Τεχνικές Επιλογής Υλικού και Επεξεργασίας Κοινών Μηχανικών Ανταλλακτικών

 

Στον τομέα του μηχανολογικού σχεδιασμού και κατασκευής, η επιλογή των κατάλληλων υλικών και των κατάλληλων τεχνικών επεξεργασίας είναι ζωτικής σημασίας για τη διασφάλιση της απόδοσης, της ποιότητας και της οικονομικής απόδοσης των μηχανικών μερών. Αυτό το άρθρο παρέχει μια εις βάθος ανάλυση των αρχών επιλογής υλικών, των τύπων υλικών και των τεχνικών επεξεργασίας για κοινά μηχανικά μέρη, με στόχο να προσφέρει πολύτιμες πληροφορίες για μηχανολόγους μηχανικούς και σχετικούς επαγγελματίες.

 

 

IΑρχές επιλογής υλικού

 

Η επιλογή των υλικών για τα μηχανικά μέρη απαιτεί μια ολοκληρωμένη εξέταση πολλών παραγόντων, συμπεριλαμβανομένων των απαιτήσεων απόδοσης, της δυνατότητας επεξεργασίας και της οικονομικής απόδοσης. Συγκεκριμένα, οι βασικές αρχές επιλογής υλικού περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

 

1. Απαιτήσεις απόδοσης

Το υλικό πρέπει πρώτα να πληροί τις συγκεκριμένες απαιτήσεις απόδοσης υπό τις συνθήκες λειτουργίας του εξαρτήματος, όπως αντοχή, σκληρότητα, αντοχή στη φθορά, αντοχή στη διάβρωση και αντοχή στην κόπωση. Αυτό απαιτεί από τον σχεδιαστή να έχει πλήρη κατανόηση των συνθηκών εργασίας του εξαρτήματος, συμπεριλαμβανομένων των δυνάμεων που θα αντιμετωπίσει, του περιβάλλοντος εργασίας (όπως θερμοκρασία, υγρασία και έκθεση σε ορισμένες ουσίες) και τυχόν ειδικές απαιτήσεις (όπως θερμική αγωγιμότητα , ηλεκτρική αγωγιμότητα και μαγνητικές ιδιότητες).

 

2. Επεξεργασιμότητα

Η δυνατότητα επεξεργασίας του υλικού επηρεάζει άμεσα την ευκολία κατασκευής, την αποδοτικότητα παραγωγής και το κόστος. Η καλή δυνατότητα επεξεργασίας περιλαμβάνει παράγοντες όπως η σφυρηλάτηση, η συγκολλησιμότητα και η μηχανική κατεργασία, που συμβάλλουν στη μείωση της δυσκολίας και του κόστους κατασκευής και βελτιώνουν την αποδοτικότητα της παραγωγής.

 

3. Οικονομική Αποδοτικότητα

Ενώ πληρούνται οι απαιτήσεις απόδοσης και επεξεργασιμότητας, είναι σημαντικό να επιλέγονται υλικά που είναι όσο το δυνατόν πιο οικονομικά αποδοτικά για να ελαχιστοποιηθεί το συνολικό κόστος του προϊόντος. Αυτό απαιτεί από τους σχεδιαστές να εξετάσουν πλήρως τις τιμές των υλικών, το κόστος επεξεργασίας και το επακόλουθο κόστος συντήρησης και χρήσης.

 

 

▲ Βήματα για την επιλογή υλικού σε μηχανικά μέρη

 

 

II Κοινοί τύποι υλικών

 

Τα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως για μηχανικά μέρη περιλαμβάνουν κυρίως τις ακόλουθες κατηγορίες:

 

1. Χάλυβας

Ο χάλυβας είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά για μηχανικά μέρη, που χαρακτηρίζεται από υψηλή αντοχή, καλή πλαστικότητα και σκληρότητα, καθώς και εξαιρετική απόδοση κατεργασίας. Ανάλογα με την εφαρμογή και τις απαιτήσεις απόδοσης, ο χάλυβας μπορεί να χωριστεί σε συνηθισμένο δομικό χάλυβα άνθρακα, δομικό χάλυβα άνθρακα υψηλής ποιότητας, δομικό χάλυβα από κράμα και χυτό χάλυβα, μεταξύ άλλων.

