超声波焊接机设计

超声波焊接机A0

本文章介绍了超声波焊接技术的原理、组成、优点等，并且以木塑复合材料为研究对象，设计了一台超声波焊接机，包括机械部分设计与校核、控制电路设计部分、超声波发生器电路设计部分、液压回路设计部分、变幅杆设计部分等。由于超声波塑料焊接是涉及多学科的交叉学科，再设计过程中难度较大，目前超声波焊接的焊接基础理论和工艺规范还比较欠缺，对超声波焊接机各部分研究不足。为了得到满足要求的超声波焊接机，再设计过程中，咨询了专业的超声波生产厂家，得到了宝贵的技术信息，获得相应的焊接工艺参数，解决焊接质量提高的问题，促进了超声波塑料焊接技术的推广应用
1.1选题的目的与意义
各种超音波加工方法的加工机理虽然不同，但其加工装置都主要由超音波发生器、换能器和变幅杆组成。超音波焊接在塑料领域应用广泛。但近年来对超音波焊接的其他方面的应用也越来越平凡，超音波焊接在木塑复合材料上的应用还比较少本文着眼未来对超音波焊接在木塑条料上的应用惊醒了开拓。
1.2课题的国内外研究动态
超音加工技术是超音学的一个重要分支。超音波加工技术的发展是伴随着超音学的发展而逐渐发展的。
1927年，美国物理学家伍德(R. W. Word)和卢米斯(A. E. Loomis)最早做了超音波加工试验，利用强烈的超音波振动对玻璃板进行雕刻和快速钻孔。1951年，美国的科恩研制成第一台实用的超音波加工机.
日本是较早研究超音波加工技术的国家，20世纪50年代，日本已经设立了专门的振动切削研究所。日本研究人员不仅把超音波加工用在普通设备上，而且在精密机床、数控机床中也引入了超音波振动系统。1977年，日本将超音振动切削与磨削用于生产，可对直径为600mm的大型船用柴油机缸套进行锉孔。超音波加工在日本己获得近百项专利，在生产中发挥了一定的作用。原苏联在20世纪50年代末、60年代初己经发表过很多超音波加工研究方面的设计。在超音车削、钻孔、磨削、光整加工、复合加工等方面均有生产应用，并且取得了良好的经济效果。1973年苏联召开了一次全国性的讨论会，充分肯定了超音波加工的经济效果和实用价值.
我国东南大学研制了一种新型超音振动切削系统。该系统采用压电换能器，由超音波发生器、匹配电路、级联压电晶体、谐振刀杆、支承调节机构及刀具等部分组成。当发生器输出超音电压时，它将使级联晶体产生超音机械伸缩，直接驱动谐振刀杆实现超音振动。该装置的特点是：能量传递环节少，能量泄漏减小，机电转换效率高达90%左右，且结构简单、体积小，便于操作。沈阳航空工业学院建立了镗用超音扭转振动系统，采用磁致伸缩换能器，扭转变幅杆的小端输出沿圆周方向的扭转振动。镗与扭转变幅杆之间采用莫氏锥及螺纹连接，输出功率500 W，频率为16-23khz，具有频率自动跟踪性能。
目前在国内机械电子行业中应用的超音波焊接设备，有中美合资上海必能信超音有限公司的超音波塑料焊接机和超音波点焊机。
1.3课题的主要内容
（1）查阅相关资料了解超音波焊接机的基本原理和主要组成；
（2）超音波变幅杆的设计；
（3）超音波焊接机的运动分析；
（4）超音波焊接机的尺寸设计，超音波焊接机总体布局装配图，超音变幅杆的设计原理；
（5）超音变幅杆的尺寸计算；
（6）超音波焊接机的传动机构设计。

简介

文件清单

减压阀

半联轴器A3

导轨A2

法兰A3

夹具画完A1

减速器座A3

滤清器A1

汽缸A1

手柄A2

丝杠A2

燕尾导轨A3