CN108288682B - 冲壳装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种冲壳装置，其包括：支架；凹模，上下滑动地设置于支架，且具有凹腔；压料板，固定在支架上且位于凹模的上方，压料板用于与凹模配合并夹持待冲壳的金属塑膜，且压料板上具有与凹腔对应的通孔；凸模，上下滑动地设置于支架且位于压料板上方，凸模具有与凹腔上下相对且形状相同的柔性冲头，且柔性冲头穿过通孔与凹腔配合时柔性冲头和凹腔之间留有间隙。由于柔性冲头与凹腔配合拉伸金属塑膜时两者之间留有间隙，而间隙能够提高金属塑膜在拉伸过程中的流动性，防止金属塑膜的拉伸部分过薄，避免金属塑膜破裂；继续下压柔性冲头时压柔性冲头因自身的柔性会发生变形并填充在间隙内，从而将金属塑膜进一步拉伸，避免空间的浪费。
Description
技术领域
本发明涉及冲壳成型领域，尤其涉及一种冲壳装置。
背景技术
目前主流的锂电池使用的外壳是通过凹凸模拉伸铝塑膜形成。在拉伸成型的过程中，由于两个模具与被拉伸件(铝塑膜)之间的摩擦力、压边力等原因，集中变形区域出现在凹凸模之间区域。随着客户对外壳的深度和厚度提出更高的要求，被拉伸件在已有的设备上进一步拉伸时出现厚度不达标、甚至破裂等情况。
为了保证拉伸厚度的均匀分布，通常将棱角作圆角处理并在凹凸模之间设置间隙，以提高被拉伸件的流动性。虽然凹凸模之间的间隙加大以后对材料的流动性有所提高，但是这也导致了外壳几何空间上的损失，造成电池的空间能量密度的降低，尤其是对于大周长的电芯时更为明显。
因此，需要提供一种能够提高金属塑膜拉伸的均匀性、同时避免空间浪费的冲壳装置，但不限于加工上述锂电池的外壳。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种冲壳装置，其能提高金属塑膜拉伸的均匀性，防止金属塑膜过薄，避免空间浪费。
为了实现上述目的，本发明提供了一种冲壳装置，其包括：支架；凹模，上下滑动地设置于支架，且具有凹腔；压料板，固定在支架上且位于凹模的上方，压料板用于与凹模配合并夹持待冲壳的金属塑膜，且压料板上具有与凹腔对应的通孔；以及凸模，上下滑动地设置于支架且位于压料板上方，凸模具有与凹腔上下相对且形状相同的柔性冲头，且柔性冲头穿过通孔与凹腔配合时柔性冲头和凹腔之间留有间隙。
本发明的有益效果如下：
在根据本发明的冲壳装置中，凸模的柔性冲头穿过通孔后拉伸金属塑膜，由于柔性冲头与凹腔配合时两者之间留有间隙，而间隙能够提高金属塑膜在拉伸过程中的流动性，防止金属塑膜的拉伸部分过薄，避免金属塑膜破裂；同时，当柔性冲头将金属塑膜下压到凹腔的底部时，柔性冲头向下的运动受限，继续下压柔性冲头时压柔性冲头因自身的柔性会发生变形并填充在间隙内，从而将金属塑膜进一步拉伸，避免空间的浪费。
附图说明
图1为根据本发明的冲壳装置的示意图；
图2为根据本发明的冲壳装置的正视图；
图3为图2沿线A-A作出的剖视图；
图4-6为图3在不同状态下的示意图；
图7为根据本发明的冲壳装置的分解图，其中支架省略。
其中，附图标记说明如下：
1支架 42凸模用连接部
11顶板 43凸模用驱动杆
12底板 5外凸模
13固定杆 51外冲头
14导柱 52外连接部
2凹模 53外驱动杆
21凹模用连接部 6内凸模
22凹模用驱动杆 61内冲头
3压料板 62内驱动杆