 

2. Χυτοσίδηρος

Ο χυτοσίδηρος έχει καλή ικανότητα χύτευσης, απόσβεση κραδασμών και αντοχή στη φθορά, αλλά η αντοχή και η σκληρότητά του είναι σχετικά χαμηλές. Ως εκ τούτου, ο χυτοσίδηρος χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή εξαρτημάτων που φέρουν στατικά φορτία και φθορά λόγω τριβής, όπως κρεβάτια εργαλειομηχανών και περιβλήματα.

 

3. Μη σιδηρούχα μέταλλα

Τα μη σιδηρούχα μέταλλα, όπως ο χαλκός και τα κράματα χαλκού, το αλουμίνιο και τα κράματα αλουμινίου, έχουν χαμηλότερη πυκνότητα και καλή ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα, καθιστώντας τα ευρέως χρησιμοποιούμενα σε ηλεκτρικά, ηλεκτρονικά και αεροδιαστημικά πεδία. Στα μηχανικά μέρη, τα μη σιδηρούχα μέταλλα χρησιμοποιούνται συχνά για την κατασκευή ελαφρών δομικών εξαρτημάτων, ρουλεμάν ολίσθησης κ.λπ.

 

4. Μηχανικών Πλαστικών

Με την ανάπτυξη της επιστήμης των υλικών, η εφαρμογή πλαστικών μηχανικής σε μηχανικά μέρη γίνεται όλο και πιο διαδεδομένη. Τα πλαστικά μηχανικής είναι ελαφριά, ανθεκτικά στη διάβρωση και έχουν καλές μονωτικές ιδιότητες, καθιστώντας τα κατάλληλα για την κατασκευή μη φέροντα, ανθεκτικά στη διάβρωση ή μονωμένα εξαρτήματα.

 

 

III Ανάλυση Διαδικασιών Μηχανικής

 

Οι διαδικασίες μηχανικής κατεργασίας για μηχανικά μέρη είναι ποικίλες, συνήθως περιλαμβάνουν τόρνευση, φρεζάρισμα, διάτρηση, λείανση, σφυρηλάτηση και χύτευση με έγχυση. Διαφορετικές διαδικασίες κατεργασίας είναι κατάλληλες για διαφορετικά υλικά και σχήματα εξαρτημάτων, τα οποία θα παρουσιαστούν ξεχωριστά παρακάτω.

 

1. Στροφή

Το γύρισμα είναι μια μέθοδος κατεργασίας όπου το τεμάχιο εργασίας στερεώνεται σε μια περιστρεφόμενη συσκευή συγκράτησης και τα εργαλεία κόβουν σταδιακά το υλικό από το τεμάχιο εργασίας για να επιτύχουν το επιθυμητό σχήμα και μέγεθος. Το γύρισμα είναι κατάλληλο για την κατασκευή κυλινδρικών εξαρτημάτων, όπως άξονες και μανίκια. Η ακρίβεια και η τραχύτητα της επιφάνειας της στροφής εξαρτώνται από την επιλογή του εργαλείου και τη ρύθμιση των παραμέτρων κοπής.

 

2. Φρεζάρισμα

Το φρεζάρισμα είναι μια μέθοδος μηχανικής κατεργασίας που κόβει υλικό από την επιφάνεια ενός τεμαχίου εργασίας χρησιμοποιώντας ένα περιστρεφόμενο εργαλείο για την κατασκευή επίπεδων επιφανειών, κοίλων και κυρτών επιφανειών, γραναζιών και άλλων σύνθετων εξαρτημάτων. Η άλεση μπορεί να χωριστεί σε τύπους όπως φρεζάρισμα με όψη, κατακόρυφη άλεση, τελική άλεση, φρέζα με γρανάζια και φρέζα περιγράμματος, με κάθε τύπο κατάλληλο για διαφορετικές ανάγκες μηχανικής κατεργασίας.

