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超声波模具如何设计

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超声波模具如何设计

发布日期:2021-09-23 编辑: 点击:

超声波模具设计包括超声模振幅、超声模模的频率参数、超声模的加工精度、超声模的下列内容。

1.超声模振幅。

幅度对需要焊接的材料而言,振幅是一个关键参数,它与铬铁的温度相等,温度过高会使材料无法熔接,温度过高会使原材料焦化或结构破坏而强度变差。由于各企业选择的传感器不同,传感器输出的振幅也不一样,经过适当配合不同变比的变幅杆和焊头,可对焊头的工作振幅进行校正,使之符合要求。正常情况下,传感器输出振幅在10~20μm之间,而工作振幅一般在30μm左右,变幅杆和焊头的变幅杆和焊头的形状变化比较,前、后面积比值等因素相关,形状上如指数型变幅,函数型变幅,阶梯型变幅等,对变比的影响很大,前后面积比与总变比成正比。

2.超声模模频率参数。

任意一家企业生产的5060白菜全讯都有一个中心频率,例如20KHz,等等,焊接机的工作频率主要由换能器(Transducer).变幅杆(Booster).以及焊头(Horn)的机械共振频率决定,发电机的频率根据机械共振频率进行调节,使焊头工作在谐振状态,各部分设计为一个半波长谐振体。发电机和机械共振频率都有谐振工作范围,一般设定在±0.5KHz,焊接机在这个范围内基本可以正常工作.大家做每个焊头时,均要调整谐振频率,要求谐振频率与设计频率误差小于0.1KHZ,如20KHz焊头,大家的焊头频率可控制在19.90~20.10KHz之间,错误5‰

超声波模具

3.超声模振动接头。

变幅杆是一种半波长工作频率的谐振体,在工作状态下,两个端面之间的振幅Z大,应力也Z小,相当于中间位置的振幅为零,应力也Z大。结点位置一般设计为固定位,但通常固位设计时厚度要大于3mm,或者是凹槽固定,所以固定位不一定为零振幅,这将导致部分声响和部分能量损失,对于叫声,通常用橡胶圈与其他部件隔离,或采用隔声材料进行屏蔽,设计振幅参数时考虑了能量损耗。

4.超声模的加工精度。

超声焊头在工作频率较高的情况下,应尽可能采用一种对称设计,以避免由于声波传递的不对称性而产生的不均匀应力和横向振动(大家用于焊接的焊头利用超声振动的纵向传递)。对整个谐振系统来说,振动不均匀会引起焊头的发热和断裂。不同行业对超声焊接的加工精度要求也不一样,对于特别薄的工件,如锂离子电池极片焊接、金属箔包覆等,对加工精度要求很高,本企业全部加工设备均采用数控设备(加工中心等),以保证加工精度符合要求。

5.超声模制寿命。

一根焊头的寿命关键取决于两个方面:一、材料,二、工艺。

材质方面:超声波焊接要求金属材料具有柔顺性好(在声波传递过程中机械损耗小)好的特点,所以Z常用的材料是铝合金及钛合金。

熔接件的成型过程比较复杂,材料是保证模具使用寿命的主要原因之一,材料的使用寿命也比较长。因此,不仅模具工程师设计时一定要谨慎选择材料,还要了解本身产品要求使用的材料,避免因疏忽而影响其时效和质量。


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