Der Ultraschall-Formenbau ist eine sehr komplexe Aufgabe, die nach Formmaterial, Größe, Maschinenfrequenz und akustischen Prinzipien umfassend betrachtet werden muss. Einfach ausgedrückt besteht der Zweck des Ultraschall-Formnutens darin, die bei der Ultraschallübertragung erzeugten Transversalwellen zu zerstören. Im Allgemeinen liegt die Riffelung bei der halben Wellenlänge der Transversalwelle, was hauptsächlich nach dem Prinzip der Akustik betrachtet wird. Warum die Form mit unterschiedlichen Breiten zwischen Ober- und Unterseite hergestellt werden muss, ist die Hauptüberlegung, die Leistung zu erhöhen, und das Prinzip ähnelt der Verstärkung der Schallwellenleistung. Eine gute Form ist die wichtigste Voraussetzung für eine stabile Schweißung. Wenn das Formdesign nicht gut ist, führt dies zu einer Reihe von Schweißproblemen, wie z. B. ungleichmäßiges Schweißen, Formerwärmung, Geräusche und sogar Risse!

Die Längsresonanzfrequenz der Ultraschallform ist ihre Arbeitsfrequenz. Sie muss mit der Resonanzfrequenz des Schwingersystems des Wandlers übereinstimmen, da andernfalls die Arbeitseffizienz des Schwingsystems in Längsrichtung abnimmt. Die seitliche Resonanz des Werkzeugs muss so weit wie möglich unterdrückt werden. Die Schwingung der Form lässt sich in die folgenden drei Zustände einteilen:

(1) Die Querabmessung der Ultraschallform ist viel kleiner als die Längsabmessung und erfordert im Allgemeinen mehr als das Zweifache, dh l,≥2lx, l,≥21y, und die Querresonanzfrequenz ist viel höher als ihre Längs Resonanzfrequenz. Daher hat die Querschwingung keinen Einfluss auf die Längsschwingung. Warum ähnelt die Vibration des Ultraschall-Formnutwerkzeugs der eindimensionalen Längsvibration einer schlanken Stange in Z-Richtung? Zu diesem Zeitpunkt kann die eindimensionale Theorie verwendet werden, um die Ultraschallform so zu gestalten, dass sie die praktischen Genauigkeitsanforderungen erfüllt.

(2) Die beiden horizontalen Abmessungen des Werkzeugs sind mit den Längsabmessungen vergleichbar. Zu diesem Zeitpunkt ist die Schallwellenabstrahlfläche des Werkzeugs eine großformatige, kurz geformte Fläche mit geringem Längen- und Breitenunterschied. Die Längsresonanzfrequenz des Werkzeugs und seine beiden Querresonanzfrequenzen liegen relativ nahe beieinander. In diesem Fall erzeugt das Werkzeug aufgrund des Einflusses des Poisson-Effekts, während es in Längsrichtung schwingt, auch starke Schwingungen in seinen beiden Querrichtungen. Die Kombination von Längsschwingung und Querschwingung verändert den Längsschwingungszustand des Werkzeugs. Wenn zu diesem Zeitpunkt noch die eindimensionale Theorie zur Berechnung und Konstruktion des Werkzeugs verwendet wird, treten große Fehler in Theorie und Experiment auf. Daher müssen die oben genannten verwendet werden. Die detaillierte Schwingungstheorie untersucht die dreidimensionale kohärente Schwingung von Werkzeugen. Und um die Arbeitseffizienz des Werkzeugs und die Gleichmäßigkeit der Verschiebungsverteilung auf der Strahlungsoberfläche sicherzustellen, müssen die seitlichen Schwingungen in den beiden Richtungen wirksam unterdrückt werden.

(3) Von den beiden Seitenabmessungen der Form ist eine viel kleiner als die Längsabmessung der Form, d. h. sie erfüllt 12) 21 (oder l), aber die andere Seitenabmessung der Form ist größer, was nahe der Längsabmessung der Form liegt oder diese überschreitet. Zu diesem Zeitpunkt ist die Strahlungsoberfläche der Schallwelle eine lange und schmale rechteckige Oberfläche, und die seitliche Schwingung in der der kleineren Größe entsprechenden Richtung kann ignoriert werden, aber die seitliche Resonanzfrequenz und die longitudinale Resonanzfrequenz in der Richtung entsprechend die größeren sind relativ nah. Interaktion. Daher hat die seitliche Schwingung in dieser Richtung einen größeren Einfluss auf die Längsrichtung. Zu diesem Zeitpunkt ist die eindimensionale Theorie nicht mehr anwendbar, und die Hybridschwingungstheorie muss verwendet werden, um solche Systeme zu analysieren, zu erforschen und zu entwerfen, und diese seitliche Schwingung sollte unterdrückt werden.

Um die Querschwingung des Werkzeugs wirksam zu unterdrücken, müssen zunächst die Längs- und Querresonanzfrequenzen der Ultraschallform mit Hilfe der Frequenzgleichung berechnet werden und die der Grundfrequenz der Längsschwingung der Ultraschallform am nächsten liegende Querschwingungsmode muss durch Rillen unterdrückt werden. Der Schlitz muss sich am Knoten der Querschwingungsmode der Ultraschallform befinden, und die Größe des Schlitzes sollte angemessen gewählt werden. Um wirtschaftlich und effektiv zu sein, sollten die stärksten Querschwingungen unterdrückt werden. Nur auf diese Weise kann die Querschwingung großformatiger Werkzeuge wirksam unterdrückt werden und die Gleichmäßigkeit der Verschiebungsverteilung der Schallabstrahlungsoberfläche der Ultraschallform verbessern, die Längsarbeitseffizienz des Ultraschallschwingsystems verbessern und das Ideal erreichen Ultraschallschweißeffekt.