CN102152408B - 一种片式元件陶瓷膜片的打孔模具、打孔设备及打孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种片式元件陶瓷膜片的打孔模具、打孔设备和打孔方法，打孔模具其包括上模具、下模具和固定定位装置，上模具和下模具对应的设有上模具孔和下模具孔。打孔设备，包括高压喷水装置和打孔模具，高压喷水装置正对上模具设置，使用时，陶瓷膜片被固定定位装置固定并定位在上模具和下模具之间，高压喷水装置喷出的水击穿陶瓷膜片。打孔方法包括1）将陶瓷膜片放置于上模具和下模具之间，2）用固定定位装置将陶瓷膜片固定定位在对齐的上模具孔和下模具孔之间；3）高压喷水装置喷出水击穿陶瓷膜片。本发明具有以下优点：设备投资低、维护成本低、设备操作简单、生产成本低，可广泛适用于电子元件陶瓷材料的孔加工。

Description

一种片式元件陶瓷膜片的打孔模具、打孔设备及打孔方法

技术领域

本发明涉及陶瓷材料的打孔，特别是涉及一种片式元件陶瓷膜片的打孔模具、打孔设备及打孔方法。

背景技术

目前市场上对陶瓷膜片打孔的设备主要有机械打孔和激光打孔。激光打孔是在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激励时，产生不发散的强光—激光，利用激光的高能量，高聚焦等特性实现打孔，传统的机械穿孔碍于钻头的直径不能太小，孔径的尺寸受到限制，而且这两种打孔设备价格非常昂贵、维修成本也相当高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：弥补现有技术中孔径尺寸受限、打孔设备昂贵、成本高的不足，提供一种片式元件陶瓷膜片的打孔模具、打孔设备及打孔方法。

本发明的片式元件陶瓷膜片的打孔模具采用以下技术方案：

所述片式元件陶瓷膜片的打孔模具包括上模具、下模具和定位固定装置，所述上模具和下模具对应的设有上模具孔和下模具孔，使用时，所述陶瓷膜片被所述定位固定装置固定并定位在所述上模具和下模具之间。

优选的，所述定位固定装置包括定位孔和定位销，所述定位孔设置在所述上模具或下模具上，相应的，所述定位销对应的设置在所述下模具或上模具上，或者，所述定位孔对应设置在所述上模具和下模具上，所述定位销穿过所述定位孔固定并定位所述陶瓷膜片，所述定位孔和定位销过盈配合。

优选的，所述打孔模具还包括初定位孔和底座，所述初定位孔对应的设置在所述上模具和下模具的边缘处，所述底座设有对应于所述初定位孔的导柱，所述导柱穿过所述初定位孔使所述上模具和下模具对齐固定。

优选的，所述上模具、下模具厚度均为3-10 mm，平面度公差在5μm以内。

进一步优选的，所述上模具孔和下模具孔均为圆锥形，，使用时，所述圆锥形的上模具孔和下模具孔小的一端对齐。

本发明的片式元件陶瓷膜片的打孔设备采用以下技术方案：

包括高压喷水装置和打孔模具，所述打孔模具为上述任意一项所述的打孔模具，所述高压喷水装置正对所述上模具设置，使用时，所述陶瓷膜片被所述定位固定装置固定并定位在所述上模具和下模具之间，所述高压喷水装置喷出的水穿过所述上模具孔和下模具孔击穿所述陶瓷膜片。

通过将陶瓷膜片固定在上模具和下模具之间，利用高压喷水装置喷出的水的压力来击穿陶瓷膜片，非常经济且实用。

优选的，所述固定装置包括定位孔和定位销，所述定位孔对应的设置在所述上模具和下模具上，所述定位孔和定位销过盈配合，定位孔和定位销的配合使用能将陶瓷膜片牢牢固定在上下模具之间。

进一步优选的，所述定位销是圆锥度为1:50的圆锥销，使得装拆比较方便，且多次装拆对连接的紧固性和定位精度影响较小。

优选的，所述打孔模具还包括初定位孔和底座，所述初定位孔对应的设置在所述上模具和下模具的边缘处，所述底座设有对应于所述初定位孔的导柱，所述导柱穿过所述初定位孔使所述上模具和下模具对齐固定，底座对打孔模具不仅起支撑作用，而且利用底座上的导柱与上下模具上的处定位孔的配合可以使得上下模具初步固定且上模具孔和下模具孔对齐。

进一步优选的，所述上模具孔和下模具孔均为圆锥形，使用时，所述圆锥形的上模具孔和下模具孔小的一端对齐，以方便高压水的流入，增大水流量，以及便于打孔后水的快速流出。

优选的，所述打孔设备还包括水箱，所述水箱设置在所述打孔模具的下方，并设有与所述高压喷水装置连接的出水口，打孔后的水流入水箱，后可实现循环利用。

优选的，所述出水口的内侧安装有过滤芯，外侧安装有水量调节阀，由于打孔的水含有陶瓷碎片，经过过滤后再重复使用能提高水的循环利用率，安装的水量调节阀能控制水箱流出的水量。

