超聲波模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一定是非常的簡單。千萬不要被誤導(dǎo)，當(dāng)使用一個(gè)加工不當(dāng)或是未經(jīng)過調(diào)諧的焊頭，將給你的生產(chǎn)帶來昂貴的損失--它會(huì)破壞焊接效果，甚至更嚴(yán)重的會(huì)直接導(dǎo)致?lián)Q能器或發(fā)生器的損壞。

因此超聲波模具的設(shè)計(jì)絕不像它的外形那樣簡單，相反需要很多的專業(yè)知識(shí)和技能--如何保證焊頭能夠經(jīng)濟(jì)的工作?如何保證焊頭能夠?qū)Q能器轉(zhuǎn)換的機(jī)械振動(dòng)能有效地傳遞到工件上，我們的工程師將每一個(gè)環(huán)節(jié)都考慮得非常充分。

焊頭是超聲塑料焊接設(shè)備中一個(gè)很重要的部件, 其設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到焊接質(zhì)量。將長條形焊頭通過合理 開槽劃分為若干相等的單元, 每個(gè)單元可作為復(fù)合階梯形變幅桿來處理, 用傳遞矩陣法得出了焊頭單元的頻率方 程, 為長條形開槽焊頭的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)表明, 利用該方程設(shè)計(jì)的長條形焊頭, 其實(shí)測頻率與設(shè)計(jì)頻率符 合很好。本設(shè)計(jì)方法物理意義明顯, 計(jì)算簡單, 非常適合工程設(shè)計(jì)。此外利用該方法可方便的求出開槽數(shù)、槽寬度以 及槽長度等因素對焊頭尺寸的影響, 也為焊頭的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的理論依據(jù)。 

  超聲塑料焊接設(shè)備一般由超聲波電源、超聲振 動(dòng)系統(tǒng)和壓力機(jī)構(gòu)組成, 而超聲振動(dòng)系統(tǒng)又由超聲換能器、變幅桿和焊頭組成。超聲換能器和變幅桿一 般被設(shè)計(jì)諧振于一定頻率, 對不同的焊件不需改變, 而焊頭則需按焊件的形狀來專門設(shè)計(jì), 其設(shè)計(jì)的好 壞直接關(guān)系到焊接質(zhì)量, 所以它是焊接設(shè)備中非常 重要的部件。

 對于較大的焊件, 需要大尺寸的焊頭, 其尺寸有 時(shí)接近或超過一個(gè)縱波波長, 這時(shí)焊頭將產(chǎn)生嚴(yán)重 的橫向振動(dòng), 導(dǎo)致其輻射面的位移分布不均勻。為了 得到滿意的振幅分布, 人們提出了開槽、開細(xì)縫、增 加附加彈性體及二次設(shè)計(jì)等方法來對大尺寸焊頭的 

  振動(dòng)進(jìn)行控制, 其中開槽是用于擬制焊頭橫向振動(dòng) 常用的方法[1]。對于開槽的大尺寸焊頭, 由于形狀 復(fù)雜, 很難得到嚴(yán)格的解析解, 此時(shí)人們更多地采用 有限元等數(shù)值計(jì)算方法分析這類問題。從前人的 研究來看數(shù)值方法更適合焊頭后期的優(yōu)化設(shè)計(jì), 對 設(shè)計(jì)初期焊頭的尺寸及頻率估算并無優(yōu)勢。為了保 證能得到更好的優(yōu)化結(jié)果, 首先估算能大致滿足設(shè) 計(jì)需求的結(jié)構(gòu)尺寸至關(guān)重要, 所以研究具有開槽結(jié) 構(gòu)的大尺寸焊頭的設(shè)計(jì)理論具有現(xiàn)實(shí)意義。

 對開槽后的長條形焊頭進(jìn)行了振動(dòng)分析, 將焊頭分 為端部單元體和中間單元體, 利用表觀彈性法和等 效傳輸線法, 分別給出了四個(gè)不同單元體長度和高 度方向的頻率方程, 利用這些頻率方程可以設(shè)計(jì)長 條形焊頭, 但是設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜, 一些參數(shù)的選取 要靠經(jīng)驗(yàn), 不便于工程應(yīng)用。本文將長條形焊頭通 過合理開槽分成若干相等的單元, 利用傳遞矩陣法 得出了焊頭單元的頻率方程, 為長條形焊頭的設(shè)計(jì) 提供了理論基礎(chǔ)。該設(shè)計(jì)理論計(jì)算簡單, 物理意義 明顯, 為長條形焊頭的工程設(shè)計(jì)提供了一種簡單易 行的方法。

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