 

3. Διάτρηση

Η διάτρηση είναι μια μέθοδος κατεργασίας που κόβει υλικό από ένα τεμάχιο εργασίας χρησιμοποιώντας ένα περιστρεφόμενο τρυπάνι για να σχηματίσει οπές της απαιτούμενης διαμέτρου και βάθους. Η διάτρηση χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή εξαρτημάτων τύπου οπής, όπως οπές μπουλονιών και οπές ρουλεμάν. Η ακρίβεια και η αποτελεσματικότητα της διάτρησης εξαρτώνται από την επιλογή των τρυπανιών, τη ρύθμιση των παραμέτρων κοπής και την εφαρμογή μέτρων ψύξης και λίπανσης.

 

4. Τρίψιμο

Η λείανση είναι μια μέθοδος μηχανικής κατεργασίας που κόβει ή αλέθει σταδιακά το υλικό από την επιφάνεια ενός τεμαχίου εργασίας χρησιμοποιώντας λειαντικά εργαλεία για να επιτύχει το επιθυμητό σχήμα, μέγεθος και ποιότητα επιφάνειας. Η λείανση είναι κατάλληλη για κατεργασία εξαρτημάτων με απαιτήσεις υψηλής ακρίβειας και ποιότητας επιφάνειας, όπως καλούπια, μηχανικά μέρη ακριβείας και εργαλεία. Η ακρίβεια και η ποιότητα της επιφάνειας της λείανσης εξαρτώνται από την επιλογή των λειαντικών εργαλείων, τη ρύθμιση των παραμέτρων λείανσης και τη μέθοδο σύσφιξης του τεμαχίου εργασίας.

 

5. Σφυρηλάτηση

Η σφυρηλάτηση είναι μια μέθοδος επεξεργασίας μετάλλων που διαμορφώνει τα θερμά επεξεργασμένα μεταλλικά υλικά σε επιθυμητές μορφές μέσω της πίεσης. Η σφυρηλάτηση είναι κατάλληλη για την κατασκευή εξαρτημάτων με πολύπλοκα σχήματα και υψηλές απαιτήσεις μηχανικής απόδοσης, όπως γρανάζια και άξονες. Η σφυρηλάτηση μπορεί να βελτιώσει την εσωτερική οργανωτική δομή των υλικών, ενισχύοντας την αντοχή και τη σκληρότητα των εξαρτημάτων.

 

6. Χύτευση με έγχυση

Η χύτευση με έγχυση είναι μια διαδικασία κατά την οποία το λιωμένο πλαστικό εγχέεται σε ένα καλούπι και στερεοποιείται για να παραχθούν τα απαιτούμενα μέρη. Η χύτευση με έγχυση είναι κατάλληλη για την κατασκευή μεγάλων ποσοτήτων πλαστικών εξαρτημάτων πολύπλοκου σχήματος, όπως θήκες κινητών τηλεφώνων και εξαρτήματα αυτοκινήτου. Η ακρίβεια και η ποιότητα της επιφάνειας της χύτευσης με έγχυση εξαρτώνται από το σχεδιασμό του καλουπιού, την απόδοση της μηχανής χύτευσης με έγχυση και την επιλογή πλαστικών υλικών.

 

 

IV Λεπτομερής Σχεδιασμός Τυπικών Διαδρομών Διαδικασίας Τόξου και Βέλους

 

Εξαρτήματα άξονα

 

Τα υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως για εξαρτήματα άξονα ποικίλλουν ευρέως, κυρίως επιλέγονται με βάση παράγοντες όπως η αντοχή, η ακαμψία, η αντοχή στη φθορά, η κατασκευαστικότητα και οι οικονομικοί παράγοντες. Παρακάτω είναι μερικά κοινά υλικά για εξαρτήματα άξονα και τα χαρακτηριστικά τους:

 

1. Ανθρακούχο χάλυβα

• Υψηλής ποιότητας δομικός χάλυβας άνθρακα:Όπως οι βαθμοί 35, 45, 50 κ.λπ., αυτοί οι χάλυβες έχουν υψηλές συνολικές μηχανικές ιδιότητες και χρησιμοποιούνται ευρέως. Μεταξύ αυτών, ο χάλυβας 45 είναι ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος λόγω της καλής του απόδοσης. Για περαιτέρω ενίσχυση των μηχανικών ιδιοτήτων του, εκτελούνται συχνά επεξεργασίες κανονικοποίησης ή σβέσης και σκλήρυνσης.
• Συνηθισμένος δομικός χάλυβας άνθρακα:Όπως οι Q235, Q275 κ.λπ., αυτοί οι χάλυβες είναι κατάλληλοι για άξονες που φέρουν σχετικά χαμηλά ή λιγότερο κρίσιμα φορτία.

