专利名称：超声波焊接治具及采用该治具焊接产品的方法
超声波焊接治具及采用该治具焊接产品的方法技术领域：
本发明涉及 一 种超声波焊接治具及采用该治具焊接产品的方
法，尤其涉及一种适用于焊接面在0。到90。的多角度曲面产品的超 声波焊接治具及采用该治具焊接产品的方法。背景技术：
超声波焊接技术被广泛应用于塑胶产品，以手机产品为例，目 前，公知的超声波焊接治具如图1及图2所述，其上、下模1、 2 是根据手机的三维图，通过数控操作员加工出塑胶产品的凸模或凹 模形状而形成的。当采用这种治具焊接曲面产品时，被焊接的曲面 只能在竖直方向上受力，其他角度的面不受力，因此，这种治具只 能对表面是平面的产品进行焊接。
随着市场的需求，产品越来越复杂，对产品的防水性和密封性 等性能要求越来越高，对曲面在0°到90。的焊接面的焊接需求也越 来越多，但是公知的超声波焊接治具无法焊接多角度的曲面，无法 满足焊接强度要求。目前， 一般都采用胶水粘接以增加焊接强度， 但这种方式无法满足大批量生产与客户跌落测试的要求，也无法满 足社会对环保的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种可对0。到90。的多角 度曲面产品进行焊接的超声波焊接治具。
本发明所要解决的另 一个技术问题在于提供一种采用上述治 具对0。到90°的多角度曲面产品进行焊接的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种 超声波焊接治具，包括上模及下模，所述上模固定于超声波焊接机 的换能器上，所述下模固定于超声波焊接机的基座上，其中，所述 下模相对于工件的基准线倾斜放置，所述上模与工件的接触面亦相 应地相对于工件的基准线倾斜。
更具体地，所述下模相对于工件的基准线倾斜的角度为0°到 45° ，所述上模与工件的接触面相对于工件的基准线倾斜的角度亦
为00到450。
更具体地，所述上模与工件的接触面为焊接曲面。
本发明还提供了 一种采用上述超声波焊接治具焊接产品的方
法，其包括以下步骤
第一步骤，调整上、下模的倾斜角度在上模或下模上确定工
件的基准线，以所述基准线为轴，将下模倾斜，将工件放置于下模
上，根据下模的倾斜角度，调整上模上焊接曲面的倾斜角度，使其
亦倾斜；
第二步骤，调整上模的能量分布点根据工件上曲面的分布， 调整上模的能量分布点，使其与悍接口的位置一致，使超声波从换 能器上同时传导到上模的焊接曲面上，且能量分布均匀；
第三步骤，进行超声波焊接。
更具体地，所述第一步骤中，下模倾斜的角度为0°到45°,上 模上焊接曲面倾斜的角度亦为0°到45°。
更具体地，所述第三步骤中，工件表面与上模的焊接曲面互不 干涉。
与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果本发明克服了 公知治具只能焊接焊接面为平面的产品的弊端，其通过倾斜上、下 模的角度，实现了焊接面在0°到90。的产品焊接，可使被焊接的曲 面在其垂直方向上都能充分受力，根据下模倾斜角度调整上模的能 量分布点，使超声波从换能器上同时传导到上模的焊接曲面，而且 能量分布均匀，焊接各点同时受力，可保证焊接均匀，因此，本发 明应用的领域与产品范围更广泛，而且操作方便、安全，其焊接强 度高、密封性能好、工作效率较高，此外，避免使用胶水粘接曲面， 因此，更加环保。
下面结合附图和实施方式对本发明作进 一 步的详细说明 图l是公知的超声波焊接治具中上模的立体示意图。 图2是公知的超声波焊接治具中下模的立体示意图。 图3是本发明超声波焊接治具一较佳实施例中下模的侧视示 意图。
图4是与图3中所示下模相应的上模的侧视示意图。
图5是其中一种焊接面的受力示意图。具体实施方式
请参阅图3及图4，是本发明超声波焊接治具的 一较佳实施例， 该治具包括上模10灰下模20，所述上模10固定于超声波焊接机 的换能器(图中未示出)上，所述下模20固定于超声波焊接机的 基座(图中未示出)上。
所述下模20倾斜放置，其相对于工件(图中未示出)的基准 线的倾斜角度为0。到45°,在本实施例中，所述下模20相对于工 件的基准线的倾斜角度为11°。
所述上模10与工件的接触面为焊接曲面11,其相应地亦相对 于工件的基准线倾斜0°到45。，以保证能量均匀地分布在上模10 的每一个曲面点上，在本实施例中，上模10的焊接曲面11相对于 工件的基准线倾斜11°。
