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超聲波焊接模具中間需要開槽的原因

文章出處:華鋮超聲 | 作者:達華鋮超 | 發(fā)表時間:2020-10-19

超聲波焊接模具的開槽是為了破壞超聲波傳輸過程中產(chǎn)生的橫波,通常位于1/2橫波的波長位置,主要基于聲學原理。對于超聲波焊接模具為什么要使寬度不同,主要是考慮增加力,原理類似于聲學力放大。

 

超聲波焊接模具

超聲波焊接模具的縱向共振頻率是其工作頻率,必須與換能器振動系統(tǒng)的共振頻率一致。否則,振動系統(tǒng)的縱向工作效率會下降。必須盡可能抑制刀具的橫向共振。超聲波焊接模具的振動可分為三種狀態(tài):

 

1.超聲波焊接模具的橫向尺寸遠小于縱向尺寸,一般要求不小于2倍,即l2lx、l21y,橫向共振頻率遠遠高于縱向共振頻率。超聲波焊接模具開槽刀具的振動為什么要類似于細長桿沿z方向的一維縱向振動?此時,一維理論可用于超聲波焊接模具的設計,以滿足實際的精度要求。

 

2.工具的兩個橫向尺寸可以與其縱向尺寸進行比較,此時工具的聲輻射面是一個大尺寸的短形表面,長度和寬度差別不大。這種情況下,由于泊松效應的影響,刀具在縱向產(chǎn)生共振,同時在其兩個橫向也產(chǎn)生強烈的振動??v向振動和橫向振動的交織改變了刀具的縱向振動狀態(tài)。這時候如果還是用一維理論來計算設計工具,理論和實驗會有很大的誤差。因此,必須用上述精細振動理論來研究刀具的三維重合振動。此外,為了保證刀具的工作效率及其輻射面上位移分布的均勻性,必須有效抑制兩個方向的橫向振動。

 

3.在超聲波焊接模具的兩個橫向尺寸中,有一個比超聲焊接模具的縱向尺寸小得多,即12)21(或L),但另一個橫向尺寸更大,接近或超過超聲焊接模具的縱向尺寸。此時,聲波的輻射面為窄矩形表面,較小尺寸的橫向振動可以忽略,而較大尺寸的橫向共振頻率接近縱向共振頻率。所以這個方向的橫向振動對縱向影響很大。

 

開槽必須位于超聲波焊接模具橫向振動模態(tài)的節(jié)點處,開槽尺寸應選擇合理。為了實現(xiàn)經(jīng)濟性和效率,應該抑制最強的橫向振動。只有這樣,才能有效抑制大型工具的橫向振動,提高超聲焊接模具聲輻射面的位移分布均勻性,提高超聲振動系統(tǒng)的縱向工作效率,達到理想的超聲焊接效果。


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