优选的，所述高压喷水装置正对所述上模具活动设置，能扫射所述上模具的整个上表面。

进一步优选的，所述高压喷水装置为高压水枪，所述水压为6-8MPa。

本发明的片式元件陶瓷膜片的打孔方法，采用以下技术方案：

打孔方法采用上述任意一项所述的打孔设备，包括如下步骤：

1）放置陶瓷膜片：将陶瓷膜片放置于上模具和下模具之间；

2）固定定位陶瓷膜片：用固定定位装置将所述陶瓷膜片固定定位在对齐的所述上模具孔和下模具孔之间；

3）高压喷水打孔：高压喷水装置喷出水穿过所述上模具孔和下模具孔击穿所述陶瓷膜片。

优选的，在所述步骤1)和步骤2）之间还包括模具初定位步骤：通过初定位孔和底座的配合将所述上模具和下模具初步固定且使得所述上模具孔和下模具孔对齐。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

包括上下模具和固定定位装置的打孔模具能把陶瓷膜片打成各种大小的孔，由于模具开孔的孔径与陶瓷膜片打孔的孔径一致，所以可根据不同的陶瓷膜片打孔的孔径和数量来设计制作打孔模具。

本发明的打孔设备是将陶瓷膜片固定放置在打孔模具的中间，使用高压水枪喷出的水对准上模具的上模具孔进行击穿，实现陶瓷膜片的打孔，利用该打孔设备实施片式陶瓷膜片穿孔与传统机械穿孔方式相比，具有以下特点：①生产效率高，一个小时可完成100枚陶瓷膜片的穿孔，而机械穿孔只能完成90枚；②陶瓷膜片穿孔孔径均匀，一致性很好；③易于实现批量生产，生产成本低，可广泛适用不同厚度的片式元件陶瓷膜片穿孔。

附图说明

图1是本发明实施例中用于片式元件陶瓷膜片的打孔模具结构示意图；

图2是本发明实施例中上模具和下模具的俯视示意图；

图3是图1中模具孔A部的放大示意图；

图4是本发明实施例中定位销放大结构示意图；

图5是本发明实施例中底座的立体示意图；

图6是本发明实施例中用于片式元件陶瓷膜片的打孔设备结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图和结合优选具体实施方式对本发明进行详细的阐述。

在一个实施例中，片式元件陶瓷膜片的打孔模具包括上模具、下模具和固定定位装置，所述上模具和下模具对应的设有上模具孔和下模具孔，使用时，所述陶瓷膜片被所述固定定位装置固定并定位在所述上模具和下模具之间。

如图1-5所示，具体来说，优选的，打孔模具包括上模具2、下模具1、固定定位装置、初定位孔10和底座5，上模具2和下模具1相应的设有上模具孔和下模具孔，固定定位装置包括定位孔9和定位销4，定位孔9和定位销4过盈配合，底座5设有与初定位孔10配合的导柱11和设有水流出的通道，初定位孔10分别设置在上模具2和下模具1上的边缘处，且相互对应。本实施例中初定位孔10设置在模具的四个角处，使用时，将陶瓷膜片3放置在上模具2和下模具1之间，利用底座5支承上下模具，底座5上的四个导柱11穿过初定位孔10使得上模具孔和下模具孔对齐，再利用定位销4和定位孔9的配合将陶瓷膜片3牢牢固定在上模具2和下模具1之间。

上模具2和下模具1的厚度为3～10 mm，均采用优质不锈钢材料，不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损，且还集机械强度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可满足结构设计的需要，在加工过程中要对模具的表面进行细磨，平面度公差要求在5μm以内，模具表面制作的平面度越低，陶瓷膜片放置在模具之间越紧密，打出的孔越好。用户可以根据陶瓷膜片穿孔的模式参数（如孔径、孔数量等）先在上下模具穿孔，也就是说膜具的孔径与陶瓷膜片穿孔的孔径相一致，本实施例中上模具孔为上大下小的圆锥形，以方便高压水的流入，增大水流量，相应的，下模具孔为上小下大的圆锥形，便于打孔后水的快速流出。

定位孔9设置在上模具2或下模具1上，相应的，定位销4对应的设置在下模具1或上模具2上，即当定位孔设置在上模具2上时，定位销就设置在下模具1上，反之亦然，使得定位销4和定位孔9配合使用，或者，定位孔9对应设置在上模具2和下模具1上，将定位销4穿过上模具2和下模具1上设置的定位孔9固定并定位陶瓷膜片3，定位销4的材料为35号钢或45号钢，形状设计成锥度为1:50的圆锥销，装拆比较方便，多次装拆对连接的紧固性及定位精度影响较小，定位销4的表面光洁度要高，硬度也要很高，这样才能耐磨，而工件装配中要求定位销4和定位孔9过盈配合。

