朱曉東，王慶國，羅鯤翔

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

引言

眾所周知，從節(jié)能減排的角度看，在保持汽車必要性能的前提下，盡量減輕汽車自重視最有效的辦法，而盡量使用以塑料為標(biāo)志的高分子材料是實(shí)現(xiàn)汽車減重的最為有效和有力的途徑。汽車輕量化的推進(jìn)中，很多零部件已被塑料件所取代；就重型卡車來說，塑料件已被廣泛應(yīng)用，如尿素箱、進(jìn)氣扁管、車輪擋泥板等。但是塑料件跟金屬件相比在力學(xué)性能還是有很大差距的，提升塑料件的力學(xué)性能，盡可能彌補(bǔ)其與金屬件的差距就非常重要，這也是輕量化的前提。

針對塑料零部件經(jīng)常出現(xiàn)斷裂、開裂問題的分析如下：無論什么塑料制品，最終開裂的本質(zhì)原因是受力（內(nèi)應(yīng)力、外部力等）引起的。所以要防止塑料開裂，一方面要減小其受力的可能，從使用角度考慮這種方式不可控，也無從操作。另一方面就是要提高塑料抵抗力的能力，即提高其力學(xué)性能；從這一方面我們可改用性能高的塑料，或改進(jìn)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化工藝提升強(qiáng)度，退火消除內(nèi)應(yīng)力等。

完成了12處大型泵站更新改造安全鑒定報(bào)告的復(fù)核工作，組織專家對27處泵站項(xiàng)目的規(guī)劃任務(wù)完成情況、實(shí)施效益效果及存在的問題進(jìn)行了分析和評價(jià)。

在上面兩個(gè)背景下，提升塑料零部件的力學(xué)性能具有很明顯的現(xiàn)實(shí)意義。本文針對LDPE(線性低密度聚乙烯)塑料件采用優(yōu)化改進(jìn)工藝參數(shù)而提升其力學(xué)性能。目前優(yōu)化工藝參數(shù)采用的主要方法有：采取試模打樣，然后根據(jù)成型制品的外觀及性能再優(yōu)化參數(shù)[1]。本次就是采取該方法對LDPE塑件的注塑參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

在注塑生產(chǎn)過程中，優(yōu)化工藝參數(shù)是保證制品質(zhì)量的關(guān)鍵[2]。為使塑件的斷裂伸長率、拉伸強(qiáng)度、重量各指標(biāo)都達(dá)到一個(gè)理想的狀態(tài)，提出了正交試驗(yàn)法和模糊數(shù)學(xué)的綜合評判法相結(jié)合的方法，根據(jù)各工藝參數(shù)對制品質(zhì)量方面影響的重要程度進(jìn)行加權(quán)綜合評分，然后通過極差分析確定各因素及各因素的水平對綜合值的影響程度，確定出一組最優(yōu)的工藝參數(shù)[3]。結(jié)合回歸分析對優(yōu)化參數(shù)進(jìn)行了再優(yōu)化，并逐一評價(jià)了多個(gè)工藝參數(shù)對LDPE塑件綜合指標(biāo)、斷裂伸長率、拉伸強(qiáng)度、重量的影響，獲得了生產(chǎn)LDPE塑件的最優(yōu)工藝參數(shù)，為調(diào)試工藝和提高塑件的綜合質(zhì)量提供了依據(jù)。

1 試樣制備與試驗(yàn)方法

1.1 試樣制備

試驗(yàn)用原料為線性低密度聚乙烯（LDPE），商品牌號(hào)為2426H；模具選用拉伸標(biāo)準(zhǔn)試樣模具；注塑機(jī)選用寧波海天注塑機(jī)，型號(hào)為MA2500/1000；采用注塑成型工藝制備拉伸試樣，試樣尺寸符合 GB/T1040.2-2006中模塑樣規(guī)定的 1A型尺寸要求。

