本文關鍵詞：聚合物微型機械模內組裝成型的實驗研究

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【摘要】：聚合物微型機械模內微組裝成型是有效解決微型機械微裝配機械加工的技術瓶頸的新型成型技術,然而聚合物微型機械模內微組裝成型過程中聚合物高溫黏彈性熔體流動與預成型固體微型零件會形成熱流固耦合作用,由此而誘發(fā)預成型固體微型零件產生熱流固耦合變形和頻現(xiàn)頸縮熔斷現(xiàn)象,如何精確控制和預測熱流固耦合變形和預防頸縮熔斷現(xiàn)象是聚合物微型機械模內微組裝成型實現(xiàn)工業(yè)化應用的關鍵科學問題。為此,本文基于研制的可變組合模具和Auto model FB-110C塑料共注射出成型機構建了聚合物微型機械模內微組裝成型實驗研究平臺,依此系統(tǒng)開展了過程工藝參數(shù)和聚合物材料性能對內微組裝成型熱流固耦合變形和頸縮熔斷現(xiàn)象的影響規(guī)律和影響機理的研究,明晰了其關鍵調控參數(shù),為研究開發(fā)模內微組裝成熱流固耦合變形精密控形技術和頸縮熔斷現(xiàn)象預防技術奠定了科學基礎,主要研究成果如下:(1)研制了典型微型移動運動副模內微組裝成型可變組合模具,再基于Auto model FB-110C塑料共注射出成型機構建了聚合物微型機械模內微組裝成型實驗研究平臺;(2)系統(tǒng)研究了二次熔體注射成型溫度、注射壓力和螺桿行程對預成型微型軸頻現(xiàn)頸縮熔斷的影響規(guī)律,研究結果表明預成型微型圓軸熔斷的關鍵調控參數(shù)是二次成型熔體注射量,當二次成型熔體注射量超過其臨界注射量,就會誘發(fā)預成型微型圓軸的頸縮熔斷,而誘發(fā)預成型微型圓軸的頸縮熔斷的二次成型熔體臨界注射量受控于二次成型熔體注射溫度,與二次成型熔體注射溫度顯正關聯(lián)關系,提高二次成型熔體注射溫度有利于提高誘發(fā)預成型微型圓軸的頸縮熔斷的二次成型熔體臨界注射量,從而可以增加模內微組裝成型二次成型件的密實度和強度,同時又可避免出現(xiàn)預成型微型軸的頸縮熔斷現(xiàn)象;(3)實驗研究結果表明微型軸單向頸縮熔斷可能的途徑主要由二方面因素:一是軸向拉伸力過大,二是在二次成型過程中預成型微型軸近表面溫度過大,導致局部融化和彈性模量急劇下降。隨著注射量增大,二次成型高溫熔體與預成型微型軸接觸傳熱時間延長,必然導致預成型微型軸近表面溫度隨著螺桿行程增大而增大,當預成型微型軸近表面溫度跨越其玻璃化溫度,預成型的固體零件微裝配面局部經歷從彈塑性固態(tài)、黏彈塑性玻璃態(tài)、黏彈性高彈態(tài)的連續(xù)固相相變演化過程,從而導致彈性模量急劇下降,使其喪失抗變形的能力,這必然會導致聚合物材料預成型的固體零件微裝配面局部連續(xù)固相相變演化區(qū)在拉伸力作用下形成頸縮,當拉力達到一定程度,就會產生頸縮熔斷現(xiàn)象,為了使預成型微型軸近表面溫度不跨越玻璃化溫度,就要求其二次成型的注射量不超過其臨界注射量�；谏鲜鰴C理,研究提出的有關預成型微型軸頸縮熔斷形成機理理論和預防預成型微型軸的頸縮熔斷技術方法,為聚合物微型機械模內微組裝成技術的工業(yè)化應用提供了技術支撐;(4)實驗研究結果表明預成型微型軸的熱流固耦合變形受控于二次熔體注射量、注射壓力和注射量和微型軸材料性能參數(shù),而過程參數(shù)是通過調節(jié)預成型微型軸微裝配面承受的的熱流固耦合沖擊壓力、彈性支撐流動正應力和黏彈性流動黏性拖曳剪切力和微型軸抗變形剛度影響其熱流固耦合變形,熱流固耦合變形隨著二次熔體注射溫度、注射壓力和螺桿行程增大而增加,并基于熱流固耦合沖擊壓力、彈性支撐流動正應力,黏彈性流動黏性拖曳剪切力和微型軸抗變形剛度關鍵因素,揭示了預成型微型軸的熱流固耦合變形形成機理;
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ317;TG76;TH16

【參考文獻】

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