 

2. Κραματοποιημένος χάλυβας

Το κράμα χάλυβα έχει υψηλές μηχανικές ιδιότητες αλλά είναι σχετικά ακριβό, χρησιμοποιείται συνήθως για άξονες με ειδικές απαιτήσεις. Για παράδειγμα, οι άξονες που λειτουργούν υπό συνθήκες υψηλής ταχύτητας, μεγάλου φορτίου ή υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιούν συχνά κραματοποιημένο χάλυβα για την κάλυψη συγκεκριμένων απαιτήσεων απόδοσης. Οι συνήθεις κραματοποιημένοι χάλυβες περιλαμβάνουν 20Cr, 20CrMnTi, 40CrNi, 38CrMoAlA, κ.λπ., οι οποίοι, μετά την ενανθράκωση, την απόσβεση και άλλες θερμικές επεξεργασίες, μπορούν να ενισχύσουν σημαντικά την αντοχή στη φθορά, την αντοχή στην κρούση και την αντοχή σε κόπωση των αξόνων.

 

3. Χυτοσίδηρος

Εόλκιμος Σίδηρος:Λόγω της καλής απόδοσης χύτευσης, χυτεύεται εύκολα σε πολύπλοκα σχήματα και έχει καλή απόσβεση κραδασμών και χαμηλή ευαισθησία συγκέντρωσης καταπόνησης. Συχνά χρησιμοποιείται για την κατασκευή άξονων σύνθετου σχήματος. Ειδικά, ο όλκιμος σίδηρος από σπάνια γη-μαγνήσιο που αναπτύχθηκε στην Κίνα έχει εφαρμοστεί ευρέως στην κατασκευή σημαντικών εξαρτημάτων άξονα στις βιομηχανίες αυτοκινήτων, τρακτέρ και εργαλειομηχανών λόγω της εξαιρετικής αντοχής σε κρούση, μείωσης της τριβής και απορρόφησης κραδασμών.

 

4. Χυτοσίδηρος υψηλής αντοχής

Έχει επίσης καλές ιδιότητες χύτευσης και απόσβεσης κραδασμών, καθιστώντας το κατάλληλο για την κατασκευή άξονων σύνθετου σχήματος.

 

 ▲ 38CrMoAIA Παράδειγμα

 

 

Εξαρτήματα ταχυτήτων

 

Η επιλογή των υλικών των γραναζιών είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που απαιτεί την εξέταση διαφόρων παραγόντων, συμπεριλαμβανομένων των απαιτήσεων φορτίου, της ταχύτητας, των περιβαλλοντικών συνθηκών, των απαιτήσεων θορύβου και δονήσεων και οικονομικών παραγόντων.

 

1. Σφυρήλατο χάλυβα

Ο σφυρηλατημένος χάλυβας κατασκευάζεται μέσω της διαδικασίας σφυρηλάτησης και έχει ανώτερες ιδιότητες σε σύγκριση με τον συνηθισμένο χάλυβα. Τα σφυρήλατα γρανάζια χάλυβα έχουν υψηλή αντοχή, υψηλή αντοχή στη φθορά και καλή αντοχή στην κρούση, καθιστώντας τα ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα υλικά για την κατασκευή γραναζιών. Τα κοινά υλικά από σφυρήλατο χάλυβα περιλαμβάνουν χάλυβα 45, ο οποίος μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω τις μηχανικές του ιδιότητες μέσω θερμικής επεξεργασίας.

 

2. Χυτό χάλυβα

Ο χυτός χάλυβας χρησιμοποιείται συνήθως για την κατασκευή μεγαλύτερων γραναζιών, επειδή τα γρανάζια μεγάλης διαμέτρου δεν είναι κατάλληλα για σφυρηλάτηση. Τα γρανάζια από χυτό χάλυβα έχουν καλή αντοχή και σκληρότητα, αλλά η εσωτερική τους δομή μπορεί να μην είναι τόσο πυκνή όσο ο σφυρηλατημένος χάλυβας και μπορεί να απαιτούν θερμική επεξεργασία για τη βελτίωση της απόδοσής τους.

