Pasiuna
Uban sa pag-uswag sa teknolohiya sa ultrasonic, ang aplikasyon niini labi ka daghan, mahimo kini gamiton aron limpyohan ang gagmay nga mga partikulo sa hugaw, ug mahimo usab kini gamiton alang sa welding metal o plastik. Ilabi na sa mga produkto sa plastik karon, ang ultrasonic welding kadaghanan gigamit, tungod kay ang istruktura sa screw wala mawala, ug ang dagway sa waterproofing gihatag usab. Ang laraw sa plastic welding sungay adunay hinungdanon nga epekto sa katapusan nga kalidad sa welding ug katakus sa produksiyon. Sa paggama sa mga bag-ong electric meters, ang mga ultrasonic waves gigamit aron pagsulud sa taas ug sa ubos nga mga nawong. Bisan pa, sa paggamit, nahibal-an nga ang pipila nga mga himan nga gi-install sa makina ug guba ug uban pang mga kapakyasan nga nahitabo sa mubo nga panahon. Ang pipila nga mga produkto sa mga produkto nga welding sa Recelt Taas. Ang lainlaing mga sayup adunay daghang epekto sa produksiyon. Sumala sa pagsabut, mga supplier sa kagamitan adunay limitado nga mga kapabilidad sa laraw alang sa pag-tool, ug kanunay pinaagi sa balik-balik nga pag-ayo aron makab-ot ang mga indikasyon sa disenyo. Busa, kinahanglan nga gamiton ang atong kaugalingon nga mga bentaha sa teknolohikal aron mapalambo ang malungtaron nga himan ug usa ka makatarunganon nga pamaagi sa pagdesinyo.
2 Ultrasonic Plains Weltice Prinsipyo
Ang ultrasonic nga plastik nga welding usa ka pamaagi sa pagproseso nga gigamit ang kombinasyon sa Thermoplastics sa taas - Ang mga welquency nga gipugos sa pag-uyog sa usag usa aron makahimo og lokal nga taas - matunaw ang temperatura. Aron makab-ot ang maayo nga mga resulta sa welding sa Ultrasonic, ang mga kagamitan, materyales ug proseso sa mga parameter gikinahanglan. Ang mosunud usa ka mubo nga pagpaila sa prinsipyo niini.
2.1 Ultrasonic nga Sistema sa Welling Welting
Ang Figure 1 usa ka schematic nga pagtan-aw sa usa ka sistema sa welding. Ang enerhiya sa elektrisidad gipasa sa signal generator ug ang gahum amplifier aron makahimo usa ka alternating electrical signal sa ultrasonic frequency (> 20 KHZ) nga gipadapat sa transducer (piezoelectric ceramic). Pinaagi sa transducer, ang enerhiya sa elektrisidad nahimo nga kusog sa mekanikal nga pag-uyog, ug ang kadako sa mekanikal nga pag-vibrate giayo sa sungay sa angay nga pag-amping sa materyal nga pagkontak niini pinaagi sa tool sa ulo (welding tooling). Ang mga kontak nga mga ibabaw sa duha nga mga materyales sa welding gipailalom sa taas - Frequency Plactle Vibration, ug ang init nga friction nga nagpatuyang sa lokal nga taas nga temperatura natunaw. Human sa pag-ayo, ang mga materyales gihiusa aron makab-ot ang welding.
Sa usa ka sistema sa welding, ang tinubdan sa signal usa ka bahin sa sirkito nga adunay sulud nga gowlififier circuit kansang kapabilidad sa kusog nga epekto sa makina. Ang materyal usa ka thermoplastic, ug ang laraw sa hiniusa nga nawong kinahanglan nga hunahunaon kung giunsa ang paghimo dayon sa kainit ug pantalan. Ang mga transpeacer, sungay ug mga hot-horn sa mga ulo mahimong tanan nga giisip nga mga istruktura nga mekanikal alang sa dali nga pag-analisar sa pag-agwanta sa ilang mga pag-agay. Sa plastic welding, ang mekanikal nga pag-vibrate gipasa sa porma sa mga longitudinal waves. Giunsa nga epektibo nga ibalhin ang enerhiya ug pag-adjust sa kadako mao ang panguna nga punto sa disenyo.