采用上述治具对产品进行焊接时，首先，调整上、下模10、 20的倾斜角度，即在上模10或下模20上确定工件的基准线，以 所述基准线为轴，将下模20倾斜0°到45° (在本实施例中将下模 倾斜11°)，将工件放置于下模20上，根据下模20的倾斜角度， 调整上模IO上焊接曲面11的倾斜角度，使其亦相对于工件的基准 线倾斜0°到45° (在本实施例中上模10的焊接曲面11相对倾斜 11°);然后，调整上模10的能量分布点，即根据工件上曲面的分 布，调整上模10的能量分布点，使其与焊接口的位置一致，使超 声波从换能器上同时传导到上模10的焊接曲面11上，而且能量分 布均勻；最后，进行超声波焊接，在焊接过程中，换能器把超声波 信号转换为高频机械振动，然后将振动同时加于工件上，通过工件 表面及在分子间的磨擦而使工件焊接口的温度升高，当温度达到此
工件本身的熔点时，工件接口迅速熔化，继而填充于接口的空隙内， 当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便可完成焊接。
上述焊接过程中，工件表面需与上模10的焊接曲面11互不干 涉，以免产生压伤等不良现象，使焊接的曲面满足产品外观的要求。
本发明通过倾斜上、下模10、 20的角度，实现了焊接面在O。 到90。的产品焊接，本发明可使被焊接的曲面在其垂直方向上都能 充分受力(曲面的受力方向如图5中的箭头方向所示)，根据下模
20倾斜角度调整上模10的能量分布点，使超声波从换能器上同时 传导到上模10的焊接曲面11,而且能量分布均匀，焊接各点同时 受力，可保证焊接均匀。相较于公知的超声波焊接治具，本发明应 用的领域与产品范围更广泛，而且操作方便、安全，其焊接强度高、 密封性能好、工作效率较高，此外，避免使用胶水粘接曲面，因此， 更加环保。
权利要求
1、一种超声波焊接治具，包括上模及下模，所述上模固定于超声波焊接机的换能器上，所述下模固定于超声波焊接机的基座上，其特征在于所述下模相对于工件的基准线倾斜放置，所述上模与工件的接触面亦相应地相对于工件的基准线倾斜。
2、 如权利要求1所述的超声波焊接治具，其特征在于所述 下模相对于工件的基准线倾斜的角度为0°到45°,所述上模与工件 的接触面相对于工件的基准线倾4牛的角度亦为0°到45° 。
3、 如权利要求1或2所述的超声波焊接治具，其特征在于 所述上模与工件的接触面为焊接曲面。
4、 一种采用如权利要求1所述的超声波焊接治具焊接产品的 方法，包括以下步骤第一步骤，调整上、下模的倾斜角度在上模或下模上确定工 件的基准线，以所述基准线为轴，将下模倾斜，将工件放置于下模 上，根据下模的倾斜角度，调整上模上焊接曲面的倾斜角度，使其 亦倾斜；第二步骤，调整上模的能量分布点根据工件上曲面的分布， 调整上模的能量分布点，使其与焊接口的位置一致，使超声波从换 能器上同时传导到上模的焊接曲面上，且能量分布均匀；第三步骤，进行超声波焊接。
5、 如权利要求4所述有釆用超声波焊接治具焊接产品的方法， 其特征在于所述第一步骤中，下模倾斜的角度为0°到45°,上模 上焊接曲面倾斜的角度亦为0°到45°。
6、 如权利要求4或5所述的采用超声波焊接治具焊接产品的 方法，其特征在于所述第三步骤中，工件表面与上模的焊接曲面 互不干涉。
全文摘要
本发明涉及一种超声波焊接治具及采用该治具焊接产品的方法，所述治具包括上模及下模，下模相对于工件的基准线倾斜放置，上模与工件的接触面相应地相对于工件的基准线倾斜。焊接时，首先在上模或下模上确定工件的基准线，以基准线为轴，将下模倾斜，根据下模的倾斜角度，调整上模焊接曲面的倾斜角度，使其倾斜；根据工件上曲面的分布，调整上模的能量分布点，使超声波从换能器上同时传导到上模的焊接曲面上，且能量分布均匀；最后进行超声波焊接。本发明克服了公知治具只能焊接焊接面为平面的产品的弊端，其通过倾斜上、下模的角度，实现了焊接面在0°到90°的产品焊接。
文档编号B23K20/10GK101190475SQ20061015718
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月29日 优先权日2006年11月29日
发明者傅屹松 申请人:比亚迪股份有限公司