超声波模具设计【专业 精密】
来源:华拓技术部门 发布时间：2017-07-18 15:15 点击：
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超声波模具设计不像它的外形那样简单，它是需要很多的专业知识和技能——如何保证焊头能够最经济的工作？如何保证焊头能够将超声波换能器转换的机械振动能有效地传递到工件上，我们的工程师将每一个环节都考虑得非常充分。
超声波熔接模具是超声波焊接技术中最具有技术深度的一个方面。即使已经拥有几年的设计和开发经验，我们还是坚信只有通过严格的测试和质量控制才能生产出最好的超声波焊接机模具。我们的工程师将焊头的声学特性和机械特性完美的结合起来，设计出最符合客户需要的超声波模具。
好的一套超声波模具设计要全面做到：模具振幅参数设计、模具频率参数设计、模具振动节点设计、模具加工精度设计这4个方面。
1：超声波模具的振幅参数设计：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。因其选择的超声波换能器不同，超声波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超声波焊头，能够校正超声波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。如选用的是不同的超声波焊接机，最简单的方法是按已工作的超声波焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。
2：超声波模具频率参数设计：超声波焊接机都有一个中心频率，例如15KHz、20KHz、35KHz、40KHz等，超声波焊接机的工作频率主要由超声波换能器、变幅杆、和超声波模具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，使超声波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。超声波发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围，如一般设定为±0.5KHz，在此范围内焊接机基本都能正常工作.其每一个超声波焊头制作时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1KHZ，如 20KHz 超声波焊头，超声波焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz，误差为5‰。
3：超声波模具振动节点设计：超声波焊头、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，能量损失在设计模具振幅参数时予以考虑。
4：超声波模具加工精度设计：超声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（所用于焊接的超声波焊头利用的是超声波振动的纵向传递，对于整个谐振系统而言），不均衡振动能导致焊头发热及断裂。超声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，所有的加工设备均采用数控设备（如加工中心等），这样才能保证加工出来的精度符合要求。
找超声波模具设计选我们华拓一定不会错的，我们生产的每一台超声波塑料焊接机和每一套超声波治具，不管是标准产品还是根据客户要求定制的，都是经过反复的测试达标才能出厂的。
