超聲波模具的設計和生產一定是非常的簡單。千萬不要被誤導，當使用一個加工不當或是未經過調諧的焊頭，將給你的生產帶來昂貴的損失--它會破壞焊接效果，甚至更嚴重的會直接導致換能器或發生器的損壞。

因此超聲波模具的設計絕不像它的外形那樣簡單，相反需要很多的專業知識和技能--如何保證焊頭能夠經濟的工作?如何保證焊頭能夠將換能器轉換的機械振動能有效地傳遞到工件上，我們的工程師將每一個環節都考慮得非常充分。

焊頭是超聲塑料焊接設備中一個很重要的部件, 其設計的好壞直接關系到焊接質量。將長條形焊頭通過合理 開槽劃分為若干相等的單元, 每個單元可作為復合階梯形變幅桿來處理, 用傳遞矩陣法得出了焊頭單元的頻率方 程, 為長條形開槽焊頭的設計提供了理論依據。

實驗表明, 利用該方程設計的長條形焊頭, 其實測頻率與設計頻率符 合很好。本設計方法物理意義明顯, 計算簡單, 非常適合工程設計。此外利用該方法可方便的求出開槽數、槽寬度以 及槽長度等因素對焊頭尺寸的影響, 也為焊頭的優化設計提供了一定的理論依據。 

  超聲塑料焊接設備一般由超聲波電源、超聲振 動系統和壓力機構組成, 而超聲振動系統又由超聲換能器、變幅桿和焊頭組成。超聲換能器和變幅桿一 般被設計諧振于一定頻率, 對不同的焊件不需改變, 而焊頭則需按焊件的形狀來專門設計, 其設計的好 壞直接關系到焊接質量, 所以它是焊接設備中非常 重要的部件。

 對于較大的焊件, 需要大尺寸的焊頭, 其尺寸有 時接近或超過一個縱波波長, 這時焊頭將產生嚴重 的橫向振動, 導致其輻射面的位移分布不均勻。為了 得到滿意的振幅分布, 人們提出了開槽、開細縫、增 加附加彈性體及二次設計等方法來對大尺寸焊頭的 

  振動進行控制, 其中開槽是用于擬制焊頭橫向振動 常用的方法[1]。對于開槽的大尺寸焊頭, 由于形狀 復雜, 很難得到嚴格的解析解, 此時人們更多地采用 有限元等數值計算方法分析這類問題。從前人的 研究來看數值方法更適合焊頭后期的優化設計, 對 設計初期焊頭的尺寸及頻率估算并無優勢。為了保 證能得到更好的優化結果, 首先估算能大致滿足設 計需求的結構尺寸至關重要, 所以研究具有開槽結 構的大尺寸焊頭的設計理論具有現實意義。

 對開槽后的長條形焊頭進行了振動分析, 將焊頭分 為端部單元體和中間單元體, 利用表觀彈性法和等 效傳輸線法, 分別給出了四個不同單元體長度和高 度方向的頻率方程, 利用這些頻率方程可以設計長 條形焊頭, 但是設計過程比較復雜, 一些參數的選取 要靠經驗, 不便于工程應用。本文將長條形焊頭通 過合理開槽分成若干相等的單元, 利用傳遞矩陣法 得出了焊頭單元的頻率方程, 為長條形焊頭的設計 提供了理論基礎。該設計理論計算簡單, 物理意義 明顯, 為長條形焊頭的工程設計提供了一種簡單易 行的方法。

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