La progettazione di stampi ad ultrasuoni è un compito molto complesso, che deve essere considerato in modo completo in base al materiale dello stampo, alle dimensioni, alla frequenza della macchina e ai principi acustici. In poche parole, lo scopo della scanalatura per stampi ad ultrasuoni è distruggere le onde trasversali generate nella trasmissione degli ultrasuoni. Generalmente, la scanalatura è a metà della lunghezza d'onda dell'onda trasversale, che è principalmente considerata basata sul principio dell'acustica. Per quanto riguarda il motivo per cui lo stampo deve essere realizzato con larghezze diverse tra la parte superiore e quella inferiore, la considerazione principale è aumentare l'uscita, e il principio è simile all'amplificazione dell'uscita delle onde sonore. Un buon stampo è il presupposto più importante per una saldatura stabile. Se il design dello stampo non è buono, causerà una serie di problemi di saldatura, come saldatura irregolare, riscaldamento dello stampo, rumore e persino crepe!

La frequenza di risonanza longitudinale dello stampo ad ultrasuoni è la sua frequenza di lavoro. Deve essere coerente con la frequenza di risonanza del sistema di vibrazione del trasduttore, altrimenti l'efficienza di lavoro longitudinale del sistema di vibrazione diminuirà. La risonanza laterale dell'utensile deve essere soppressa il più possibile. La vibrazione dello stampo può essere suddivisa nei seguenti tre stati:

(1) La dimensione trasversale dello stampo ad ultrasuoni è molto più piccola della dimensione longitudinale e generalmente richiede più di 2 volte, ovvero l,≥2lx, l,≥21y e la frequenza di risonanza trasversale è molto più alta della sua longitudinale frequenza di risonanza. Pertanto, la vibrazione trasversale non ha alcun effetto sulla vibrazione longitudinale. Perché la vibrazione dell'utensile per scanalatura a stampo ad ultrasuoni è simile alla vibrazione longitudinale unidimensionale di un'asta sottile lungo la direzione Z? In questo momento, la teoria unidimensionale può essere utilizzata per progettare lo stampo ad ultrasuoni per soddisfare i requisiti pratici di precisione.

(2) Le due dimensioni orizzontali dell'utensile sono paragonabili alle dimensioni longitudinali. In questo momento, la superficie di radiazione dell'onda sonora dello strumento è una superficie di forma corta di grandi dimensioni con poca differenza in lunghezza e larghezza. La frequenza di risonanza longitudinale dell'utensile e le sue due frequenze di risonanza trasversali Relativamente vicine. In questo caso, per l'influenza dell'effetto Poisson, l'utensile, mentre risuona longitudinalmente, produce anche forti vibrazioni nelle sue due direzioni trasversali. L'intercombinazione di vibrazione longitudinale e vibrazione laterale modifica lo stato di vibrazione longitudinale dell'utensile. In questo momento, se la teoria unidimensionale viene ancora utilizzata per calcolare e progettare lo strumento, ci saranno grandi errori nella teoria e nell'esperimento. Pertanto, è necessario utilizzare quanto sopra. La teoria dettagliata della vibrazione studia la vibrazione coerente tridimensionale degli utensili. E per garantire l'efficienza lavorativa dell'utensile e l'uniformità della distribuzione dello spostamento sulla superficie della radiazione, la vibrazione laterale nelle due direzioni deve essere efficacemente soppressa.

(3) Tra le due dimensioni laterali dello stampo, una di esse è molto più piccola della dimensione longitudinale dello stampo, cioè soddisfa 12) 21, (oppure l,), ma l'altra dimensione laterale dello stampo è maggiore, che si avvicina o supera la dimensione longitudinale dello stampo. In questo momento, la superficie di radiazione dell'onda sonora è una superficie rettangolare lunga e stretta e la vibrazione laterale nella direzione corrispondente alla dimensione più piccola può essere ignorata, ma la frequenza di risonanza laterale e la frequenza di risonanza longitudinale nella direzione corrispondente a le dimensioni maggiori sono relativamente vicine. interazione. Pertanto, la vibrazione laterale in questa direzione ha una maggiore influenza sulla direzione longitudinale. In questo momento, la teoria unidimensionale non è più applicabile e la teoria della vibrazione ibrida deve essere utilizzata per analizzare, ricercare e progettare tali sistemi e questa vibrazione laterale dovrebbe essere soppressa.

Per sopprimere efficacemente la vibrazione trasversale dell'utensile, le frequenze di risonanza longitudinale e trasversale dello stampo ad ultrasuoni devono prima essere calcolate utilizzando l'equazione di frequenza e la modalità di vibrazione trasversale più vicina alla frequenza fondamentale della vibrazione longitudinale dello stampo ad ultrasuoni deve essere soppressa dalla scanalatura. La fessura deve essere posizionata nel nodo della modalità di vibrazione trasversale dello stampo ad ultrasuoni e la dimensione della fessura deve essere scelta in modo ragionevole. Per essere economica ed efficace, la vibrazione trasversale più forte dovrebbe essere soppressa. Solo in questo modo è possibile sopprimere efficacemente la vibrazione trasversale di utensili di grandi dimensioni e migliorare l'uniformità della distribuzione dello spostamento della superficie della radiazione acustica dello stampo ad ultrasuoni, migliorare l'efficienza di lavoro longitudinale del sistema di vibrazione ad ultrasuoni e raggiungere l'ideale effetto saldatura ad ultrasuoni.