气动双作用喷射阀的设计及实验研究

发布时间：2018-05-25 17:36

本文选题：喷射点胶 + 数值仿真　；参考：《吉林大学》2017年硕士论文

【摘要】：流体点胶是通过一种可控方式对流体进行精确分配的过程,流体点胶技术是微电子封装中的一项关键技术,在电子等行业有着极其广泛的应用。传统的点胶方式为接触式点胶,点胶装置的出口与工件直接接触。但随着电子行业发展,从点胶精度及效率方面对点胶技术提出更严格的要求,非接触喷射点胶技术应运而生。本文在对喷射点胶机理进行相关研究的基础之上,提出一种喷射点胶方案,通过两位五通电磁阀控制气体驱动撞针上下运动,实现对中高黏度流体的喷射,基于此方案设计喷射点胶装置,开展理论分析及实验研究。首先,根据流体力学的相关知识,分析了喷射点胶的机理,由于喷射点胶是单液滴持续生成的过程,对单液滴的生成建立“拉断”力学模型,分析单液滴的受力,根据液滴拉断的临界状态及稳定喷射时层流状态推导实现喷射的临界条件。在流体力学三大方程的基础之上,推导表征喷射能力和喷射性能的两个参数:喷射速度和喷射流量,并确定各自的影响因子,为仿真分析明确方向。然后,对理论分析中明确的方向,基于流体动力学中的有限体积法使用Fluent软件对喷射腔内流体状态进行模拟分析,由于喷嘴及撞针为全对称结构,将三维模型简化为中轴对称截面上的2D模型进行数值计算。通过仿真计算,得到影响喷射能力和性能的因素有喷嘴孔径、锥角、撞针球头直径、撞击速度、胶液粘度等,并分析了各因素与喷射速度及胶量的相关关系,为气动双作用喷射阀的结构设计提供方向和理论依据。其次,根据前文理论及仿真分析的结论,完成气动双作用喷射阀的结构设计,根据喷射机理分析气动双作用喷射阀的工作原理并建立机构的运动学模型,由喷嘴的磨损现象分析喷嘴接触面上的受力,得出撞针与喷嘴间的撞击力是导致喷嘴锥面疲劳的原因。另外,撞击速度是影响喷射的关键因素,通过ADAMS进行机构的运动学分析,得到撞针行程、开阀气压对撞击速度、撞击力的影响规律。制作实验样机并以此为基础搭建喷射点胶系统,并介绍除气动双作用喷射阀外其他系统组成单元如运动单元、供气单元、控制单元。再其次,搭建气动双作用喷射阀的实验测试系统,并设计实验方案,探究喷嘴孔径、开阀气压、供胶压力、胶液粘度特性对喷射性能的影响,得到各参数与胶量和单点点径之间的相关关系,为气动双作用喷射阀调试使用提供指导。针对实验测试所采用的胶液和配置参数,得到单点最小点径为0.48mm,最小开阀气压为350KPa,最大供胶压力为250KPa。另外,还进行制程能力分析,通过Minitab软件对获得数据进行计算得到8组CPK值,最终得到胶量及单点点径的CPK值能够稳定在1.4左右,从而判定气动双作用喷射阀具有良好的点胶精度和一致性。最后,对全文工作进行总结并指出文中的不足和需要改进之处,为实验样机性能的优化做出一定的铺垫。
[Abstract]:In this paper , based on the theory of fluid mechanics and the conclusion of simulation analysis , the paper puts forward two parameters , such as nozzle aperture , cone angle , ball head diameter , impact velocity and viscosity , etc . The experimental test system of pneumatic double action injection valve is set up , and the experimental scheme is designed to study the influence of nozzle aperture , valve air pressure , glue supply pressure and viscosity on spray performance . The results show that the minimum point diameter is 0.48mm , the minimum opening pressure is 350kPa , the maximum glue supply pressure is 250kPa .
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH138.52

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