圖1為某廠的變速器中間軸鍛件毛坯，材料為8620H。據(jù)統(tǒng)計，正火后的硬度為140～150 HBW。一般情況下，鋼的硬度為160～203 HBW時，其切削性能最好。
圖2為正火工藝的控制曲線。不難發(fā)現(xiàn)工藝主要由6個主要參數(shù)因素控制：A：加熱時間t1；B：加熱溫度τ1；C：保溫(一)時間t2；D：風冷時間t3；E：保溫溫度t4；F：保溫(二)時間t4。以下利用正交試驗法對正火工藝進行試驗設計和分析。
一、正交試驗法的概述
1.正交試驗法 正交試驗法是利用正交表安排試驗和分析試驗結果的試驗設計方法。它在牛產、科研和開發(fā)等多個領域內已得到廣泛的應用．它可以用較少的試驗次數(shù)獲得較優(yōu)的結果。指標就是試驗要考察的效果；因素就是對試驗指標可能產生影響的原因；水平是指因素在試驗中所處的狀態(tài)和條件。正交表是…種規(guī)格化的表格，它給出了各種因素和水平的代表性很強的試驗組合，以便查用，其代號為： LN(MK) 代號中 L——正交表的代號； N——正交表的橫行數(shù)，即試驗次數(shù)； M——字碼靈敏，即每個因素的水平數(shù)(或位級數(shù))； K——正交表的縱列數(shù)，即可容納的試驗因素數(shù)。 例如，L4(23)就表示可進行3種因素、2個水平、共4次試驗的正交試驗。 2.正交試驗法的流程 (1)明確試驗的目的。 (2)確定試驗的指標。 (3)挑因素，選水平。 (4)設計試驗方案。 (5)實施試驗方案。 (6)試驗結果的分析。 (7)反復調優(yōu)試驗以逼近最優(yōu)方案。 (8)驗證試驗并通過生產驗證確定較優(yōu)方案。 (9)結論和建議。二、正火工藝試驗的設計和分析
1.試驗目的和指標
試驗目的：提高鍛件的可加工性，得到適應切削加工的硬度(160～180 HBW)。
考核指標：鋼材硬度HBW值。
2.制定因素水平表
由圖2和上述可得，影響正火工藝的主要因素有：
A：加熱時間t1；B：加熱溫度τ1；C：保溫(一)時間t2；D：風冷時間t3；E：保溫溫度τ4；F：保溫(二)時間t4。
各因素水平是根據(jù)以往的經(jīng)驗和資料通過分析制定，其因素水平如表1所示。
由表1可知，試驗可用二水平正交表(如表2所示)進行。
試驗表的安排如表3所示。
由表3可以看出，表中已列好試驗方案八個，表中的每一個橫行給出了一組試驗方案。例如，第一組試驗方案為：A1 B1 C1 D1 E1 F1
3.試驗并進行試驗結果的分析
進行試驗，并將試驗結果，即所達到的指標記入相應的試驗方案旁，如表4所示。
由試驗分析表可得，方案3、5、7均可到達指標的硬度范圍，但從切削角度篩選，方案7較優(yōu)。從R值看出，RE=6最大，說明保溫溫度τ4在試驗指標中是主要原因。按主次因素可排列如下：
最優(yōu)方案一般就是最優(yōu)水平的組合，所謂最優(yōu)水平的組合就是指由全體因素最優(yōu)水平組成的試驗條件。在表4中選出最優(yōu)水平如表5所示。試驗的硬度結果為168HBw。
如果沒有其他需要調整，最優(yōu)水平組合可作為最優(yōu)方案，并按此方案進行試生產。如果生產后效果還不夠理想，可進行第二次正交試驗，以尋求史好的條件。
經(jīng)最優(yōu)方案進行試生產，鍛件毛坯硬度為168HBw，已完全滿足了切削加工的要求。故將其方案定為該鍛件的生產工藝。其工藝曲線如圖3所示。