制備試樣時(shí)，用純原料清洗料筒，料筒與噴嘴之間的溫度設(shè)置在 200-220℃之間，模具采取自然冷卻方式，不接冷卻水。試驗(yàn)考察的工藝參數(shù)為注塑壓力，注塑速度，保壓壓力，保壓速度，保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間，每個(gè)工藝參數(shù)取2個(gè)水平，參照 L8（27）表和 DOE 設(shè)計(jì)試驗(yàn)，各水平值如表 1所示。

表1 試驗(yàn)因素和水平Tab.1 Levels and factors of the experiment

1.2 試驗(yàn)方法

用 CMT6104型微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)測試試樣的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率，用 AL204型電子天平稱量試樣重量（質(zhì)量）。注塑機(jī)其它參數(shù)不變，上述六因素按各試驗(yàn)號(hào)對應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。按實(shí)驗(yàn)號(hào)依次進(jìn)行制樣，每種試驗(yàn)連續(xù)注塑5模，并依次進(jìn)行序號(hào)標(biāo)記。試樣脫模后在GHS-80型的恒溫恒濕箱內(nèi)調(diào)節(jié)24小時(shí)，溫度設(shè)置為23℃，濕度設(shè)置為50%。測試環(huán)境溫度和濕度由空調(diào)、加濕器和濕度計(jì)控制在23±2℃、50%±10%之內(nèi)，拉伸速率為 50mm/min。各組試樣分別按標(biāo)記標(biāo)號(hào)進(jìn)行測試。拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、重量均取5個(gè)試樣的平均值。

斷裂伸長率指標(biāo)與各因素的回歸方程：

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 工藝參數(shù)的優(yōu)化

農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院在“十一五”期間研制了9BQM-3.0型氣力式免耕播種機(jī)，如圖7所示。該設(shè)備不受種子外形尺寸和重力等物理特性的影響，可以實(shí)現(xiàn)單粒體高速排種；在不更換任何零部件的情況下，能滿足人工種植草場、天然草場的補(bǔ)播和各類大田作物種子的條播要求，適應(yīng)性廣、播種均勻；能夠在田間實(shí)現(xiàn)破茬、開溝、播種、覆土、鎮(zhèn)壓和鋪平等聯(lián)合作業(yè)。

根據(jù)回歸方程及上述圖表，按加權(quán)值的大?。ㄖ匾潭龋┓謩e進(jìn)行討論。

各個(gè)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)（重量、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率）的變化范圍（即最大值與最小值的差值）為P1=7.62-7.42=0.2，P2=13.3-11.4=1.9，P3=107-78=29，則可得系數(shù) ai1=-1/P1=-5 (重量越輕越好，此系數(shù)為負(fù)值)，ai2=4/P2=2.2，ai3=5/P3=0.17。

表2 六因素二水平正交試驗(yàn)結(jié)果及分析Tab.2 Result and analysis of orthogonal test with six factors at two levels

由表2可知5#試樣和7#試樣的重量最小，為7.42 g；3#試樣和6#試樣的拉伸強(qiáng)度最大，為13.3 Mpa；2#試樣的斷裂伸長率最大，為 107%。由極差分析可看到影響重量的主次因素順序?yàn)楸簤毫?、注塑壓力、保壓速度，其它三因素影響程度相?dāng)且最?。挥绊懤鞆?qiáng)度的主次因素順序?yàn)樽⑺軌毫?、保壓壓力、注塑速度和保壓速度、保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間；影響斷裂伸長率的主次因素順序?yàn)樽⑺軌毫Α⒆⑺芩俣?、保壓速度、保壓壓力和保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間；影響綜合指標(biāo)的主次順序?yàn)樽⑺軌毫?、保壓速度、注塑速度、保壓時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間。

不同工藝參數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。根據(jù)重量、拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率對LDPE塑件質(zhì)量要求的重要程度給予加權(quán)評分，使之在最終分值中反映。綜合評分定為10，重量指標(biāo)定為1，拉伸強(qiáng)度定為4，斷裂伸長率定為5，然后將多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為單一的綜合指標(biāo)再進(jìn)行計(jì)算分析，綜合加權(quán)評分公式為：

