超音波模具的设计生产与加工

2018-10-30 17:01:18 admin

超音波模具的设计生产与加工


千万不要被误导,当使用一个加工不当或是未经过调谐的超音波焊头,将给你的生产带来昂贵的损失——它会破坏超音波的焊接效果,甚至更严重的会直接导致超音波换能器或发生器的损坏。因此超音波模具的设计绝不像它的外形那样简单,相反需要很多的专业知识和技能——那么如何保证焊头能够最经济的工作?如何保证焊头能够将换能器转换的机械振动能有效地传递到工件上,我们需要将每一个环节都考虑得非常充分。


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总的来说,超音波模具设计主要包括以下五个方面:


1、超音波模具振幅

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。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。


2、 超音波模具模具频率参数

任何公司的超音波焊接机都有一个中心频率,例如20kHz、40kHz等,焊接机的工作频率主要由换能器、变幅杆、和焊头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。


3、 超音波模具振动节点

焊头、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。


4、 超音波模具加工精度

超音波焊头因为工作于高频振动情况下,应尽量保持一个对称设计,以避免声波传递的不对称性导致的不均衡应力及横向振动,不均衡振动能导致焊头发热及断裂。超音波焊接应用于不同行业对加工精度要求是不同的,对于特别薄的工件如锂离子电池极片与极耳的焊接、金箔等的包覆等对加工精度的要求非常高。


5、超音波模具使用寿命

一只焊头的使用寿命关键决定于两个方面:一、材料,二、工艺

材料方面:超音波焊接要求金属材料有柔顺性好(声波传递过程中机械损耗小)好的特点,所以最常用的材料为铝合金及钛合金。

材料是保证超音波模具寿命于熔接产品效果的主要原因之一,模具完成的过程是复杂的。所以不仅是模具工程师设计务必慎重选择材质,亦需了解本身产品要求该使用何种材质,避免因疏忽而影响其时效与品质。

综上所述,超音波模具设计包括超音波模具振幅,超音波模具模具频率参数,超音波模具振动节点,超音波模具加工精度,超音波模具使用寿命。


欧声焊接科技(常州)有限公司是一家在江苏常州注册的企业,代理BRANSON超声波塑料焊接产品,并从事以超声波焊接应用为核心,以研发设计非标自动化设备为依托的高科技企业。目前公司主要业务领域涉足:电声、医疗等行业。 

公司秉承以科技为先导、以品质和效益为中心、以技术创新为推动力,致力于为客户提供先进的超声波塑料焊接领域的技术支持和整体解决方案,主要涉及产品包括:超声波塑料焊接设备、超声波塑料焊接系统、超声波塑料焊接设备的焊头、底座的设计和制造以及非标自动化系统设备的集成。

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