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超声波焊头设计

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发表时间:2016-07-05 08:35作者:李工 13510929282来源:深圳市恒波超声波设备有限公司技术部网址:https://www.chaoshengbohanjieji.com/h-nd-195.html

超声波焊头绝对不像它的外形那样,看起来非常简单。一般人都会说,“它不就是一个铁块吗?”其实超声波焊头是一个声学谐振体,它牵扯到机械、声学、材料等理论,不恰当的设计,会造成超声波振动异常,严重的将会造成整个超声波系统损坏。

恒波超声波设备公司设计制造超声波焊头,严格遵守一套完善的理论和方法。会根据产品结构材料和所配超声波机型制定焊接方案,从有限元软件模拟分析论证、合理的振幅设计、材料的选取、精密机械的加工,最终才能达到完美焊接要求。

 

超声波焊头设计


超声波焊接技术已经广泛应用于金属、塑料焊接工艺中。焊接工装(Horn),因其对结构动力学方面的高性能要求,传统的仿造、修模设计方法已不能适应塑料产品多变的要求。超声波焊接的原理入手,通过有限元法进行固有频率和模态分析,设计新型工装,满足有效传递和均匀分配振动能量的功能要求。在设计过程中结合ANSYS的参数化建模、全因子实验设计优化(DOE)和概率设计系统(PDS)模块,进行参数设计和健壮性设计,调整几何尺寸,使得工装的固有频率和超声波频率匹配,对应的模态在工作面振幅均匀,减少了局部结构应力集中的问题,同时对材料和环境的参数变化有较好的适应性。所设计的工装一次加工完成投入使用,避免了反复修整工装所带来的时间和成本上的浪费。

   

                               超声波焊头图纸超声波焊头图纸

                超声波焊头图纸超声波焊头图纸

超声波模具设计


  焊接工装的设计相当重要。国内有不少超声波设备供应商自行生产焊接工装,但是他们中有相当一部分是仿制已有,然后不断的修整工装、测试,通过这种反复调整的方法达到工装与设备频率协调的目的。我司通过有限元方法,在设计工装时就能把频率确定,制造出来的工装测试结果与设计频率误差不过1%。同时,引入DFSS(Design For Six Sigma)的理念,对工装进行优化和健壮设计。设计的理念是在设计过程中充分收集客户心声进行针对性的设计;并且预先考虑生产过程可能出现的偏差,保证最终产品的质量分布在合理的水平内。设计流程如图二所示,从制定设计指标开始,首先根据已有经验初步设计工装的结构和外型尺寸,在ANSYS中建立参数化模型,然后通过仿真实验设计(DOE)方法确定模型中的重要参数,根据健壮要求,确定数值,接着对其他参数用子问题法进行寻优。考虑到工装在制造和使用过程中材料、环境参数的影响,还对其进行了公差设计,满足制造成本的要求。最后是制造、测试检验理论设计和实际的误差,满足设计指标即交付使用。

超声波焊头

  每颗焊头3D设计都经过有限元分析,保证产品焊接部位超声波焊头振幅的一致性,以达到最均匀、最稳定的塑件焊接效果。

  红色部分代表超声波焊头振幅的分布情况,以及最大振幅输出点。

更多超声波焊头的理论与设计,请移步 http://www.chaoshengbomuju.com

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