圖1 綜合指標(biāo)正交試驗(yàn)水平趨勢Fig.1 Level trend columnar section of integration capability in orthogonal experiment

根據(jù)表 2，分別以六因素的水平位為橫坐標(biāo)，以同一因素的兩個(gè)相同水平下目標(biāo)參數(shù)之和的平均值為縱坐標(biāo)，做綜合指標(biāo)的水平趨勢圖，如圖1所示。分析可知，第一因素水平值取25 Mpa，第二因素水平值取30Mpa，第三因素水平值取30%，第四因素水平值取10S，第五因素水平值取30Mpa，第六因素水平值取15S，得到A1B1C2D2E1F1的組合為優(yōu)化參數(shù)。

由圖1可以看到，注塑壓力、注塑速度、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間對綜合指標(biāo)的的影響趨勢是相同的，即：隨著注塑壓力、注塑速度、保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間的增加，塑件的綜合性能均為遞減。而保壓速度和保壓壓力對綜合指標(biāo)的影響趨勢是相同的，即：隨著保壓速度和保壓壓力的增加，塑件的綜合指標(biāo)均為遞增。

2.3.2 拉伸強(qiáng)度指標(biāo)

綜上所述，不動(dòng)產(chǎn)測繪工作不僅是一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，同時(shí)也是一項(xiàng)復(fù)雜性工作，它對于測繪結(jié)果的準(zhǔn)確性要求較高，在很大程度上影響著后續(xù)不動(dòng)產(chǎn)的登記和管理。因此，在實(shí)際開展不動(dòng)產(chǎn)測繪工作時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的測繪技術(shù)，同時(shí)有效分析不動(dòng)產(chǎn)測繪工作中存在的問題，確保測繪水平和質(zhì)量得到有效提升，最終促進(jìn)我國測繪事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

2.2 回歸分析及再優(yōu)化

為了進(jìn)一步明確各因素與試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)（重量、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率和綜合指標(biāo)）的數(shù)學(xué)關(guān)系，應(yīng)用 Minitab軟件對表2數(shù)據(jù)進(jìn)行多元線性回歸分析，回歸方程式如下：

重量指標(biāo)與各因素的回歸方程：

拉伸強(qiáng)度指標(biāo)與各因素的回歸方程：

式中,ppd為探測器讀出光功率;B為測試帶寬;λ為光諧振頻率;θ為探測器光電轉(zhuǎn)換效率;c為光速;h為普朗克常量;D為諧振腔直徑;Q為諧振腔品質(zhì)因數(shù)。由式(1)可知:

綜合指標(biāo)與各因素的回歸方程：

G：重量（g）δ：拉伸強(qiáng)度(MPa) L：斷裂伸長率(%) Z：綜合指標(biāo) A：注塑壓力(MPa) B：注塑速度(%) C：保壓壓力(MPa)D：保壓速度(%)E：保壓時(shí)間(s) F：冷卻時(shí)間(s)。得出的上述回歸方程，根據(jù)各項(xiàng)系數(shù)的正負(fù)和大小為調(diào)試工藝提供了指導(dǎo)，可以有效提升調(diào)試效率。

由式（2）各項(xiàng)系數(shù)看以看出：因素C和A比其它因素對重量的影響高，且C因素比A因素影響更高，且由圖1看出C因素對綜合指標(biāo)影響程度靠后，表明其對綜合指標(biāo)影響程度不大。所以為保證重量最輕，其中C因素值取15 MPa為最優(yōu)。A因素綜合圖1、式（2）、式（3）、式（4）、式（5）可以看出：取25 MPa為最優(yōu)。同樣 B 因素取30%為最優(yōu)；D 因素取 30%為最優(yōu)；E 因素取 10S為最優(yōu)；F 因素取15S為最優(yōu)。即得到最優(yōu)化組合為A1B1C1D2E1F1，將上述各因素?cái)?shù)值代入式（5）得出綜合指標(biāo)值為9.46，跟表2相比明顯為最優(yōu)。

