在齿轮用高分子材料的开发中,经常需要对新开发的材料进行试制以验证此款材料能否提高齿轮的精度。对于齿轮来说,其最终的精度由多种因素共同决定,其中材料的特性是一个重要的方面,但由于齿轮成型所采用的方法为注塑成型方式,其中包含了多种加工工艺参数,这些参数的选取与变动对于齿轮最终的精度表现存在显著的影响。为了验证材料的性能优劣,势必要求能针对不同的材料找到各自最为优化的加工工艺条件,只有这样才能正确得表征一款材料的好坏。但在长期的生产实践中往往遇到很多的困难点。首先,由于齿轮精度等级的要求较高,任何工艺参数的变动对于最终的结果都会产生影响,如何在众多的参数中找到对精度有显著影响的参数是首先要解决的问题。其次,每个参数都存在一个相应的取值范围,什么样的取值对最终的精度有最显著的提高。同时,由于多参数的存在,各个参数之间可能存在相互影响,什么样的组合取值能达到最好的优化效果,一直是令人头疼的问题。最后是效率问题。在现有的工作中,对于各个参数的优化问题,通常是通过个人经验和反复试错来实现,无法高效而准确地找到对于最终精度有显著影响的工艺参数。同时,由于其试验的非系统性,往往会遗漏最为优化的工艺条件,导致对材料的性能给出错误的结论,对材料的开发产生了严重的误导作用。针对这个情况,本文结合实际科研工作中的一款材料开发项目,尝试用试验设计的方法来解决这个问题。试验设计是研究和处理多因子与响应变量关系的一种科学方法,在当今的质量控制体系中扮演了非常重要的角色,是提高产品质量、改善工艺流程的重要保证。试验设计的方法主要有全因子试验设计、部分因子试验设计、筛选试验设计、响应曲面试验设计等方法。本文综合比较了各种试验设计理论及其适用场合,结合高精度齿轮应用的实际情况,最终选用反应曲面理论中的Box-Behnken方法来开展材料的工艺参数优化项目。通过运用Design Expert软件,设计了一个包含不同工艺参数条件的总共25次试验的方案,针对多达七个变量进行了筛选,通过对试验生成的齿轮样件进行了精度等级的测量和分析,找到了对精度有显著影响的参数。同时,通过回归的方法拟合出包含显著影响参数的回归模型,并推导出最优的参数水平。通过对结果进行验证,发现齿轮的精度水平从二级稳定提升到了一级的水平,证明了此款材料对于高精度齿轮的适用性,对于此款材料今后的进一步开发给出了明确的研究方向。并以此为基础,针对工作中经常遇到的其他多参数、多水平下寻优类的问题进行了总结,提出了在不同的情况下分别选用不同试验设计方法的指导意见,为今后解决生产实践中类似的问题给出了理论方向。