2.2 HEAD HEAD (WELDING TOODING)
Ang ulo sa himan nagsilbing interface sa kontak tali sa ultrasonic welding machine ug ang materyal. Ang panguna nga function niini mao ang pagpadala sa longitudinal nga mekanikal nga pag-vibrate nga gipagawas sa lainlaing magkalainlain ug hapsay sa materyal. Ang materyal nga gigamit kasagaran taas nga kalidad nga aluminum alloy o bisan ang Titanium Alloy. Tungod kay ang laraw sa mga materyales nga plastik daghan kaayo, ang panagway lahi kaayo, ug ang hadganan sa himan kinahanglan nga magbag-o nga nahiangay. Ang dagway sa pagtrabaho sa ibabaw kinahanglan nga maayo nga katumbas sa materyal, aron dili makadaot sa plastik kung nag-vibrate; Sa parehas nga oras, ang una - Order Longitudinal Vibration Solid Solid nga Kinahanglan nga Kinaiyahan sa Output Frequency sa Welding Machine, kung dili ang enerhiya sa pag-vibrate pagaut-uton sa sulod. Kung ang HED HEAD VIBRATES, nahitabo ang lokal nga konsentrasyon sa stress. Giunsa nga i-optimize kini nga mga lokal nga istruktura usa usab ka konsiderasyon sa laraw. Kini nga artikulo nagsuhid kung giunsa ang pag-apply sa mga hadganan sa Disenyo sa Ansys aron ma-optimize ang mga parameter sa disenyo ug pagpaayo sa paghimo.
3 nga laraw sa tooling sa welding
Sama sa nahisgotan na kaniadto, hinungdanon ang laraw sa pag-tool sa welding. Adunay daghang mga supplier sa Kagamitan sa Ultrasonic sa China nga naghimo sa ilang kaugalingon nga mga gamit sa welding, apan usa ka daghan nga bahin niini ang mga pagsundog, ug dayon sila kanunay nga nag-usik ug pagsulay. Pinaagi sa kini nga balik-balik nga pamaagi sa pag-adjust, ang koordinasyon sa tooling ug kagamitan sa ekipo nakab-ot. Sa kini nga papel, ang katapusan nga pamaagi sa elemento mahimong magamit aron mahibal-an ang kanunay sa pagdisenyo sa pag-tool. Ang resulta sa pagsulay sa pagsulay ug ang sayup sa pagdesinyo sa sayup mao ra ang 1%. Sa parehas nga oras, kini nga papel nagpaila sa konsepto sa DFSS (disenyo alang sa unom ka Sigma) aron ma-optimize ug lig-on nga laraw sa pag-tool. Ang konsepto sa 6 - Ang laraw sa Sigma aron makolekta ang tingog sa kustomer sa proseso sa disenyo alang sa target nga laraw; Ug pre - pagkonsiderar sa posible nga mga paglihis sa proseso sa produksiyon aron masiguro nga ang kalidad sa katapusang produkto gi-apod-apod sa sulod sa usa ka makatarunganon nga lebel. Ang proseso sa disenyo gipakita sa Figure 2 Ang modelo sa parametric natukod sa ansys, ug dayon ang modelo gitino sa pamaagi sa pag-eksperimento sa eksperimento (DOE). Ang hinungdanon nga mga parameter, sumala sa lig-on nga mga kinahanglanon, pagtino sa kantidad, ug dayon gamiton ang sub - Pamaagi sa Suliran aron ma-optimize ang ubang mga parameter. Ang pagkonsensya sa impluwensya sa mga materyales ug mga parameter sa kalikopan sa panahon sa paghimo ug paggamit sa mga himan, kini usab gidisenyo uban ang mga pagtugot aron matubag ang mga kinahanglanon sa paggama sa paggama. Sa katapusan, ang paghimo, pagsulay ug pagsulay sa teorya sa teorya ug tinuud nga sayup, aron matubag ang mga indikasyon sa disenyo nga gihatag. Ang mosunud nga lakang - Ni - lakang detalyado nga pagpaila.