2.3 各因素對各指標(biāo)的關(guān)系討論

式中：ai為系數(shù)；yi為試驗(yàn)指標(biāo)，下標(biāo)i,j表示第i組實(shí)驗(yàn)的第j個(gè)指標(biāo)。

2.3.1 斷裂伸長率指標(biāo)

斷裂伸長率的高低是衡量塑件韌性好壞的的重要指標(biāo)，一般來說塑料韌性越好，對應(yīng)拉伸斷裂伸長率越高；韌性差或呈脆性時(shí)，對應(yīng)的拉伸斷裂伸長率就越小；所以分析出影響斷裂伸長率高低的工藝因素有重要的指導(dǎo)意義。由式(4)可得出：影響斷裂伸長率的各因素從大到小的順序?yàn)椋鹤⑺軌毫?、保壓速度和保壓時(shí)間、保壓壓力、注射速度、冷卻時(shí)間。其中保壓壓力和保壓速度跟斷裂伸長率呈遞增關(guān)系，這說明在保壓過程中壓力和速度越大，塑件越密實(shí)，可以避免如氣孔等缺陷的出現(xiàn)，減小了塑件呈脆性斷裂的趨向，增大了塑件呈韌性斷裂的可能。而其余四因素跟斷裂伸長率呈遞減關(guān)系。注塑壓力和速度越高，易造成塑件的殘余引力過大和缺陷或氣孔的產(chǎn)生，使塑件更趨向脆性斷裂；保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間對斷裂伸長率的影響相同，且時(shí)間越長，塑件易產(chǎn)生冷接縫，密度不均，制品內(nèi)應(yīng)力大等弊病[4]。

滄海桑田，萬古如斯。漢水，不僅是一條綠色生態(tài)之河、商旅黃金之河、文化大河、歷史大河和魅力大河，更是華夏文明的重要發(fā)源地和中華民族的母親河。

管道安裝過程中，產(chǎn)生焊接氣孔主要是由于其氣體并未全部排出，使得氣體殘留在焊接材料內(nèi)部，并形成氣穴。產(chǎn)生焊接氣孔的缺陷，形成的焊接位置、危害以及形狀與焊接工藝、焊接形狀以及焊接材料有著密切的關(guān)聯(lián)。鑒于此，在管道安裝過程中，應(yīng)保證焊接材料的質(zhì)量，科學(xué)合理地選擇焊接的位置，并提升焊接工人的技術(shù)水平，提升焊接工藝，才能確保管道焊接的質(zhì)量，從而提升管道安裝的水平，保證管道使用的可靠性和穩(wěn)定性[2]。

2.3.3 重量指標(biāo)

由式(3)可得出∶影響拉伸強(qiáng)度的各因素從大到小的順序?yàn)椋鹤⑺軌毫?、保壓壓力、保壓速度、注射速度、冷卻時(shí)間、保壓時(shí)間。由于前三因素對拉伸強(qiáng)度影響較大，而后三因素影響程度相當(dāng)且都較小，可忽略后三因素的影響，所以只對前三因素做分析。在前三因素里注塑壓力跟拉伸強(qiáng)度呈遞減關(guān)系，從微觀結(jié)晶角度看，注射壓力低易生成大而完整的球晶體，注射壓力高能生成小而形狀不規(guī)則的球晶體。而球晶越規(guī)則完整，結(jié)晶程度就越高，結(jié)晶度越高對應(yīng)的力學(xué)性能就越好。而保壓壓力和保壓速度與拉伸強(qiáng)度呈遞增關(guān)系，保壓壓力和保壓速度越高，使制品更密實(shí)，使拉伸強(qiáng)度更高。

