整个机器由超声波换能器、变幅杆、冲击头、固定套筒、机架（带升降装置）和超声波驱动电源构成。它的工作原理是超声波驱动电源将市电转换成高频高电压交流电流，输给超声波换能器。超声波换能器其实就相当于一个能量转换器件，它能将输入的电能转换成机械能，即超声波。其表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动。伸缩运动的频率等同于驱动电源供出的交流电流频率，伸缩的位移量在十几微米左右。变幅杆的作用一是固定整个超声波振动系统，二是将换能器的输出振幅放大。工具头（施力装置）一方面进一步放大振幅，达到100μm以上，另一方面对冲击头（铆镦头）施加冲击力，推动铆镦头作高速运动。铆镦头冲击工件后，因速度很快，大部分能量来不及向工件内部传递，促使工件受冲击部位局部变形。铆镦头受工件的反作用后回弹，碰到高频振动的工具头（施力装置）后，再次受到激发，又高速度撞向工件，如此反复多次，完成铆镦作业。
　　
　　一般而言，铆镦机的铆镦头都具有较大些的质量，这样它便具有较大的惯性。在外力的作用下，铆镦头以一个较大的速度向被铆的工件冲击，在瞬间将自身具有的动能转化成冲击能量，促使工件在被冲击的局部吸收大量能量，产生变型；而其它部位则基本不受影响，从而达到铆镦的目的。冲击头的质量越大，速度越快，则铆镦的效果越好。受普通机械式施力方式的限制，单次对冲击头施力可以比较大，但施力的频率和速度不可能很快。
　　
　　超声波铆镦机充分利用了超声波频率高、振幅大、质点运动加速度大的优势。它利用超声波换能器将电能转化成高频机械振动能，通过变幅杆将此振动放大，再推动冲击头冲击工作，从而完成铆镦过程。因大功率超声波振动系统的频率一般在10KHz以上，故冲击头的激振力的施力频率也达到10KHz以上，一般常用的是15～20KHz.同时超声波施力部分的运动加速度可达到3×104米／秒2以上，可对冲击头施加很大的推动力，瞬间提升冲击头的运动速度。故在小型工件的铆头作业中有很大的优势，可快速轻松地完成铆头作业。
　　
　　冲击头一般由高速钢、硬质合金等类似硬度高、耐磨材料构成。冲击头与变幅杆施力点的间隙在0.2～2mm之间。间隙小则冲击力减小，冲击频率加快；间隙大，则冲击力大，冲击频率降低。冲击头可做成柱状、条状、或不等横截面，也可是合为一体，即组合式冲击头，同时冲击2个或以上的点。
　　
　　超声波振动系统功率可调，以便对冲击力作更大范围的调整。
　　一般适用于小型工件的铆镦
　　速度快（配合自动传送装置，可达到60件／分以上）、能耗低、噪音小、易操作、设备投资少。
　　施力部件以极大的加速度、小振幅来回振动，一般加速度可达到3×104米／秒2以上，来回移动的距离不超过500μm，振动频率在10KHz以上。
　　
　　特征：
　　1.施力装置以高频率（10KHz以上），小行程（不大于500μm）高加速度（大于3×104米／秒2）运动，推动铆镦头击打工件。
　　2.运动速度可达到1.5米／秒以上，不算大，但加速度至少可达到3×104米／秒2，那是普通机械式施力无法达到的。
　　3.施力装置（工具头）与冲击头之间的间隙可调（从0.1mm～5mm），以便达到的冲击速度和冲击力。
　　
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