一种超声波金属焊接机的制作方法

本实用新型涉及超声波焊接领域，具体涉及一种超声波金属焊接机。

背景技术：

超声波金属焊接是一种新兴的特种加工技术，它在很多方面都优于传统焊接技术，并在各领域内都有着广泛的应用。这种先进的焊接技术不仅是科技进步的重要体现，同时也为人类社会发展做出了重大贡献。超声波焊接通过超声波电源发出一个高频电能，高频电能通过换能器再次被转换成等同频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头，利用气缸带动超声波振子，使焊头压在焊接材料的表面发出高频振动，局部的超声振动将焊件融合在一起。超声波金属焊接的应用领域囊括了电子工业、制造业、食品工业以及核能工业等，其不但在技术方面领先于传统焊接技术，而且具有节能环保以及操作方便等特点，能够促进我国资源节约型和环境友好型社会的建设。超声波金属焊接技术在我国经济社会发展中发挥了巨大的作用。

超声波金属焊接机的换能器振子不仅需要安装的准确及紧固，为了更换模具头，还需要满足易拆装性。极大多数的焊接机的设计都能满足锁紧固定换能器振子的功能，但却不方便拆装，不便于更换模具头。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本实用新型。

技术实现要素：

为解决上述技术缺陷，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种超声波金属焊接机，包括超声波焊接单元，气动单元，壳体，其特征在于，还包括夹持装置，其用来紧固并方便拆卸超声波振子，

所述夹持装置设有圆柱形中心孔，其直径与所述超声波振子的直径相同，右侧面设有横向开口，左侧面设有凹槽，所述开口和所述凹槽的宽度相等；所述开口作为锁紧端，与所述中心孔连通，所述凹槽作为连接端；所述锁紧端上部分前后设有第一通孔，第二通孔，所述锁紧端下部分设有第一螺纹孔和第二螺纹孔与之对应，所述锁紧端上部分中间还设有贯穿上部分的第三通孔，其内设有螺纹。

所述超声波金属焊接机还包括限位单元，其包括丝杆，限位钮，固定套筒，

所述丝杆的下端与所述夹持装置连接，上端与所述限位钮连接，所述固定套筒位于所述限位钮下端；所述限位钮和所述固定套筒表面均设有刻度，通过旋转所述限位钮，控制所述丝杆的上下移动，完成对所述超声波振子的精准限位。

较佳的，所述限位单元还包括导轨，其通过导轨连接板与所述夹持装置连接，用来确保焊接上下运动的垂直性，提高振动的精度。

较佳的，所述夹持装置底部设有T型槽，其用来连接所述气动单元。

较佳的，所述气动单元包括气压比例阀，其用来精确控制气缸内的压力。

较佳的，所述气动单元还包括两个速度控制阀，位于所述超声波金属焊接机后下方的内部，分别对所述气缸的进气和出气气流进行控制。

较佳的，所述壳体内部至少设有一根支撑杆，其为弹性元件，用来对左右两部分进行支撑和固定，提高机架的稳定性。

较佳的，所述限位单元还包括上板，所述固定套筒通过销钉固定在所述上 板上，二者连接处设有胶垫。

较佳的，所述速度控制阀在所述壳体上设有外接按钮，其方便用户直接对所述气缸的工作状态进行调控。

较佳的，所述壳体设有缺口，其用来对设备进行散热。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：1，所述超声波金属焊接机设有夹持装置，不仅满足对超声波振子安装的准确性及紧固性，使固定位置更精确，设备更稳定，更具有易拆装性，能够满足工业上经常更换模具头的需求，具有很高的实用性。2，所述超声波金属焊接机设有限位单元，用来对超声波振子的上下位置进行限位，能够实现高精度调节，有效提高振动的精度。3，所述超声波金属焊接机的气缸具有结构紧凑，重量轻，占用空间小的优点。4，所述超声波金属焊接机设有气压比例阀，其控制精度可低至1pa，与电磁阀共同作用，能有效实时的控制焊头焊接时的压力，既能保证控制的精度，又具有很好的灵活性。5，所述超声波金属焊接机的外壳采用钣金的加工工艺，既减轻重量，又增加外观美感，材料为航空铝，并做了CMC加工，以及氧化、硬质处理，确保铝材达到足够的硬度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型去掉部分壳体后的结构示意图；

