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超声波模具设计三要素

来源:深圳超声波焊接机作者:李工   13510929282网址:http://www.20khz.cn浏览数:480 
文章附图

超声波模具的参数有哪些

1、 超声波模具的振幅参数

   振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数,相当于铬铁的温度,温度达不到就会熔接不上,温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及焊头,能够校正焊头的工作振幅以符合要求,通常换能器的输出振幅为10—20μm,而工作振幅一般为30μm左右,变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,前后面积比等因素有关,形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等,对变比影响很大,前后面积比与总变比成正比。贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机,最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作,能保证振幅参数的稳定。

                                  超声波模具设计    超声波模具动态示意图


超声波模具设计

2、超声波模具频率参数

   任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率,例如20KHz、40 KHz等,超声波焊接机的工作频率主要由超声波换能器(Transducer)、超声波变幅杆(Booster)、和超声波焊头(Horn)的机械共振频率所决定,发生器的频率根据机械共振频率调整,以达到一致,使焊头工作在谐振状态,每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。超声波发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围,如一般设定为±0.5 KHz,在此范围内超声波塑料焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时,都会对谐振频率作调整,要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ,如 20KHz 焊头,我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz,误差为5‰

3、超声波模具振动节点

    超声波焊头、超声波变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体,在工作状态下,两个端面的振幅最大,应力最小,而相当于中间位置的节点振幅为零,应力最大。节点位置一般设计为固定位,但通常的固定位设计时厚度要大于3mm,或者是凹槽固定,所以固定位并不是一定为零振幅,这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失,对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离,或采用隔声材料进行屏蔽,能量损失在设计振幅参数时予以考虑.。

优化超声波焊头的设计,使工作面振幅更加均匀

4.超声波模具的阻抗

    超声波模具的阻抗即声波在模具材料中传输时的声阻抗。如果材料声阻抗太大或者形状设计不合理,声波在传输过程中会出现极大的损失,等于超声波焊接机的电源负载很大,如果此时超声波电源保护不力,将会损害超声波电源的功率器件,同时应力集中在模具的某个位置也将造成模具裂纹。


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