3.1 Geometric nga porma sa disenyo (pag-establisar og modelo sa parametric)
Ang pagdisenyo sa Welding Tooling Una nagtino niini ang gibanabana nga dagway sa geometric ug istruktura ug nagtukod usa ka modelo sa parametric alang sa sunud nga pag-analisar. Ang Figure 3 A) mao ang laraw sa labing kasagaran nga pag-tool sa welding, diin ang usa ka numero sa U - Ang mga porma sa pag-agay sa pag-uyog sa usa ka materyal nga gibana-bana nga sukwahi. Ang kinatibuk-an nga mga sukat mao ang mga gitas-on sa X, y, ug z direksyon, ug ang mga pag-disensyo sa ulahi X ug y sagad nga gitandi sa gidak-on sa workpiece. Ang gitas-on sa Z parehas sa tunga nga haba nga haba sa ultrasonic wave, tungod kay sa teorya sa pag-vibrate sa klasiko, ang una nga - Ang gitas-on niini gitino sa dagway sa acoustic wave nga katumbas sa freuscency sa Acoustic. Kini nga laraw gipalapdan. Ang paggamit, mapuslanon sa pagkaylap sa mga tunog nga balud. Ang katuyoan sa U - Ang Shaped Groove mao ang pagpakunhod sa pagkawala sa lateral nga pag-uyog sa pag-tool. Ang posisyon, gidak-on ug numero gitino sumala sa kinatibuk-an nga gidak-on sa pag-tool. Makita kini nga sa kini nga laraw, adunay gamay nga mga parameter nga mahimong gawasnon nga pag-regulate, mao nga naghimo kami mga kauswagan sa kini nga basihan. Ang Hulagway 3 B) usa ka bag-ong gidisenyo nga tooling nga adunay usa pa nga gidak-on nga parameter kaysa sa tradisyonal nga disenyo sa pag-undang sa pag-atensyon sa nawong sa plastik nga pag-atras ug pag-amping sa workpiece gikan sa kadaot. Ang kini nga modelo kanunay nga parametrically modeled sa ansys, ug dayon ang sunod nga disenyo sa eksperimento.
3.2 DOE nga eksperimento sa eksperimento (determinasyon sa hinungdanon nga mga parameter)
Gihimo ang DFSS aron masulbad ang mga praktikal nga mga problema sa engineering. Dili kini angay nga kahingpitan, apan epektibo ug lig-on. Naglangkob kini sa ideya sa 6 - Sigma, nakakuha sa panguna nga pagsupak, ug gibiyaan "99.97%", samtang nanginahanglan sa laraw nga mahimong resistensya sa kabag-ohan. Busa, sa wala pa himuon ang target nga pag-optimize sa parameter, kinahanglan kini nga pag-screenied, ug ang gidak-on nga adunay usa ka hinungdanon nga impluwensya sa istruktura nga kinahanglan mapili sumala sa baruganan nga sukaranan.
3.2.1 DOE parameter nga setting ug DOE
Ang mga parameter sa disenyo mao ang porma sa pag-tool ug ang gidak-on nga posisyon sa U - Nindot nga lihok, ug uban pa, usa ka total nga walo. Ang target nga parameter mao ang una - pag-order sa pag-ayo sa pag-vibrate tungod kay kini adunay labing kadako nga impluwensya sa weld ug ang kalainan sa pag-amposyo sa pag-ayo sa mga variable sa trabaho. Pinasukad sa kasinatian, gituohan nga ang epekto sa mga parameter sa mga resulta mao ang linya, busa ang matag hinungdan gitakda lamang sa duha nga lebel, taas ug ubos. Ang lista sa mga parameter ug katugbang nga mga ngalan mao ang mga musunud.
Ang DOE gihimo sa mga ansys gamit ang naunang gitukod nga modelo nga parametric. Tungod sa mga limitasyon sa software, puno sa - hinungdan nga magamit sa DOE hangtod sa 7 nga mga parameter, samtang ang modelo adunay 8 nga mga parameter sa mga resulta sa DOE 6 - Sigma Software, ug dili makontrol ang interaksyon. Busa, gigamit namon ang APDL aron isulat ang usa ka loop sa DOE aron makalkula ug makuha ang mga sangputanan sa programa, ug dayon ibutang ang datos sa Minitab alang sa pag-analisar.
3.2.2 Pagtuki sa mga resulta sa DOE
Ang pag-analisar sa DOE ni Minitab gipakita sa Figure 4 ug naglakip sa mga nag-unang impluwensya nga pag-analisar sa mga hinungdan ug pag-analisar sa pakigsulti. Ang panguna nga pag-analisar sa hinungdan sa pag-analisar gigamit aron mahibal-an kung unsang mga pagbag-o sa disenyo ang mga pagbag-o sa mga pagbag-o sa target nga variable, sa ingon nga mga importanting variable variable. Ang pakigsulti tali sa mga hinungdan nga pag-analisar aron mahibal-an ang lebel sa mga hinungdan ug makunhuran ang lebel sa pag-uban sa mga variable sa disenyo. Itandi ang lebel sa pagbag-o sa uban pang mga hinungdan kung ang usa ka factor sa disenyo taas o ubos. Sumala sa independente nga axiom, ang kamalaumon nga laraw dili inubanan sa usag usa, mao nga pilia ang lebel nga dili kaayo variable.
