利用正交试验法对正火工艺的探讨.doc

利用正交试验法对正火工艺的探讨NEWS.C-CNC.COM2008-8-15 来源： 热处理是改善钢的组织与性能的基本途径之一，它是机械零件加工制造过程中的一个重要工序。而作为预备热处理，锻后正火是为了消除前加工工序(锻造)的某些缺陷，并为随后的工艺操作(机械加工、淬火等)做好准备。正火的目的就是为了细化晶粒，改善组织，提高锻件的切削加工性能(在材料角度上，硬度和组织影响最大)。因此，为了提高锻件的可加工性，进行正火工艺的探讨。 图1为某厂的变速器中间轴锻件毛坯，材料为8620H。据统计，正火后的硬度为140150 HBW。一般情况下，钢的硬度为160203 HBW时，其切削性能最好。图2为正火工艺的控制曲线。不难发现工艺主要由6个主要参数因素控制：A：加热时间t1；B：加热温度1；C：保温(一)时间t2；D：风冷时间t3；E：保温温度t4；F：保温(二)时间t4。以下利用正交试验法对正火工艺进行试验设计和分析。一、正交试验法的概述1.正交试验法 正交试验法是利用正交表安排试验和分析试验结果的试验设计方法。它在牛产、科研和开发等多个领域内已得到广泛的应用它可以用较少的试验次数获得较优的结果。指标就是试验要考察的效果；因素就是对试验指标可能产生影响的原因；水平是指因素在试验中所处的状态和条件。正交表是种规格化的表格，它给出了各种因素和水平的代表性很强的试验组合，以便查用，其代号为： LN(MK) 代号中L正交表的代号； N正交表的横行数，即试验次数； M字码灵敏，即每个因素的水平数(或位级数)； K正交表的纵列数，即可容纳的试验因素数。 例如，L4(23)就表示可进行3种因素、2个水平、共4次试验的正交试验。 2.正交试验法的流程 (1)明确试验的目的。 (2)确定试验的指标。 (3)挑因素，选水平。 (4)设计试验方案。 (5)实施试验方案。 (6)试验结果的分析。 (7)反复调优试验以逼近最优方案。 (8)验证试验并通过生产验证确定较优方案。 (9)结论和建议。 二、正火工艺试验的设计和分析1.试验目的和指标试验目的：提高锻件的可加工性，得到适应切削加工的硬度(160180 HBW)。考核指标：钢材硬度HBW值。2.制定因素水平表由图2和上述可得，影响正火工艺的主要因素有：A：加热时间t1；B：加热温度1；C：保温(一)时间t2；D：风冷时间t3；E：保温温度4；F：保温(二)时间t4。各因素水平是根据以往的经验和资料通过分析制定，其因素水平如表1所示。由表1可知，试验可用二水平正交表(如表2所示)进行。试验表的安排如表3所示。由表3可以看出，表中已列好试验方案八个，表中的每一个横行给出了一组试验方案。例如，第一组试验方案为：A1 B1 C1 D1 E1 F13.试验并进行试验结果的分析进行试验，并将试验结果，即所达到的指标记入相应的试验方案旁，如表4所示。由试验分析表可得，方案3、5、7均可到达指标的硬度范围，但从切削角度筛选，方案7较优。从R值看出，RE=6最大，说明保温温度4在试验指标中是主要原因。按主次因素可排列如下：最优方案一般就是最优水平的组合，所谓最优水平的组合就是指由全体因素最优水平组成的试验条件。在表4中选出最优水平如表5所示。试验的硬度结果为168HBw。如果没有其他需要调整，最优水平组合可作为最优方案，并按此方案进行试生产。如果生产后效果还不够理想，可进行第二次正交试验，以