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发表于 2009-4-27 08:48:18
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来自： 中国浙江温州
还是直接贴出来吧
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。 - C& X0 X5 d( X1 P. t5 t' C, @
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140～150 HBW。一般情况下，钢的硬度为160～203 HBW时，其切削性能最好。: v1 A/ f4 z6 X8 k+ m
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τ1；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。
5 E8 m, g* p ?& N* t2 G s一、正交试验法的概述
+ y( w8 e* l+ P
& J. ]! j# g& X. B1.正交试验法
5 M4 P# d9 Y/ `! |5 s# ?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：
$ f7 | i5 B9 F: b5 y3 b2 iLN(MK)
% X; i$ B1 D& b- `代号中 L——正交表的代号； ; Y* G8 L, D$ h) W
N——正交表的横行数，即试验次数；
" ?1 d! [# K2 D" N6 c- ^6 x; k! iM——字码灵敏，即每个因素的水平数(或位级数)； 8 E# `* p2 n& H7 D1 u' c& \
K——正交表的纵列数，即可容纳的试验因素数。 $ n" o( x: ?- _" m0 x3 \
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。 * W1 X* ]( e5 }9 }% ]; w# ~
2.正交试验法的流程 Q8 v* d8 Q% Q
(1)明确试验的目的。
2 N! j5 A$ S" N(2)确定试验的指标。
: T6 u* T0 r* a" G* J(3)挑因素，选水平。 6 t; |7 o0 _! u
(4)设计试验方案。
+ e( G0 ~/ L: E8 G(5)实施试验方案。
" ^& @2 G0 A V9 ~. i2 R; A9 e7 B(6)试验结果的分析。
. W8 u c8 r# h$ ]; A(7)反复调优试验以逼近最优方案。
; L! V0 U- I1 M6 P- _) x(8)验证试验并通过生产验证确定较优方案。
6 N; v5 B( |( f8 H4 ], \0 u+ G(9)结论和建议。 二、正火工艺试验的设计和分析
' Z+ w: h" z/ L0 f8 |1.试验目的和指标
0 h4 C. r- [9 c试验目的：提高锻件的可加工性，得到适应切削加工的硬度(160～180 HBW)。7 L" ]% N) d/ ] a0 E
考核指标：钢材硬度HBW值。2 v$ J' `- D1 G& Q+ F3 s0 ~
2.制定因素水平表) W6 u: u, R- l" O x/ A0 x
由图2和上述可得，影响正火工艺的主要因素有：
: p; @8 z5 e! Y+ _" WA：加热时间t1；B：加热温度τ1；C：保温(一)时间t2；D：风冷时间t3；E：保温温度τ4；F：保温(二)时间t4。
: W: b7 ^- N$ h4 J. H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。
% ?/ Q, r3 E# d5 E2 B% B" }由表1可知，试验可用二水平正交表(如表2所示)进行。( Q$ u% b/ E4 X
试验表的安排如表3所示。) {8 s9 G. T' {, S9 V9 ?
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 F1/ m3 C' [& @0 o
3.试验并进行试验结果的分析
8 \) w9 E" \! P! i5 o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。5 Q$ G1 I) i3 A$ }. k" _
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τ4在试验指标中是主要原因。按主次因素可排列如下：
9 G4 i% I: f5 Q& m( n# V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。; N4 Z* h* R& d' S2 F/ q; m
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，以寻求史好的条件。
3 \/ J: [& \" v5 o* }4 ]经最优方案进行试生产，锻件毛坯硬度为168HBw，已完全满足了切削加工的要求。故将其方案定为该锻件的生产工艺。其工艺曲线如图3所示。
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