超聲波焊頭

一只焊頭的使用壽命關(guān)鍵決定于兩個(gè)方面：

一、材料，
二、工藝

材料方面：超聲波焊接要求金屬材料有柔順性好（聲波傳遞過程中機(jī)械損耗小）好的特點(diǎn)，所以 常用的材料為鋁合金及鈦合金，但超聲波金屬焊接要求焊頭耐磨損（要求較高的硬度），使材料的選擇變得比較困難，因?yàn)橛捕群晚g性似乎是天生對(duì)立的，這就要求我們選擇非常高要求的材料，我們選擇的優(yōu)質(zhì)鋼村料能夠比較好地解決這個(gè)矛盾，使焊頭的有效壽命盡量地提高。

工藝方面:包括有加工工藝及后續(xù)處理工藝，加工工藝在前面已詳細(xì)描述過，后續(xù)處理包括熱處理及參數(shù)的修整，基于我 選擇的材料，我們有獨(dú)創(chuàng)的熱處理工藝去保證；在每一個(gè)焊頭制作完成后，單獨(dú)都要進(jìn)行參數(shù)的測(cè)定及調(diào)整，以保證出品

 
超聲波焊頭的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。國(guó)內(nèi)有不少超聲波設(shè)備供應(yīng)商自行生產(chǎn)焊接工裝，但是他們中有相當(dāng)一部分是仿制已有，然后不斷的修整工裝、測(cè)試，通過這種反復(fù)調(diào)整的方法達(dá)到工裝與設(shè)備頻率協(xié)調(diào)的目的。 通過有限元方法，在設(shè)計(jì)工裝時(shí)就能把頻率確定，制造出來的工裝測(cè)試結(jié)果與設(shè)計(jì)頻率誤差不過1％。同時(shí)，引入DFSS（Design For Six Sigma）的理念，對(duì)工裝進(jìn)行優(yōu)化和健壯設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的理念是在設(shè)計(jì)過程中充分收集客戶心聲進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)；并且預(yù)先考慮生產(chǎn)過程可能出現(xiàn)的偏差，保證 終產(chǎn)品的質(zhì)量分布在合理的水平內(nèi)。設(shè)計(jì)流程如圖二所示，從制定設(shè)計(jì)指標(biāo)開始，先根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)初步設(shè)計(jì)工裝的結(jié)構(gòu)和外型尺寸，在ANSYS中建立參數(shù)化模型，然后通過仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）方法確定模型中的重要參數(shù)，根據(jù)健壯要求，確定數(shù)值，接著對(duì)其他參數(shù)用子問題法進(jìn)行尋優(yōu)。考慮到工裝在制造和使用過程中材料、環(huán)境參數(shù)的影響，還對(duì)其進(jìn)行了公差設(shè)計(jì)，滿足制造成本的要求。 后是制造、測(cè)試檢驗(yàn)理論設(shè)計(jì)和實(shí)際的誤差，滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)即交付使用。

超聲波模具ansys分析金屬點(diǎn)焊機(jī)焊頭頻率分析
 
超聲波焊頭分析
每顆焊頭3D設(shè)計(jì)都經(jīng)過有限元分析,保證產(chǎn)品焊接部位超聲波焊頭振幅的一致性，以達(dá)到 均勻、 穩(wěn)定的塑件焊接效果。
紅色部分代表超聲波焊頭振幅的分布情況，以及 大振幅輸出點(diǎn)。

超聲波技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬、塑料焊接工藝中。焊接工裝（Horn），因其對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方面的高性能要求，傳統(tǒng)的仿造、修模設(shè)計(jì)方法已不能適應(yīng)塑料產(chǎn)品多變的要求。超聲波焊接的原理入手，通過有限元法進(jìn)行固有頻率和模態(tài)分析，設(shè)計(jì)新型工裝，滿足有效傳遞和均勻分配振動(dòng)能量的功能要求。在設(shè)計(jì)過程中結(jié)合ANSYS的參數(shù)化建模、 因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化（DOE）和概率設(shè)計(jì)系統(tǒng)（PDS）模塊，進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)和健壯性設(shè)計(jì)，調(diào)整幾何尺寸，使得工裝的固有頻率和超聲波頻率匹配，對(duì)應(yīng)的模態(tài)在工作面振幅均勻，減少了局部結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中的問題，同時(shí)對(duì)材料和環(huán)境的參數(shù)變化有較好的適應(yīng)性。所設(shè)計(jì)的工裝一次加工完成投入使用，避免了反復(fù)修整工裝所帶來的時(shí)間和成本上的浪費(fèi)。