高精度塑料齒輪項(xiàng)目中的工藝參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、在齒輪用高分子材料的開(kāi)發(fā)中，經(jīng)常需要對(duì)新開(kāi)發(fā)的材料進(jìn)行試制以驗(yàn)證此款材料能否提高齒輪的精度。對(duì)于齒輪來(lái)說(shuō)，其最終的精度由多種因素共同決定，其中材料的特性是一個(gè)重要的方面，但由于齒輪成型所采用的方法為注塑成型方式，其中包含了多種加工工藝參數(shù)，這些參數(shù)的選取與變動(dòng)對(duì)于齒輪最終的精度表現(xiàn)存在顯著的影響。為了驗(yàn)證材料的性能優(yōu)劣，勢(shì)必要求能針對(duì)不同的材料找到各自最為優(yōu)化的加工工藝條件，只有這樣才能正確得表征一款材料的好壞。但在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中往往

2、遇到很多的困難點(diǎn)。首先，由于齒輪精度等級(jí)的要求較高，任何工藝參數(shù)的變動(dòng)對(duì)于最終的結(jié)果都會(huì)產(chǎn)生影響，如何在眾多的參數(shù)中找到對(duì)精度有顯著影響的參數(shù)是首先要解決的問(wèn)題。其次，每個(gè)參數(shù)都存在一個(gè)相應(yīng)的取值范圍，什么樣的取值對(duì)最終的精度有最顯著的提高。同時(shí)，由于多參數(shù)的存在，各個(gè)參數(shù)之間可能存在相互影響，什么樣的組合取值能達(dá)到最好的優(yōu)化效果，一直是令人頭疼的問(wèn)題。最后是效率問(wèn)題。在現(xiàn)有的工作中，對(duì)于各個(gè)參數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題，通常是通過(guò)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和反復(fù)試錯(cuò)

3、來(lái)實(shí)現(xiàn)，無(wú)法高效而準(zhǔn)確地找到對(duì)于最終精度有顯著影響的工藝參數(shù)。同時(shí)，由于其試驗(yàn)的非系統(tǒng)性，往往會(huì)遺漏最為優(yōu)化的工藝條件，導(dǎo)致對(duì)材料的性能給出錯(cuò)誤的結(jié)論，對(duì)材料的開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了嚴(yán)重的誤導(dǎo)作用。 針對(duì)這個(gè)情況，本文結(jié)合實(shí)際科研工作中的一款材料開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，嘗試用試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。試驗(yàn)設(shè)計(jì)是研究和處理多因子與響應(yīng)變量關(guān)系的一種科學(xué)方法，在當(dāng)今的質(zhì)量控制體系中扮演了非常重要的角色，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善工藝流程的重要保證。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方

4、法主要有全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)、部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)、篩選試驗(yàn)設(shè)計(jì)、響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)等方法。本文綜合比較了各種試驗(yàn)設(shè)計(jì)理論及其適用場(chǎng)合，結(jié)合高精度齒輪應(yīng)用的實(shí)際情況，最終選用反應(yīng)曲面理論中的 Box-Behnken 方法來(lái)開(kāi)展材料的工藝參數(shù)優(yōu)化項(xiàng)目。通過(guò)運(yùn)用DesignExpert 軟件，設(shè)計(jì)了一個(gè)包含不同工藝參數(shù)條件的總共25 次試驗(yàn)的方案，針對(duì)多達(dá)七個(gè)變量進(jìn)行了篩選，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)生成的齒輪樣件進(jìn)行了精度等級(jí)的測(cè)量和分析，找到了對(duì)精度有顯著影響的參