图3是本实用新型夹持装置结构示意图；

图4是本实用新型的后视图。

图中数字表示：

1.超声波焊接单元 2.夹持装置 3.气动单元 4.限位单元 5.壳体

11.超声波振子 12.焊头 13.底模

21.中心孔 22.开口 23.凹槽 24.第一U型槽 25.第二U型槽 26.第三通孔27.T型槽 28.第三螺纹孔 29.定位槽

31.气缸 32.气压比例阀 33.电磁阀 34.速度控制阀

41.丝杆 42.限位钮 43.固定套筒 44.上板 45.导轨 46.导轨连接板

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例1

本实用新型一种超声波金属焊接机，如图1所示，其为本实用新型的整体结构示意图。所述超声波焊接机包括：超声波焊接单元1，夹持装置2，气动单元3，限位单元4，壳体5。

如图2所示，其为去掉部分壳体后的结构示意图。所述超声波焊接单元1包括超声波振子11、焊头12、底模13。所述超声波振子11由所述气动单元带动，其包括超声波换能器和超声波变幅杆，所述超声波换能器用来将输入的电功率转换成机械功率，并传递给所述超声波变幅杆，所述超声波变幅杆为一个无源器件，其用来将接收的振动改变振幅后再传递出去，将超声能量集中在一个较小的面积上积聚能量，完成阻抗变换。所述超声波焊接单元1工作时，将下工件置于所述底模13中不动，保证所述焊头12能够接触到并对其施压即可。 所述焊头12因受超声波高频作用，令上工件生热振动，因而与所述下工件熔合，所述焊头12停止振动后，压力保持，令熔接位置冷却成型，整个焊接时间约为一秒左右。所述底模13上设有销钉，用于与所述壳体5连接，所述底模为可拆卸式，便于更换。

如图3所示，其为夹持装置结构示意图。所述夹持装置2由一整块钢铁加工而成，其中间设有圆柱形中心孔21，直径与所述超声波振子11的直径相同。使用时，所述夹持装置2套在所述超声波振子11的外部。所述夹持装置2的右侧面设有横向开口22，与之对应，左侧面设有一凹槽23，所述开口22和所述凹槽23的宽度相等。所述开口22作为锁紧端，与所述中心孔21连通，所述凹槽23作为所述夹持装置2上下部分的连接端。所述锁紧端上部分前后设有第一U型槽24、第二U型槽25，其内部分别设有贯穿上部分的第一通孔、第二通孔，所述锁紧端下部分设有第一螺纹孔和第二螺纹孔分别与之对应。使用时，用两个螺钉分别穿过所述第一通孔，所述第二通孔，与所述第一螺纹孔、第二螺纹孔连接，进而将所述夹持装置2的上部分和下部分锁紧。

所述锁紧端上部分中间还设有贯穿上部分的第三通孔26，所述通孔内设有螺纹。使用时，先将所述第一通孔、第二通孔内的螺钉拆除，所述第三通孔26内的螺钉向下用力顶住下半部分，使上半部分和下半部分分开，就松开了所述超声波振子11，不需要拆开其他大量部件就能快速拆除所述超声波焊接单元1，满足了工业上经常性更换模具头的需求。

所述夹持装置2底部设有T型槽27，其用来连接所述气动单元3，使二者连接的更加紧固；所述夹持装置2顶部中心设有第三螺纹孔28，其用来连接所述限位单元4，共同完成限位功能；所述夹持装置2连接端下部分设有定位槽29，其通过定位销连接所述限位单元，使固定位置更加精确，设备更稳定。

所述限位单元4用来对所述超声波焊接单元的上下位置进行限位，其位于所述夹持装置2的上方，二者通过丝杆41进行连接，连接处设有胶垫，防止二者摩擦对设备造成磨损。所述丝杆41的上端与所述限位单元的限位钮42相连，下端连接在所述夹持装置的第三螺纹孔28中。所述丝杆41与所述限位钮42之间为固定套筒43，其通过销钉固定在上板44上，二者连接处设有胶垫，防止二者摩擦对设备造成磨损。所述限位钮42和所述固定套筒43为类似于螺旋测微器的结构，表面均设有刻度，以实现精准的调节。使用时，通过旋转所述限位钮42，可实现所述丝杆41的上下移动，从而完成对所述超声波振子11的限位。