 

3. Κραματοποιημένος χάλυβας

Ο κραματοποιημένος χάλυβας κατασκευάζεται με την προσθήκη ορισμένης ποσότητας στοιχείων κράματος στον συνηθισμένο χάλυβα, με αποτέλεσμα υψηλότερη αντοχή και σκληρότητα. Τα γρανάζια από κράμα χάλυβα χρησιμοποιούνται συχνά σε εφαρμογές που φέρουν μεγαλύτερα φορτία και λειτουργούν σε υψηλότερες ταχύτητες.

 

4. Γκρι Χυτοσίδηρος

Ο γκρίζος χυτοσίδηρος είναι σχετικά εύθραυστος και έχει χαμηλή αντοχή στην κρούση και αντοχή στη φθορά, αλλά έχει καλές ικανότητες κατά της γαστρεντερίας και κατά του σκασίματος. Επομένως, τα γρανάζια από γκρι χυτοσίδηρο χρησιμοποιούνται συνήθως σε καταστάσεις όπου η λειτουργία είναι ομαλή, οι ταχύτητες είναι χαμηλές και η ισχύς δεν είναι υψηλή.

 

5. Εόλκιμος Σίδηρος

Ο όλκιμος σίδηρος επεξεργάζεται μέσω ειδικής διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας, με αποτέλεσμα ο γραφίτης στην εσωτερική του δομή να κατανέμεται σε σφαιρική μορφή, γεγονός που βελτιώνει την αντοχή και τη σκληρότητα του χυτοσιδήρου. Τα γρανάζια από όλκιμο σίδηρο έχουν καλή συνολική απόδοση και είναι κατάλληλα για εφαρμογές με υψηλότερες απαιτήσεις απόδοσης.

 

6. Μη Μεταλλικά Υλικά

Πλαστικά, μέταλλα σε σκόνη κ.λπ.:Σε ορισμένες ειδικές περιπτώσεις, όπως ελαφρύ φορτίο, χαμηλή ταχύτητα ή όταν απαιτείται μείωση του θορύβου και των κραδασμών, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μη μεταλλικά υλικά για την κατασκευή γραναζιών. Αυτά τα υλικά είναι ελαφριά, παράγουν χαμηλό θόρυβο και είναι εύκολο να επεξεργαστούν, αλλά η φέρουσα ικανότητα και η αντοχή τους στη φθορά είναι κατώτερα από τα μεταλλικά υλικά.

 

Για παράδειγμα, γρανάζια που χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα ή τρακτέρ.

 

▲ 20CrMnTi Παράδειγμα

 

Εξαρτήματα εργαλείων

 

Η επιλογή των υλικών για τα εργαλεία είναι καθοριστικής σημασίας για την απόδοση και τη διάρκεια ζωής τους. Κατά την επιλογή των υλικών εργαλείων, πρέπει να λαμβάνονται υπόψη διάφοροι παράγοντες, όπως ο σκοπός του εργαλείου, οι ιδιότητες των υλικών που υποβάλλονται σε επεξεργασία, οι συνθήκες κοπής και οι οικονομικοί παράγοντες. Παρακάτω είναι μερικά κοινά υλικά εργαλείων:

 

1. Χάλυβας υψηλής ταχύτητας

 

Χαρακτηριστικά:

• Υψηλή αντοχή και καλή σκληρότητα, επιτρέποντας αιχμηρές ακμές κοπής.
• Καλή εργασιμότητα, εύκολο στη σφυρηλάτηση και μηχανή.
• Χωρίζεται σε συνηθισμένο χάλυβα υψηλής ταχύτητας και χάλυβα υψηλής ταχύτητας. Ο συνηθισμένος χάλυβας υψηλής ταχύτητας έχει χαμηλότερες ταχύτητες κοπής, ενώ ο υψηλής απόδοσης χάλυβας υψηλής ταχύτητας παράγεται αυξάνοντας την περιεκτικότητα σε άνθρακα και βανάδιο και προσθέτοντας στοιχεία όπως κοβάλτιο και αλουμίνιο, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ανθεκτικότητα.

