聚合物微型機(jī)械模內(nèi)組裝成型的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、聚合物微型機(jī)械模內(nèi)微組裝成型是有效解決微型機(jī)械微裝配機(jī)械加工的技術(shù)瓶頸的新型成型技術(shù)，然而聚合物微型機(jī)械模內(nèi)微組裝成型過程中聚合物高溫黏彈性熔體流動(dòng)與預(yù)成型固體微型零件會(huì)形成熱流固耦合作用，由此而誘發(fā)預(yù)成型固體微型零件產(chǎn)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(yù)測熱流固耦合變形和預(yù)防頸縮熔斷現(xiàn)象是聚合物微型機(jī)械模內(nèi)微組裝成型實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵科學(xué)問題。為此，本文基于研制的可變組合模具和Auto model FB-110C塑料

2、共注射出成型機(jī)構(gòu)建了聚合物微型機(jī)械模內(nèi)微組裝成型實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)，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(nèi)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(jī)理的研究，明晰了其關(guān)鍵調(diào)控參數(shù)，為研究開發(fā)模內(nèi)微組裝成熱流固耦合變形精密控形技術(shù)和頸縮熔斷現(xiàn)象預(yù)防技術(shù)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研制了典型微型移動(dòng)運(yùn)動(dòng)副模內(nèi)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(jī)構(gòu)建了聚合物

3、微型機(jī)械模內(nèi)微組裝成型實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)；⑵研究了二次熔體注射成型溫度、注射壓力和螺桿行程對預(yù)成型微型軸頻現(xiàn)頸縮熔斷的影響規(guī)律，研究結(jié)果表明預(yù)成型微型圓軸熔斷的關(guān)鍵調(diào)控參數(shù)是二次成型熔體注射量，當(dāng)二次成型熔體注射量超過其臨界注射量，就會(huì)誘發(fā)預(yù)成型微型圓軸的頸縮熔斷，而誘發(fā)預(yù)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(guān)聯(lián)關(guān)系，提高二次成型熔體注射溫度有利于提高誘發(fā)預(yù)成型微型圓軸的頸縮熔斷

4、的二次成型熔體臨界注射量，從而可以增加模內(nèi)微組裝成型二次成型件的密實(shí)度和強(qiáng)度，同時(shí)又可避免出現(xiàn)預(yù)成型微型軸的頸縮熔斷現(xiàn)象；⑶研究結(jié)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(yù)成型微型軸近表面溫度過大，導(dǎo)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(yù)成型微型軸接觸傳熱時(shí)間延長，必然導(dǎo)致預(yù)成型微型軸近表面溫度隨著螺桿行程增大而增大，當(dāng)預(yù)成型微型軸近表面溫度跨越其玻璃化溫度

5、，預(yù)成型的固體零件微裝配面局部經(jīng)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(dǎo)致彈性模量急劇下降，使其喪失抗變形的能力，這必然會(huì)導(dǎo)致聚合物材料預(yù)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(dāng)拉力達(dá)到一定程度，就會(huì)產(chǎn)生頸縮熔斷現(xiàn)象，為了使預(yù)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(jī)理，研究提出的有關(guān)預(yù)成型微型軸頸縮熔斷形成機(jī)理理論和預(yù)防預(yù)

6、成型微型軸的頸縮熔斷技術(shù)方法，為聚合物微型機(jī)械模內(nèi)微組裝成技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供了技術(shù)支撐；⑷研究結(jié)果表明預(yù)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(diào)節(jié)預(yù)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(dòng)正應(yīng)力和黏彈性流動(dòng)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