在另一个实施例中，片式元件陶瓷膜片的打孔设备包括高压喷水装置和打孔模具，打孔模具为上述实施例中的打孔模具，正对所述上模具设置，使用时，陶瓷膜片被所述固定定位装置固定并定位在上模具和下模具之间，高压喷水装置喷出的水穿过所述上模具孔和下模具孔击穿所述陶瓷膜片。

如图6所示，具体来说，优选的，打孔设备中的高压喷水装置为高压水枪6，打孔设备还包括水箱8，水箱8设置在下模具1的下方，并设有与高压水枪6连接的出水口，打孔后的水流入水箱8后可实现循环利用。打孔模具用底座5固定好后放置在水箱8上，优选的，在出水口的内侧安装有10μm的过滤芯7，外侧安装有水量调节阀12，由于打孔后的水含有陶瓷碎片，水经过过滤后再重复使用能提高水的循环利用率，安装的水量调节阀12能控制水箱8流出的水量，水箱8的底部还安装有一个排水阀，方便清洗水箱8的内腔。高压水枪6的进水管连接到水箱8的出水口，水通过水泵吸入经压缩后流经水管，最后经水枪射出，高压水枪6通过控制出水嘴的流量来控制水的分散大小，形成水的喷射以击穿陶瓷膜片3，击穿陶瓷材料的水压一般在6~8MPa之间。高压水枪6正对上模具2活动设置，本实施例中高压水枪6活动设置在上模具2的上方，能来回移动以扫射上模具2的整个上表面（如通过图6所示的机械手13使其高压水枪6移动，当然实践中，也可以通过人工或其他能实现高压水枪移动的装置来移动高压水枪6。

在又一个实施例中，片式元件陶瓷膜片的打孔方法采用上述实施例所述的打孔设备，包括如下步骤：

1）放置陶瓷膜片3：将陶瓷膜片3放置于上模具2和下模具1之间；

2）固定定位陶瓷膜片3：用固定定位装置将所述陶瓷膜片3固定定位在对齐的所述上模具孔和下模具孔之间；

3）高压喷水打孔：高压喷水装置6喷出水穿过所述上模具孔和下模具孔击穿所述陶瓷膜片3。

在优选的实施方式中，在所述步骤1)和步骤2）之间还包括模具初定位步骤：通过初定位孔和底座的配合将所述上模具和下模具初步固定且使得所述上模具孔和下模具孔对齐。

具体来说，步骤2）中包括将底座5的导柱11穿过初定位孔10使上模具孔和下模具孔对齐，和用定位销4和定位孔9的过盈配合将陶瓷膜片3固定定位在上模具2和下模具1之间。

经过数秒钟的喷射，就能将夹持在模具中间的单枚陶瓷膜片3击穿，得到陶瓷膜片需要的所有的孔，待陶瓷膜片冲孔完成后，松开模具上的固定装置，提起上模具2，取出打孔好的陶瓷膜片，再放入下一张陶瓷膜片穿孔，依此循环。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种片式元件陶瓷膜片的打孔设备，其特征在于，包括高压喷水装置和打孔模具，所述打孔模具包括上模具、下模具和定位固定装置，所述上模具和下模具对应的设有上模具孔和下模具孔，所述上模具孔和下模具孔均为圆锥形，使用时，所述圆锥形的上模具孔和下模具孔小的一端相对，所述高压喷水装置正对所述上模具设置，使用时，所述陶瓷膜片被所述定位固定装置固定并定位在所述上模具和下模具之间，所述高压喷水装置喷出的水穿过所述上模具孔和下模具孔击穿所述陶瓷膜片。

2.如权利要求1所述的片式元件陶瓷膜片的打孔设备，其特征在于：所述打孔设备还包括水箱，所述水箱设置在所述打孔模具的下方，并设有与所述高压喷水装置连接的出水口。

3.如权利要求1所述的片式元件陶瓷膜片的打孔设备，其特征在于：所述高压喷水装置正对所述上模具活动设置，能扫射所述上模具的整个外表面。

4.如权利要求1所述的片式元件陶瓷膜片的打孔设备，其特征在于：所述定位固定装置包括定位孔和定位销，所述定位孔设置在所述上模具或下模具上，相应的，所述定位销对应的设置在所述下模具或上模具上，或者，所述定位孔对应设置在所述上模具和下模具上，所述定位销穿过所述定位孔固定并定位所述陶瓷膜片，所述定位孔和定位销过盈配合。

5.如权利要求4所述的片式元件陶瓷膜片的打孔设备，其特征在于：所述打孔模具还包括初定位孔和底座，所述初定位孔分别设置在所述上模具和下模具的边缘处，且相互对应；所述底座设有对应于所述初定位孔的导柱，所述导柱穿过所述初定位孔使所述上模具和下模具对齐固定。

6.如权利要求5所述的片式元件陶瓷膜片的打孔设备，其特征在于：所述上模具和下模具厚度均为3-10mm，平面度公差均在5μm以内。

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