Устройство для ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее опорный стол для свариваемых деталей и магиитострикционный преобразователь с закрепленным на нем изогнутым волноводом, связанный с механизмом перемещения и с ультразвуковым генератором, отличающееся тем, что, с целью обеспечения качественной сварки деталей в труднодоступных местах, магнитострикционный преобразователь установлен под углом к опорному столу, причем угол в между нормалью к оси преобразователя и опорным столом определяется из соотнощення G УО,05 J где L FL длина волновода, мм; радиус инерции поперечного сечения выходной части магнитострикционного преобразователя, мм. (Л

СО(ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

В 29 С 27/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3468567/23-05 (22) 13.07.82 (46) 07.09.84. Бюл. № 33 (72) В. П. Абрамова, В. P. Вавер, И. П. Голямина, IO. П. Майоров, В. В. Машков, И. А. Сазонов, Н. А. Хлопотунова и О. К. Экнадиосянц, (53) 678.059.4 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 176381, кл. В 29 С 27/08, 1962.

2. Волков С. С. и др. Сварка пластмасс ультразвуком. М., «Химия», 1975, с. 29 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее опорный стол для свариваемых деталей и магиитострикционный . преобразователь с

„„SU„„3333866 А закрепленным на нем изогнутым волноводом, связанныи с механизмом перемещения н с ультразвуковым генератором, отличающееся тем, что, с целью обеспечения качественной сварки деталей в труднодоступных местах, магнитострикционный преобразователь установлен под углом к опорному столу, причем угол 8 между нормалью к оси преобразователя и опорным столом определяется из соотношения где 1 — длина волновода, мм; — радиус инерции поперечного сечения выходной части магнитострикционного преобразователя, мм.

1111866

15

8 < i/o,îü

Q $0,05

Изобретение относится к сварке и может быть использовано при сборке конструкций сложной формы из термопластичных материалов.

Известно устройство для ультразвуко. вой сварки пластмасс, содержащее акустический узел, волновод, опору и регулятор продолжительности пропуска ни я ультразвука 11).

Недостатком устройства является невозможность использования для сварки пластмасс в труднодоступных местах, например в коробчатых конструкциях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов, содержащее опорный стол для свариваемых деталей и магнитострикционный преобразователь с закрепленным на нем изогнутым волноводом, связанный с механизмом, перемещения и с ультразвуковым генератором. Выполнение волновода изогнутым в известном устройстве позволяет сваривать детали в труднодоступных местах I2j.

Недостаток указанного устройства заключается в том, что оно не обеспечивает качественной сварки деталей в труднодоступных местах из-за наличия поперечных колебаний рабочего торца волновода, которые могут вызвать взаимное смещение свариваемых деталей или выброс цривариваемой детали, если она имеет небольшие размеры.

Целью изобретения является обеспечение качественной сварки деталей в трудно. доступных местах.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов, содержащем опорный стол для свариваемых деталей и магнитострикционный преобразователь с закрепленным на нем изогнутым волноводом, связанный с механизмом перемещения и с ультразвуковым генератором, магнитострикционный преобразователь установлен под углом к опорному столу, причем уголь между нормалью к оси преобразователя и опор ным столом определяется из соотношения где L — длина волновода, м м;

R радиус инерции поперечного сечения выходной части магнитострикционного преобразователя, мм.

Такое выполнение устройства исключает поперечные колебания рабочего торца волновода при сварке деталей в трудно доступных местах.

На чертеже схематически изображенс предлагаемое устройство.

Устройство для ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов содержит сварную станину 1 с направляющей 2 и с подвижным опорным столом 3 для сварнваемых деталей, регулятор 4 силы прижима деталей и с4Гержневой магнитострикционный преобразователь 5 с изогнутым волноводом 6.

Магнитострикционный преобразователь

5 установлен по направляющей 2 и связан с механизмом 7 перемещения и с ультразвуковым генератором 8, на который поступает сигнал от электропередачи (не показана).

Устройство содержит также блок 9 контроля резонанса и блок !О экспонирования.

Магнитострикционный преобразователь расположен под углом к опорному столу, причем угол между нормалью к оси преобразователя и опорным столом определяется из соотношения где (. — длина волновода, мм;

Pi — радиус инерции поперечного сечения выходной части магнитострикционного преобразователя, мм.

Выбор геометрических параметров преобразователя 5 и волновода 6 обусловлен следующим.

На свободном конце изогнутого волновода смещения, направленные вдоль его оси, обусловлены только волнами продольного типа, а смещения, направленные по нормали к оси, — волнами изгибного типа. При продольном возбуждении входного торца волновода в нем возникают волны продольного типа, а волны изгибного типа могут возникать только из-за связи между обоими типами волн на возбуждаемом конце волновода. Величина этой связи зависит от кривизны 6 волновода, равной — —, от радиуса инерции г входного торца волновода, от изгибной жесткости крепления входного торца преобразователя. которая пропорциональна отношению радиусов инерции поперечного сечения выходной части преобразователя и входного торца волновода

RJr,è от длины волновода L. Таким образом, отношение амплитуд смещения рабочего торца по нормали к оси и по оси волноводя зависит от величины

° г — — L =-Q - RL = 8

Экспериментально установлено, что при

9 К вЂ” — 0,05 отношение поперечной и продольной амплитуд смещения на рабочем конце волновода меньше 0,1, которое, как экспериментально установлено, достаточно, чтобы не происходило смещения привариваемых деталей.

Устройство работает следующим образом.

Свариваемые детали 11 и 12 устанавливаются на опорном столе. При нажатии на

llll866

Составитель Н. Елисеева

Редактор Н. Лазаренко Техред И. Верес Ко р рек то р И. Э рдей и

Заказ б042/9 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 электропедаль (не показана) сигнал поступает на механизм 4 (пневмосистему) переме(цения стола, при срабатывании которогс опускается преобразователь 5 с волноводом 6, в результате детали зажимаются между волноводом 6 и опорнь1м столом 3.

В момент поджатия поступает сигнал на ультразвуковой генератор 8 и блок 10 экспонирования, включается ультразвук. При подаче электрического сигнала на стержневой магнитострикционный преобразователь

5 от генератора в нем возбуждаются механические колебания, которые усиливаются за счет настройки системы в резонанс и применения резонансного волновода 6. Далее производится сварка.

Выполнение волновода изогнутым и расположение магнитострикционного преобразователя под углом к опорному столу при заданном угле между последним и нормалью к оси преобразователя позволяет исключить поперечные колеб ания рабочего тор10 ца волновода и обеспечивает качественную и надежную сварку деталей в труднодоступных местах.