计和制造的桥梁。所谓加工工艺，是工件或零件制造加工的步骤，即指采用机械加工的方法，直接改变毛坯的形状、尺寸和表面质量等，使其成为合格成品或半成品的加工过程。机械产品一般都是由多种不同性能的材料加工成的零件组装而成的，每个零件的制造又是一个独立的过程，其加工工艺过程一般如图0－2所示。(www.xing528.com)

图0－2　零件加工工艺过程图

毛坯成形方法主要有铸造成形、锻造成形、焊接成形等。机械加工指采用各种切削（如车、铣、刨、磨、钻、镗等）加工方法直接改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度，使之成为合格零件的生产过程。按加工阶段的不同，机械加工可分为粗加工、半精加工和精加工。热处理是指将零件在固态下进行加热、保温、冷却，以改变其整体或表面组织，从而获得所需性能的一种工艺，包括整体热处理（如退火、正火、淬火、回火等）和表面热处理。根据热处理的目的和在加工过程中的工序位置，可分为预备热处理和最终热处理两大类。

设计的可行性往往会受到加工工艺的制约，不是所有设计的产品都能加工出来，也不是所有设计的产品通过加工都能达到预定的技术性能要求，工艺往往会成为“瓶颈”。材料与工艺的关系更加紧密，不同的材料有着各自适宜的加工工艺，而材料加工的难易程度（即工艺性能）既受材料性能的影响，反过来加工过程又会不同程度地影响到零件的内部组织，进而影响材料的使用性能。因此，机器零件的设计不单是结构设计，还应该包括材料与工艺的设计。