所述限位单元还包括一导轨45，其通过导轨连接板46与所述夹持装置的定位槽通过销钉进行连接，使二者连接的更加紧固。所述导轨45采用THK高精度导轨，保证了所述超声波焊接机在工作时，即使所述焊头12一端受力也能保持上下移动的垂直，发出超声时所述焊头12不会发生前后的相对位移。在所述导轨45的两端分别增加两个定位销，以确保焊接上下运动的垂直性，提高振动的精度。所述导轨比直线轴承具有更高的额定负载，承担一定的扭矩，保证在高负载的情况下实现高精度的直线运动。

所述气动单元3包括气缸31，其用来将压缩空气的压力转换为机械能并驱动所述超声波焊接单元1。所述气缸31位于所述夹持装置2的下方，与所述T型槽27连接，下方与所述壳体5通过定位销及沉头螺丝固定，所述气缸具有结构紧凑、重量轻、占用空间小的优点。所述气动单元3还包括气压比例阀32，电磁阀33，两个速度控制阀34，为了使机架更加紧凑美观，三者均安装在所述超声波焊接机后下方的内部。所述超声波振子11由所述气缸31带动，而所述气缸拉力受到气压大小的影响，气压大小直接决定了焊接的质量，所述气压比例阀32的控制精度可低至1pa的压力，能有效的实时控制所述焊头12焊接时 的压力。所述电磁阀33与所述气压比例阀32共同作用，完成对所述气缸进气量和出气量的控制，既保证控制的精度，又具有很好的灵活性。

两个所述速度控制阀34分别为进气节流型和排气节流型：所述进气节流型即在气源进入所述气缸31的时候单向阀截止，通过限流螺母控制气流进入所述气缸31，从而达到调速的目的；所述排气节流型即在所述气缸排气的时候单向截止，通过限流螺母控制气流排出，从而达到调速的目的。所述排气节流型对排出气流进行限制，不会造成活塞杆急剧伸出或缩回，这种方式较为保险。所述速度控制阀34设有外接按钮，便于用户直接对所述气缸31的工作状态进行调控，进而控制所述超声波焊接单元1的焊接速度，防止焊接电流过高，焊头粘损等现象的发生。所述气动单元3各设备间通过电路实现连接和控制。

所述壳体5设于所述超声波焊接机的最外侧，用来支撑并保护整个设备，其采用钣金的加工工艺，既减轻重量，又增加了外观的美感。所述壳体材料选用航空铝，保证其在正常使用过程中不易发生变形，同时使用CMC加工，做了氧化、硬质处理，确保铝材达到足够的硬度。所述壳体其包括：左内板、右内板、前盖、后盖、上盖、底板。所述壳体各部分之间通过销钉进行固定连接，连接十分紧凑，既减轻机架的重量，也使安装更为简便。

所述底板位于所述超声波焊接机的最下端，所述底模13，所述气缸31，所述电磁阀33通过沉头销钉固定在所述底板上。所述气压比例阀32，所述速度控制阀34固定在所述后盖上，所述速度控制阀34的设有外接按钮，用来调节所述超声波焊接单元1的焊接速度。如图4所示，其为本实用新型的后视图。所述后盖上设有信号输入端和信号输出端，用于所述超声波焊接机内外的信号传输。所述后盖设有缺口，既有利于所述气缸等大功率设备进行散热，又节省原材料。所述导轨45通过销钉固定在所述左内板上。所述前盖设有缺口，保证所 述焊头能够伸出。所述上盖的下端与所述上板的上端通过销钉进行连接和固定，对所述限位单元4起到固定的作用。

所述左内板、右内板之间至少设有一根支撑杆，其用来对左右两部分进行支撑和固定，所述支撑杆为弹性元件，既保证所述机架的稳定性，又能控制精度。所述左内板外设有左外板，所述右内板外设有右外板，所述左外板、右外板用来对所述超声波焊接机的整体结构进行加固。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。