重量是注塑制品的一個(gè)重要指標(biāo)，由于注塑制品均為大批量生產(chǎn)，制品重量控制具有很大的經(jīng)濟(jì)意義[5]。由式(2)可得出：影響重量指標(biāo)程度較大的兩個(gè)因素是注塑壓力和保壓壓力，其余四因素影響都較小，可忽略其影響。其中注塑壓力與重量呈遞減關(guān)系；從結(jié)晶角度分析，注塑壓力越小，越利于結(jié)晶，對應(yīng)的結(jié)晶度、密度和重量也會(huì)越高。而保壓壓力與重量呈遞增關(guān)系；由于聚乙烯成型收縮率大，需長時(shí)間對制品進(jìn)行保壓，保壓壓力約為注塑壓力的30%-60%[6]。保壓壓力越大，越有利于防縮和補(bǔ)料，使塑件更密實(shí)，其對應(yīng)的密度和重量也會(huì)越大。

盡管Technotime的TT651和651-24H機(jī)心是以ETA2892或其同類基礎(chǔ)機(jī)心為基礎(chǔ)， 718 (手動(dòng)上鏈)、738 (自動(dòng)上鏈) 和 791 (陀飛輪)系列卻是自產(chǎn)機(jī)心。不過，Laurent Alaimo認(rèn)為公司并不能直接替代ETA。

2.4 最優(yōu)參數(shù)的檢測驗(yàn)證

由回歸分析得出的最優(yōu)參數(shù)的方案組合為：A1B1C1D2 E1F1，即注塑壓力為25Mpa，注塑速度為30%，保壓壓力為15Mpa，保壓速度為30%，保壓時(shí)間為10S，冷卻時(shí)間為15 S。按此參數(shù)生產(chǎn)5模試樣，檢測數(shù)據(jù)如下：重量7.50g，拉伸強(qiáng)度13.4 Mpa，斷裂伸長率117%。由該檢測結(jié)果可證明：最優(yōu)工藝參數(shù)使LDPE塑件的綜合指標(biāo)均有了明顯的提高和改善。

3 結(jié)論

（1）影響LDPE塑件綜合指標(biāo)最顯著的因素是注塑壓力和保壓速度，其次是注塑速度和保壓時(shí)間，保壓壓力和冷卻時(shí)間影響最小。

（2）影響LDPE塑件斷裂伸長率最顯著的因素是注塑壓力、保壓速度和保壓時(shí)間，其次是注塑速度和保壓壓力，冷卻時(shí)間影響最小。

（3）影響 LDPE塑件拉伸強(qiáng)度最顯著的因素是注塑壓力，其次是保壓壓力和保壓速度，注塑速度、冷卻時(shí)間和保壓時(shí)間影響最小。

（4）影響LDPE塑件重量最顯著的因素是保壓壓力和注塑壓力，其次是保壓速度和保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間和注塑速度影響最小。

高校建設(shè)服務(wù)型機(jī)關(guān)黨組織是一項(xiàng)長期的、需要持之以恒的工作，通過構(gòu)建以常態(tài)化的學(xué)習(xí)教育機(jī)制為基礎(chǔ)、以多渠道聯(lián)系服務(wù)機(jī)制為依托、以多樣化服務(wù)工作機(jī)制為核心，以科學(xué)化考評獎(jiǎng)懲機(jī)制為動(dòng)力、以多元化監(jiān)督約束機(jī)制為制約、以強(qiáng)有力領(lǐng)導(dǎo)機(jī)制與投入機(jī)制為保障、以多元化社會(huì)參與機(jī)制為補(bǔ)充的長效機(jī)制，必能有效確保高校服務(wù)型機(jī)關(guān)黨組織建設(shè)的長效化，從而有效發(fā)揮機(jī)關(guān)黨組織和黨員的重要作用，有力推動(dòng)高校各項(xiàng)事業(yè)科學(xué)、健康、快速的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[4] 楊鳴波,唐志玉.中國材料工程大典第6卷高分子材料工程（上）[M]北京∶化學(xué)工業(yè)出版社.2005.8.588-588.

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