与正交性原理，从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些点具有“均匀”和“整齐”的特点，然后使用正交表进行合理安排试验的一种科学的试验方法。正交试验可以科学合理的安排试验，减少试验次数，缩短试验周期，最终提高经济效益。正交试验还可以分析因素以及因素之间相互作用对指标的影响程度，找出影响指标的主要因素。通过正交试验可以尽快的找出较优的生产工艺条件，并通过对试验结果的分析、比较，找出最佳方案。

5.2 正交试验设计

5.2.1 选择正交试验表

选择正交矩阵L18（37）,因素为模具温度、熔体温度、注射保压、保压压力、保压时间5个成型参数，每个因素各设三个水平。

5.2.2 成型参数值

本方案中，分析模具温度、熔体温度、注射保压、保压压力、保压时间5个成型参数对塑件翘曲的影响，对这5个因素各设3个水平，其余工艺参数默认。五个因素的三个水平见表3。

表3 五个因素的三个水平

因素 保压压力 模具温度熔体温度注射压力（%注射压保压时间水平 （℃） （℃） （MPa） 力） （s） 65 75 85

255 265 275

130 140 150

80 85 90

4 6 8

水平1 水平2 水平3

5.3 试验结果分析

5.3.1 正交试验结果

成型参数值正交试验表及正交试验结果见表4。

表4 正交试验及结果

因素 实验1

模具温熔体温注射压保压压力

度℃ 度℃ MPa % 1

1

1

1

保压时间

s 1

翘曲值 0.4990

实验2 实验3 实验4 实验5 实验6 实验7 实验8 实验9

1 1 2 2 2 3 3 3

2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 0.395 0.368 0.349 0.046

2 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 2 3 1 3 1 2 0.424 0.368 0.319 0.105

2 3 2 3 1 1 2 3 3 1 2 3 1 2 2 3 1 0.417 0.368 0.326 0.091

2 3 2 3 1 3 1 2 2 3 1 1 2 3 3 1 2 0.370 0.368 0.373 0.005

0.3610 0.2680 0.4528 0.3239 0.3392 0.4461 0.3226 0.3545 0.2953 0.4703 0.3434 0.3433 0.3554 0.3963 0.3318 0.3735 0.3897

实验10 1 实验11 1 实验12 1 实验13 2 实验14 2 实验15 2 实验16 3 实验17 3 实验18 3 均值1 均值2 均值3 极差

0.373 0.368 0.370 0.005

由正交试验分析结果可知，制件的翘曲值最小的一组是实验3，翘曲值为0.2680，不考虑其余因素，只是让制件最终的翘曲值最小的话，那么无疑实验3中用到的成型工艺参数是最适合的。此时模具温度为65℃，熔体温度为275℃，注射压力为150MPa，保压压力为注射压力的90%，保压时间选择8s。

5.3.2 方差分析结果

对试验结果进行方差分析，见表5。

表5 方差分析结果

因素 模具温度℃ 熔体温度℃

偏差平方和 0.000 0.006

自由度 2 2 2 2

F比

影响百分比

0.000 0.656 9.37% 3.719 53.13% 2.625 37.5%

注射压力MPa 0.034 保压压力MPa 0.024

保压时间s 误差

0.000 0.06

2 14

0.000

由方差分析可知，在本例中，影响手机外壳翘曲的最主要的因素是注射压力（53.13%），其次是保压压力（37.5%），熔体温度（9.37%）也有一定的影响，而模具温度和保压时间的影响可以忽略不计。

5.3.3 分析结果小结

在正交试验中，共有五个参数，每个参数对应三个水平，在实际生产中如果没有丰富的经验，假如不采用正交试验筛选试验组合的话，那么就需要做243组试验，工作量非常大，而使用正交试验表设计试验组合则大大降低了工作量，并且又准确。

当然，正交试验只是给出了在你设计的参数水平下的最优组合，但也不一定就是最优化的，工艺人员可以根据试验结果再重新设计更加优化的试验，比如说可以不考虑对翘曲影响不是很大的工艺参数，这样参数个数就减少了一个，最后的结果会更加准确。再比如说，可以对比单个参数的三个水平下结果的变化趋势，假如结果出现了先增大后减小再增大的情况，或者先减小后增大在减小的情况，那么可以逐渐减小该参数的取值区间，重新进行试验，直到找到结果最大或者最小的时候对应的水平的值。

以因素的水平值为横坐标，以同一水平的翘曲量的平均值为纵坐标，得出因素水平变化趋势如图5-1。

图5-1 因素水平变化趋势

由图20可以看出因素对制件翘曲的影响程度随着水平的变化而变化，变化程度不同，最大的是注射压力，其次是保压压力，再就是熔体温度，这三个因素都随着水平值的增大而增大，虽然没有再深入的做试验研究更进一步的变化趋

势，但是可以预测，肯定有一个值可以使翘曲量最小。

虽然注射压力增大可以降低翘曲，但是，实际生产中，注射压力增大意味着成本的提高，企业往往不会为了追求产品质量的极致而加大产品生产的成本的，一般情况下，只要制件的翘曲不影响产品的使用，选择一个恰当的压力就可以了。相应的熔体温度和保压压力也是如此。

在图19中可以看出模具温度和保压压力对制件翘曲的影响值随着水平的提高而减小，然后继续增大，假如要重新设计正交试验以更优化参数的话，这就给我们重新设置这两个因素得水平值提供了依据。

第六章 结论

在熟悉了CAD软件Pro/E以及模拟分析软件MoldFlow后，自制了一个塑件