 

Εφαρμογές:

• Χρησιμοποιείται γενικά για εργαλεία πολύπλοκου σχήματος, όπως περιστρεφόμενα τρυπάνια, βρύσες, κοπτήρες ταχυτήτων και εργαλεία μορφοποίησης, συχνά κατασκευασμένα από χάλυβα υψηλής ταχύτητας.

 

2. Καρβίδιο με τσιμέντο

 

Χαρακτηριστικά:

• Εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα, με σκληρότητα που φτάνει τα 74–82 HRC σε θερμοκρασία δωματίου και αντοχή στη θερμότητα έως 900–1000 βαθμούς, προσφέροντας εξαιρετική απόδοση κοπής.
• Υψηλές ταχύτητες κοπής, ικανές να υπερβαίνουν τα 100 m/min κατά την κοπή ανθρακούχου χάλυβα.
• Ωστόσο, έχει κακή σκληρότητα, ασθενή κρούση και αντοχή σε κραδασμούς και οι άκρες δεν ακονίζονται εύκολα σε εξαιρετική ευκρίνεια, με φτωχότερη μηχανική ικανότητα.

 

Ταξινόμηση και Εφαρμογές:

• Το τσιμεντοκαρβίδιο ταξινομείται σύμφωνα με το GB2075-87 σε τύπους P, M και K. Ο τύπος P χρησιμοποιείται για την επεξεργασία μακριών τσιπς μαύρων μετάλλων. Ο τύπος M χρησιμοποιείται για την επεξεργασία μαύρων μετάλλων και μη σιδηρούχων μετάλλων. Το K-type προορίζεται για την επεξεργασία μικρών ροκανιδιών μαύρων μετάλλων, μη σιδηρούχων μετάλλων και μη μεταλλικών υλικών.

 

3. Ανοξείδωτο ατσάλι

 

Χαρακτηριστικά:

• Εύκολο στη συντήρηση, ισχυρή αντοχή στη διάβρωση, κατάλληλο για χρήση σε υγρά ή διαβρωτικά περιβάλλοντα.
• Ωστόσο, η σκληρότητα και η ευκρίνειά του μπορεί να μην είναι τόσο υψηλές όσο ο χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και συνήθως είναι πιο ακριβός.

 

Εφαρμογές:

• Χρησιμοποιείται σε οικιακά μαχαίρια κουζίνας, ιατρικά χειρουργικά εργαλεία και άλλες καταστάσεις που απαιτούν συχνό καθαρισμό και συντήρηση υγιεινής.

 

4. Χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα

 

Χαρακτηριστικά:

• Υψηλή σκληρότητα και καλή ευκρίνεια, κατάλληλο για μηχανική κατεργασία και κοπή ακριβείας.
• Ωστόσο, είναι επιρρεπής στη σκουριά και απαιτεί τακτική συντήρηση και φροντίδα.

 

Εφαρμογές:

• Χρησιμοποιείται σε ξυράφια, μαχαίρια εξωτερικού χώρου και άλλες εφαρμογές που απαιτούν υψηλή σκληρότητα και ευκρίνεια.

 

 

▲ Εστίες γραναζιών

 

 

▲ Εστίες γραναζιών Περιγραφή κύριας διαδικασίας

 

 

V Συμπέρασμα

 

Η επιλογή υλικών και μεθόδων επεξεργασίας για κοινά μηχανικά μέρη είναι μια πολύπλοκη και συστηματική διαδικασία που απαιτεί την εξέταση πολλών παραγόντων. Κατά την επιλογή υλικών, οι επιλογές πρέπει να βασίζονται στην απόδοση, τις δυνατότητες επεξεργασίας και τις οικονομικές πτυχές των εξαρτημάτων. Κατά την επιλογή των μεθόδων επεξεργασίας, οι αποφάσεις πρέπει να λαμβάνονται ανάλογα με το σχήμα, το μέγεθος, τις απαιτήσεις επιφάνειας των εξαρτημάτων και τα χαρακτηριστικά των υλικών. Μέσω της ορθολογικής επιλογής των υλικών και των τεχνικών επεξεργασίας, η απόδοση, η ποιότητα και η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας των μηχανικών μερών μπορούν να βελτιστοποιηθούν.