El diseño de moldes ultrasónicos es una tarea muy compleja, que debe considerarse de manera integral de acuerdo con el material del molde, el tamaño, la frecuencia de la máquina y los principios acústicos. En pocas palabras, el propósito del ranurado ultrasónico del molde es destruir las ondas transversales generadas en la transmisión ultrasónica. Generalmente, el ranurado está a la mitad de la longitud de onda de la onda transversal, que se considera principalmente según el principio de la acústica. En cuanto a por qué el molde debe fabricarse con diferentes anchos entre la parte superior e inferior, la consideración principal es aumentar la salida, y el principio es similar a amplificar la salida de ondas sonoras. Un buen molde es el requisito previo más importante para una soldadura estable. Si el diseño del molde no es bueno, causará una serie de problemas de soldadura, como soldadura desigual, calentamiento del molde, ruido e incluso agrietamiento.

La frecuencia de resonancia longitudinal del molde ultrasónico es su frecuencia de trabajo. Debe ser consistente con la frecuencia de resonancia del sistema de vibración del transductor; de lo contrario, la eficiencia de trabajo longitudinal del sistema de vibración disminuirá. La resonancia lateral de la herramienta debe suprimirse tanto como sea posible. La vibración del molde se puede dividir en los siguientes tres estados:

(1) La dimensión transversal del molde ultrasónico es mucho más pequeña que la dimensión longitudinal, y generalmente requiere más de 2 veces, es decir, l, ≥2lx, l, ≥21y, y la frecuencia de resonancia transversal es mucho mayor que su longitudinal. frecuencia de resonancia. Por tanto, la vibración transversal no tiene ningún efecto sobre la vibración longitudinal. ¿Por qué la vibración ultrasónica de la herramienta de ranurado de moldes es similar a la vibración longitudinal unidimensional de una varilla delgada a lo largo de la dirección Z? En este momento, la teoría unidimensional se puede utilizar para diseñar el molde ultrasónico para cumplir con los requisitos prácticos de precisión.

(2) Las dos dimensiones horizontales de la herramienta son comparables a las dimensiones longitudinales. En este momento, la superficie de radiación de ondas sonoras de la herramienta es una superficie de forma corta de gran tamaño con poca diferencia en longitud y ancho. La frecuencia de resonancia longitudinal de la herramienta y sus dos frecuencias de resonancia transversales Relativamente cercanas. En este caso, debido a la influencia del efecto Poisson, mientras la herramienta resuena longitudinalmente, también produce fuertes vibraciones en sus dos direcciones transversales. La combinación de vibración longitudinal y vibración lateral cambia el estado de vibración longitudinal de la herramienta. En este momento, si todavía se utiliza la teoría unidimensional para calcular y diseñar la herramienta, habrá grandes errores en la teoría y la experimentación. Por lo tanto, se debe utilizar lo anterior. La teoría detallada de la vibración estudia la vibración coherente tridimensional de las herramientas. Y para asegurar la eficiencia de trabajo de la herramienta y la uniformidad de la distribución del desplazamiento en la superficie de radiación, la vibración lateral en las dos direcciones debe suprimirse de manera efectiva.

(3) Entre las dos dimensiones laterales del molde, una de ellas es mucho menor que la dimensión longitudinal del molde, es decir, satisface 12) 21, (o l,), pero la otra dimensión lateral del molde es más grande, que se acerca o supera la dimensión longitudinal del molde. En este momento, la superficie de radiación de la onda de sonido es una superficie rectangular larga y estrecha, y la vibración lateral en la dirección correspondiente al tamaño más pequeño puede ignorarse, pero la frecuencia de resonancia lateral y la frecuencia de resonancia longitudinal en la dirección correspondiente a los de mayor tamaño están relativamente cerca. Interacción. Por tanto, la vibración lateral en esta dirección tiene una mayor influencia en la dirección longitudinal. En este momento, la teoría unidimensional ya no es aplicable, y la teoría de la vibración híbrida debe usarse para analizar, investigar y diseñar tales sistemas, y esta vibración lateral debe suprimirse.

Para suprimir eficazmente la vibración transversal de la herramienta, las frecuencias de resonancia longitudinal y transversal del molde ultrasónico deben calcularse primero utilizando la ecuación de frecuencia, y el modo de vibración transversal más cercano a la frecuencia fundamental de la vibración longitudinal del molde ultrasónico debe ser suprimido por ranurado. La ranura debe estar ubicada en el nodo del modo de vibración transversal del molde ultrasónico, y el tamaño de la ranura debe seleccionarse de manera razonable. Para que sea económico y eficaz, debe suprimirse la vibración transversal más fuerte. Solo de esta manera se puede suprimir eficazmente la vibración transversal de herramientas de gran tamaño y mejorar la uniformidad de la distribución de desplazamiento de la superficie de radiación acústica del molde ultrasónico, mejorar la eficiencia de trabajo longitudinal del sistema de vibración ultrasónica y lograr el ideal Efecto de soldadura ultrasónica.