Ang mga resulta sa pag-analisar sa pag-analisar nga himan sa kini nga papel mao ang: Ang hinungdanon nga mga parameter sa laraw mao ang gawas nga Arc radius ug ang gilapdon sa slot sa pagkarga. Ang lebel sa parehong mga parameter mao ang "Hataas", nga mao, ang radius nagkuha usa ka mas dako nga kantidad sa DOE, ug ang gilapdon sa groove nagkuha usab usa ka mas dako nga kantidad. Ang hinungdanon nga mga parameter ug ang ilang mga mithi determinado, ug pagkahuman sa uban pang mga parameter gigamit aron ma-optimize ang disenyo sa ansys sa pag-adjust sa frequency sa pag-ayo sa pag-uswag sa makina sa pag-ayo sa welding machinent. Ang proseso sa pag-optimize mao ang mga musunud.
3.3 Target nga pag-optimize sa parameter (tooling frequency)
Ang mga setting sa parameter sa pag-optimize sa disenyo susama sa mga naa sa DOE. Ang kalainan mao nga ang mga mithi sa duha ka hinungdanon nga mga parameter gitino, ug ang uban nga tulo nga mga parameter adunay kalabutan sa materyal nga mga kabtangan, nga giisip nga kasaba ug dili ma-optimize. Ang nahabilin nga tulo nga mga parameter nga mahimong i-adjust mao ang posisyon sa Axial sa slot, ang gitas-on ug ang gilapdon nga gilapdon. Ang pag-optimize naggamit sa subproblem nga pamaagi sa pag-ansimasyon sa ansys, nga usa ka labi ka gigamit nga pamaagi sa mga problema sa inhenyeriya, ug ang piho nga proseso wala mawala.
Angay nga ipunting nga ang paggamit sa frequency ingon ang variable sa target nanginahanglan usa ka gamay nga kahanas sa operasyon. Tungod kay adunay daghang mga parameter sa disenyo ug usa ka halapad nga pagkalainlain, ang mga modes sa pag-vibrate sa mga himan daghan sa kadaghan nga interes. Kung ang resulta sa pag-analisar sa modal direkta nga gigamit, lisud nga makit-an ang una - pag-order sa pag-usab sa pag-usab sa mga parameter nga katumbas sa mga pagbag-o sa orihinal nga mode. Busa, kini nga papel nagsagop sa modal nga pag-analisar sa una, ug dayon gigamit ang pamaagi sa modal superposition aron makuha ang kurbada sa frequency nga tubag. Pinaagi sa pagpangita sa peak nga kantidad sa kurbada sa frequency nga tubag, makasiguro kini sa katugbang nga kanunay nga modal. Kini hinungdanon kaayo sa awtomatikong proseso sa pag-optimize, pagwagtang sa panginahanglan sa mano-mano nga mahibal-an ang pagkamakanunayon.
Human mahuman ang pag-optimize, ang laraw nga nagtrabaho kanunay sa pag-tool mahimong hapit kaayo sa target nga frequency, ug ang sayup dili kaayo ang kantidad nga gitino sa pag-optimize. Niining higayona, ang laraw sa himan sa batakan determinado, nga gisundan sa mga pagtugot sa paghimo alang sa laraw sa produksiyon.
3.4 Disenyo sa Pagkamaayo
Natapos ang kinatibuk-ang laraw sa istruktura human matino ang tanan nga mga parameter sa disenyo, apan alang sa mga problema sa engineering, labi na kung gikonsiderar ang gasto sa gasto sa pag-ani, hinungdanon ang disenyo sa pagtugot. Ang gasto sa mubu nga katukma usab mikunhod, apan ang kaarang sa pagtagbo sa mga metriyon sa disenyo nanginahanglan mga kalkulasyon sa estadistika alang sa mga kalkulasyon sa kantidad. Ang sistema sa disenyente sa PDS sa Ansys mas maayo nga pag-analisar ang relasyon tali sa pagtugot sa disenyo sa disenyo ug ang Target nga Parameter nga mga file.
3.4.1 PDS parameter settings ug kalkulasyon
Sumala sa ideya sa DFSS, ang pag-analisar sa pagtugot kinahanglan nga himuon sa hinungdanon nga mga parameter sa laraw, ug ang uban pang mga kinatibuk-ang pagtugot mahimong matino nga empemiko. Ang kahimtang sa kini nga papel labi ka espesyal, tungod kay sumala sa kaarang sa pagka-makina, ang pagtugot sa geometric nga mga parameter sa geometric gamay ra kaayo; Samtang ang mga parameter sa hilaw nga materyales lahi kaayo tungod sa mga supplier, ug ang presyo sa hilaw nga materyales nag-asoy sa kapin sa 80% nga mga gasto sa pagproseso sa pagproseso. Busa, kinahanglan nga magbutang usa ka makatarunganon nga pagtugot sa pagtugot alang sa materyal nga mga kabtangan. Ang mga may kalabutan nga materyal nga kabtangan dinhi mao ang Densidad, Modulus sa pagkamaunat-unat ug katulin sa tunog sa tunog nga balud.
