试验研究
现代制造工程（Modern Manufacturing Engineering）
气动式喷射阀泄压过程数值模拟与分析
李渭松，单修洋，魏新明
（中南大学机电工程学院，长沙410083）
2017年第1期
摘要：以气动式点胶喷射阀喷射泄压过程为研究对象，建立喷射过程背压腔泄压与撞针运动耦合系统的二维几何模型，采用端流k-e两方程数学模型、利用有限体积法和动网格技术对喷射过程进行计算，得到喷射过程中的背压腔泄压曲线与撞针运动曲线。在喷射过程中撞针受到了极大的背压力，降低了阀的喷射性能。一定范围内减小泄压气道长度或加大泄压气道直径有利于泄压，从而减少撞针运动响应时间并得到更快的撞针运动速度。通过实验验证了该计算结果的
正确性，为气动式喷射阅喷射过程中的计算与分析以及喷射阅的结构优化提供参考。关键词：喷射点胶：泄压过程；撞针运动；有限体积法
中图分类号：TH138文献标志码：A文章编号：1671—3133(2017)01—0001—07 DOI:10.16731/j. cnki.1671 3133.2017.01.001
Numerical simulationand analysis of pressure relief process of pneumatic jetting valve
LiWeisong,Shan Xiuyang,Wei Xinming
(College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract : Taking the pressure relief process of pneumatic jetting valve as the research object,the two-dimension model of coupled system of pressure relief process and needle motion process were putted forward,the unsteady flow field was calculated by finite volume method and dynamic mesh with the turbulence k-e model,then the pressure relief curve of back pressure zone and needle motion curve was achieved. The results show that the jetting perfomance is limited for great back pressure resistance in jetting, By reducing pressure relief airway length or increasing pressure relief airway diameter, the needle speed can be increased and the needle motion response time can be reduced. The calculation results are consistent with those of experiment,which llustrates a new way for calculation and analysis of pneumatic jet dispensing and provides reference for structure optimization of the valve. Key words:jet dispensing: pressure relief process ; needle motion;finite volume method
0引言
流体喷射点胶技术是微电子封装中的一项关键技术[13]。喷胶阅将高黏度的流体如焊剂、导电胶、环氧树脂和粘合剂等喷射到芯片、电子元件等工件的合适位置，以实现元器件之间机械或电气的连接45]。喷射式非接触点胶技术与传统的接触式点胶技术相比，点胶频率更快，点出胶液黏度更高，胶液体积更微量，因此被认为是下一代点胶技术[6]。
气动式喷射点胶阀由于结构简单、工作效率高，目前在市场中被广泛使用。在过去，有很多学者对喷射点胶过程进行过研究。文献[7]通过实验以及建模
*国家重点基础研究发展计划(973计划)项目（2011CB013104）万方数据
研究了断胶过程对出胶一致性的影响。文献[8]、文献[9]通过仿真研究了温度、喷胶闵结构参数等对喷胶的影响。文献[10]通过仿真和实验研究了撞针行程、喷胶高度等对喷射过程的影响。文献[11]建立了喷射过程中层流流动模型等。然而，很少有人研究过泄压过程对流体喷射点胶的影响规律。
本文以气动式喷射阀喷射泄压过程为研究对象，
建立喷射过程撑针运动与泄压耦合系统的二维模型，采用瑞流k-s两方程模型，利用有限体积法和动网格技术[12]对喷射过程进行计算，得到喷射过程中的背压腔泄压曲线与撞针运动曲线。实验中运用电涡流位移传感器测量撞针实际运动曲线，验证了本文计算结
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