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超聲波模具中間需要開槽的原因

    超聲波模具設計是一個十分復雜的工作,需要根據模具材料,尺寸以及機器頻率,聲學原理等因素綜合考慮。簡單的說,超聲波模具開槽目的是破壞超聲波傳輸中產生的橫波,一般開槽是在1/2橫波波長位置,這主要是根據聲學原理來考量。至于模具為什么要做成上下寬度不一樣,主要是考慮增加出力,原理類似于將聲波出力放大。一個好的模具是焊接穩定的最重要前提,如果模具設計不好會導致一些列焊接問題,如焊接不均勻,模具發熱,噪音,甚至開裂等等!

国产自拍影院首页     超聲波模具的縱向共振頻率也就是其工作頻率,它必須與換能器振動系統的共振頻率保持一致, 否則將導致振動系統縱向工作效率下降 。 而工具的橫向共振則必須盡量抑制。模具的振動可分以下三種狀態:

    (1)超聲波模具的橫向尺寸遠小于縱向尺寸, 一般要求2倍以上, 即l,≥2lx, l,≥21y,橫向諧振頻率遠高于其縱向共振頻率, 因此, 橫向振動對縱向振動影響不大, 超聲波模具為什么要開槽工具振動類似于沿Z 方向的細長棒的一維縱振動,此時,可以利用一維理論設計超聲波模具能夠滿足實用上的精度要求。
    (2)工具的兩個橫向尺寸皆與其縱向尺寸可相比擬, 此時工具的聲波輻射面為一長與寬相差不大的大尺寸短形面,工具的縱向共振頻率與其兩個橫向共振頻率比較接近。在這種情況下,由于泊松效應的影響,工具在縱向共振的同時, 在其兩個橫向也產生較強的振動。縱振動與橫振動之問的相互編合使工具的縱向振動狀態發生變化,此時,如果仍采用一維理論來計算及設計工具, 理論與實驗將出現較大的誤差,因此,必須利用上述細合振動理論對工具的三維相合振動進行研究。并且為了保證工具的工作效率及其輻射面上位移分布的均勻性, 必須對其兩個方向的橫向振動分別加以有效的抑制。

    (3)在模具的兩個橫向尺寸中,其中之一遠小于模具的縱向尺寸, 即滿足12)21,(或l,)但模具的另一個橫向尺寸較大, 接近或超過模具的縱向尺寸, 此時聲波的輻射面為一狹長的矩形面, 對應于較小尺寸方向上的橫向振動可以忽略不計, 但是對應于較大尺寸方向上的橫向共振頻率與縱向共振頻率比較接近,兩者將相互作用。因此,該方向上的橫向振動對縱向產生較大的影響。此時, 一維理論不再適用, 必須利用揺合振動理論來分析、 研究及設計此類系統, 且此橫向振動應加以抑制。

    為了有效地抑制工具的橫向振動, 必須首先利用頻率方程求出超聲波模具的縱向及橫向諧振頻率, 對最接近超聲波模具縱向振動基頻的橫向振動模式進行開槽抑制。開槽必須位于超聲波模具橫向振動模式的節點處, 并且合理選擇開糟尺寸, 為了達到經濟有效, 應該對最強的橫向振動加以抑制,只有這樣, 才能有效地抑制大尺寸工具的橫向振動, 并且改善超聲波模具聲波輻射面的位移分布均勻程度,提高超聲波振動系統的縱向工作效率,取得理想的超聲波焊接效果。