Ang pag-analisar sa Pagkamatugtanon sa Pagkamatinom nga si Random Carlo Simulation sa Ansys aron ma-sample ang pamaagi sa Hypercube tungod kay mahimo kini nga pag-apod-apod sa mga puntos sa sampling sa labi ka uniporme. Kini nga papel nagtakda og 30 puntos. Hunahuna nga ang mga pagtugot sa tulo nga materyal nga mga parameter gipang-apod-apod sumala sa Gaus, sa sinugdan gihatagan usa ka taas ug ubos nga limitasyon, ug dayon gikalkulo sa ansys.
3.4.2 Pagtuki sa mga resulta sa PDS
Pinaagi sa pagkalkula sa PDS, ang target variable nga kantidad nga katumbas sa 30 nga mga puntos sa sampling gihatag. Ang pag-apod-apod sa mga target nga variable wala mahibal-an. Ang mga parameter gitaod pag-usab gamit ang Minitab Software, ug ang kadaghan sa sukaranan nga gipang-apod-apod sumala sa normal nga pag-apod-apod. Gisiguro niini ang estadistika nga teorya sa pag-analisar sa pagtugot.
Ang pagkalkula sa PDS naghatag usa ka angay nga pormula gikan sa variable nga disenyo sa pag-uswag sa pagtugot sa target nga variable: kung ang variable sa target, x ang corlation variable, ug ako ang variable nga numero.
Sumala niini, ang target nga pagtugot mahimong itudlo sa matag disenyo nga variable aron makompleto ang buluhaton sa disenyo sa pagtugot sa pagtugot.
3.5 Pag-eksperimento sa pag-verify
Ang atubang nga bahin mao ang proseso sa disenyo sa tibuuk nga gamit sa welding. Pagkahuman sa pagkompleto, gipalit ang mga hilaw nga materyales sumala sa materyal nga pagtugot nga gitugotan sa disenyo, ug dayon gihatag sa paghimo. Ang kadaghan ug modal testing gihimo human nahuman ang paghimo, ug ang pamaagi sa pagsulay nga gigamit mao ang labing yano ug labing epektibo nga paagi sa pagsulay sa sniper. Tungod kay ang labing hingtungdan nga indeks mao ang una - pag-order sa axial modal frequency, ang pagpadali sa sensor gilakip sa pag-analisar sa Axial, ug ang tinuud nga pag-anunsyo sa pag-analisar sa axial. Ang simulasyon nga sangputanan sa disenyo mao ang 14925 Hz, ang resulta sa pagsulay mao ang 14954 Hz, ang resolusyon sa frequency mao ang 16 Hz, ug ang labing taas nga sayup dili moubos sa 1%. Makita nga ang katukma sa katapusan nga simento sa elemento sa kalkulasyon sa modal taas kaayo.
Pagkahuman sa pag-agi sa eksperimento nga pagsulay, ang pag-type gibutang sa produksiyon ug asembleya sa ultrasonic welding machine. Maayo ang kahimtang sa reaksyon. Ang buhat nga malig-on sa kapin sa tunga sa usa ka tuig, ug ang kantidad sa kwalipikasyon sa welding taas, nga milapas sa tulo - kinabuhi sa serbisyo sa serbisyo nga gisaad sa kinatibuk-ang tiggama sa kagamitan. Nagpakita kini nga ang laraw malampuson, ug ang proseso sa paghimo wala kanunay nga giusab ug nabag-o, pag-save sa oras ug kusog sa tawo.
Kahisgutan
Ang kini nga papel nagsugod sa prinsipyo sa ultrasonic nga weltias welding, gitadan ang teknikal nga pokus sa weldings, ug gisugyot ang konsepto sa disenyo sa bag-ong tooling. Pagkahuman gamita ang kusog nga pag-function sa katapusan nga elemento aron ma-analisar ang disenyo sa disenyo, ug ipakilala ang ideya sa paglansad sa DOE sa DOE nga pag-analisar sa DOE. Sa katapusan, ang pag-type malampuson nga gigama sa makausa, ug ang laraw makatarunganon sa eksperimento nga pagsulay sa frequency ug ang tinuud nga pag-verify sa produksiyon. Gipamatud-an usab niini nga kini nga hugpong sa mga pamaagi sa pagdesinyo mahimo ug epektibo.
Post Oras: Nov - 04 - 2020