注塑工藝正交實驗優(yōu)化工藝參數(shù).pdf

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1、正交試驗優(yōu)化工藝參數(shù)1.正交試驗設(shè)計簡介1.1正交試驗設(shè)計的基本概念人們在長期的實踐中發(fā)現(xiàn)，要得到理想的結(jié)果，并不需要進行全面試驗，即使因素個數(shù)、水平都不太多，也不必做全面試驗．尤其對那些試驗費用很高，或是具有破壞性的試驗，更不要做全面試驗．我們應(yīng)當在不影響試驗效果的前提下，盡可能地減少試驗次數(shù)，正交設(shè)計就是解決這個問題的有效方法。正交試驗設(shè)計是研究多因素多水平的又一種設(shè)計方法，它是利用正交表來安排與分析多因素試驗的一種設(shè)計方法。它是由試驗因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進行試驗

2、的，通過對這部分試驗結(jié)果的分析了解全面試驗的情況，找出最優(yōu)的水平組合。正交實驗設(shè)計方法的三個基本概念即:指標、因素和水平。1)指標在試驗中需要考查的效果的特性值，簡稱為指標。指標與試驗?zāi)康氖窍鄬?yīng)的。例如，試驗?zāi)康氖翘岣弋a(chǎn)量，則產(chǎn)量就是試驗要考查的指標:如果試驗?zāi)康氖墙档统杀荆瑒t成本就成了試驗要考查的指標?？傊?，試驗?zāi)康亩喾N多樣，而對應(yīng)的指標也各不相同。指標一般分為定量指標和定性指標，正交試驗需要通過量化指標以提高可比性，所以，通常把定性指標通過評分定級等方法轉(zhuǎn)化為定量指標。2)因素因素也稱因子

3、，是試驗中考查對試驗指標可能有影響的原因或要素，它是試驗當中重點要考查的內(nèi)容。通常用大寫字母A，B，C等來表示。一個字母表示一個因素，因素又分為可控因素和不可控因素?？煽匾蛩刂冈诂F(xiàn)有科學(xué)技術(shù)條件下，能人為控制調(diào)節(jié)的因素；不可控因素指在現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)條件下，暫時還無法控制和調(diào)節(jié)的因素。正交試驗中，首先要選擇可控因素列入到試驗當中，而對不可控因素，要盡量保持一致，即在每個方案中，要對試驗指標可能有影響的不可控因素，盡量要保持相同狀態(tài)。這樣，在進行試驗結(jié)果數(shù)據(jù)的處理過程中就可以忽略不可控因素對試驗造成的

4、影響。3)水平試驗中選定的因素所處的狀態(tài)和條件稱為水平或位級。例如:加熱溫度為700℃，800℃，900℃這3個狀態(tài)，可分別用1、2、3來表示。又如1個因素分為2水平，用1和2來表示。同理，一個因素也可分為4水平、5水平或更多水平，以此類推。1.2正交表正交表是運用組合數(shù)學(xué)理論在正交拉丁名的基礎(chǔ)上構(gòu)造的一種規(guī)格化化的表格。符號：L(ji)n其中：L——正交表的符號；n——正交表的行數(shù)（試驗次數(shù)，實驗方案數(shù)）；j——正交表中的數(shù)碼（因素的水平數(shù)）；i——正交表的列數(shù)（實驗因素的個數(shù)）；N=ji——

5、全部試驗次數(shù)（完全因素位級組合數(shù)）正交表的特性1)整齊可比性：每個字碼出現(xiàn)的機會完全相等的；2)均衡分散性：任意兩列間橫向組合的數(shù)字對搭配是均衡的。1.3正交表安排試驗并分析試驗結(jié)果的步驟歸納如下：1)明確試驗?zāi)康?，確定要考核的試驗指標。2)根據(jù)試驗?zāi)康?，確定要考察的因素和各因素的水平。要通過對實際問題的具體分析選出主要因素，略去次要因素，這樣可使因素個數(shù)少些。如果對問題不太了解，因素個數(shù)可適當?shù)囟嗳∫恍?，?jīng)過對試驗結(jié)果的初步分析，再選出主要因素。因素被確定后，隨之確定各因素的水平數(shù)。以上兩條主

6、要靠實踐來決定，不是數(shù)學(xué)方法所能解決的。3)選用合適的正交表，安排試驗計劃。首先根據(jù)各因素的水平選擇相應(yīng)水平的正交表。同水平的正交表有好幾個，究竟選哪一個要看因素的個數(shù)。一般只要正交表中因素的個數(shù)比試驗要考察的因素的個數(shù)稍大或相等就行了。這樣既能保證達到試驗?zāi)康?，又使試驗的次?shù)不至于太多，省工省時。4)根據(jù)安排的計劃進行試驗，測定各試驗指標。5)對試驗結(jié)果進行計算分析，得出合理的結(jié)論。上述方法一般稱為直觀分析法．這種方法比較簡單，計算量不大，是一種很實用的分析方法。最后再說明一點，這種方法的主要

7、工具是正交表，而在因素及其水平都確定的情況下，正交表并不是惟一的。1.4正交實驗在塑料注射成型中的應(yīng)用考慮到注塑機、以及模具因素的影響，本次正交實驗優(yōu)化的工藝參數(shù)包括：保壓壓力、保壓時間、冷卻時間。其他的參數(shù)如下：料筒及噴嘴溫度采用塑料物性表上推薦溫度，不作改變；注射壓力：采用模具所能承受的最大注塑壓力50bar；注射時間：3s；注射速度：37%；計量終止位置：95mm；射退位置：105mm實驗因子水平設(shè)置表因子保壓壓力(%)保壓時間(s)冷卻時間(s)水平ABC1308102401315350

8、1820正交試驗表及試驗結(jié)果因素試驗號ABC制品重量（g）11（30）1（8）1（10）21（30）2（13）2（15）31（30）3（18）3（20）42（40）1（8）2（15）52（40）2（13）3（20）62（40）3（18）1（10）73（50）1（8）3（20）83（50）2（13）1（10）93（50）3（18）2（15）????????????????=????/3????=????/3????=????/3極差優(yōu)化方案有關(guān)數(shù)據(jù)處理方式，具體見附錄。附錄下面通過具體例子來說明如