參數設計在電鍍金參數選擇中的應用*

陸曉強，冀 勉

(河南質量工程職業學院 機電工程系，河南 平頂山 467001)

1 引言

在鍍金工序中，為了生產抗腐蝕的保護層，并具有導電性，常常要求鍍層厚度不能低于50μm［1］。由于金的價格很貴，所以成本目標是零件的最小化鍍金量。我們通過大量試驗發現，利用參數設計的方法可以把鍍層厚度調整到50μm上。

2 試驗設計

設定輸出響應為鍍層厚度Y(μm)。根據實踐經驗和觀察，選擇8個可控因素和水平，如表1所列。選擇誤差因素和水平，如表2所列。

表1 可控因素水平表

表2 誤差因素水平表

在鍍槽內，對每個鍍件不同放置位置(誤差因素，N)的鍍層厚度進行測量，得到2處的鍍層厚度數據，內、外表設計試驗設計及測試結果如表3所列［2］。

表3 試驗設計和測試結果

(續)表3 試驗設計和測試結果

3 數據分析與處理

根據試驗結果計算得到信噪比響應和均值響應，如表4和表5所列。

表4 信噪比響應表

表5 均值響應表

根據響應表中的結果，進行如下優化［3］。

(1)減小圍繞均值的波動(信噪比最大化)由表4可知，因素A、D、E和G對系統有較大的影響，所以取A1D1E3G1，以使信噪比最大。

(2)把均值調整到目標值上 由表5可知，因素B和因素H都對均值有較大影響，而對信噪比的影響較小，又由于因素B(電流密度)較因素H(鎳濃度)更易于調整，所以因素B是最理想的均值調整因素，而H1為最低鎳濃度(600%)，可選它用于降低鍍鎳的成本。此外，選擇C1(最低溫度)降低工序操作的成本，選擇F3(最大化裝載量)使工序的生產量最大。因此，確定最佳因素組合為A1B1C1D1E3F3G1。為估算工程平均，采用估算信噪比較大的因素A、D、E和G。優化組合的估算值為:

因初始條件為A2B2C2D2E2F2G2H2，其估算值為:

收益為:

在進行優化條件和初始條件的驗證后，對兩種組合進行信噪比計算，實際收益達到了18.25 dB，并且再現性較高，保證了鍍層厚度穩定在50μm。

4 結語

參數設計是工業生產和工業設計中的一種有效工具，本文對鍍金工序中鍍層厚度最小化進行參數設計，分析不同試驗條件下的信噪比等指標，確定了最佳條件，提高了鍍金工藝的質量。

［1］ 安茂忠.電鍍技術與應用［M］.北京:機械工業出版社，2007.

［2］ 陳立周.穩健設計［M］.北京:機械工業出版社，2000.

［3］ 李泳鮮.三次設計中望目特性信噪比的討論與改進［J］.機械設計，2001(1):10-12.