31通孔 S凹腔
4凸模 G间隙
41柔性冲头 F金属塑膜
411内通道
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本发明的冲壳装置。
参照图1至图7，根据本发明的冲壳装置包括：支架1；凹模2，上下滑动地设置于支架1，且具有凹腔S；压料板3，固定在支架1上且位于凹模2的上方，压料板3用于与凹模2配合并夹持待冲壳的金属塑膜F，且压料板3上具有与凹腔S对应的通孔31；以及凸模4，上下滑动地设置于支架1且位于压料板3上方，凸模4具有与凹腔S上下相对且形状相同的柔性冲头41，且柔性冲头41穿过通孔31与凹腔S配合时柔性冲头41和凹腔S之间留有间隙G。
在根据本发明的冲壳装置中，凸模4的柔性冲头41穿过通孔31后拉伸金属塑膜F，由于柔性冲头41与凹腔S配合时两者之间留有间隙G(也就是说，柔性冲头41小于凹腔S，柔性冲头41伸入凹腔S后由于尺寸差而产生间隙G)，而间隙G能够提高金属塑膜F在拉伸过程中的流动性，防止金属塑膜F的拉伸部分过薄，避免金属塑膜F破裂；同时，当柔性冲头41将金属塑膜F下压到凹腔S的底部时，柔性冲头41向下的运动受限，继续下压柔性冲头41时压柔性冲头41因自身的柔性会发生变形并填充在间隙G内，从而将金属塑膜F进一步拉伸(此时的拉伸程度小，且受拉部分大，不会造成金属塑膜F过薄或破裂)，避免空间的浪费。
在根据本发明的冲壳装置中，间隙G的大小依需求设定。前述的形状相同是指在水平面(垂直于上下方向)内的外轮廓的投影几何相似。
在根据本发明的冲壳装置中，金属塑膜F为铝塑膜或钢塑膜。金属塑膜F冲壳后可用作锂电池的外壳。
在根据本发明的冲壳装置中，柔性冲头41由橡胶制成。
在根据本发明的冲壳装置中，所述橡胶内部填充有微米级球形颗粒或液体。当柔性冲头41的向下运动受到凹腔S的限制时，所述微米级球形颗粒或液体倾向于向自由度较高的空间内移动，从而挤压所述橡胶以使橡胶向间隙G内变形延伸。
在根据本发明的冲壳装置中，参照图1至图6，支架1包括：顶板11和底板12，两者通过上下延伸的固定杆13连接。凹模2、压料板3及凸模4均设置在在底板12和顶板11之间。凹模2(通过后述的凹模用驱动杆22)与底板12上下滑动连接，以使凹模2能够在压料板3和底板12之间上下滑动。凸模4(通过后述的凸模用驱动杆43)与顶板11上下滑动连接。
在根据本发明的冲壳装置中，参照图1和图2，支架1设有沿上下方向延伸的导柱14。对应地，参照图2，凸模4还具有：凸模用连接部42，与柔性冲头41相连并滑动套设在导柱14上；以及凸模用驱动杆43，与凸模用连接部42相连并上下滑动地设置于支架1，且与外部的动力机构(可为电机或气缸)相连。凹模2还具有：凹模用连接部21，滑动套设在导柱14上，且凹腔S设置在凹模用连接部21上；以及凹模用驱动杆22，与凹模用连接部21相连并上下滑动地设置于支架1，且与外部的动力机构相连。导柱14能够保证凸模4和凹模2上下平行移动。
在根据本发明的冲壳装置中，参照图2至图7，所述冲壳装置还包括：外凸模5，上下滑动地设置于支架1且位于压料板3上方；对应地，外凸模5具有滑动地套设在柔性冲头41外部的外冲头51，且外冲头51与间隙G的形状相同并能够进入间隙G。在柔性冲头41通过受压变形进一步拉伸金属塑膜F后，外冲头51向下运动进入间隙G，从而进一步拉伸金属塑膜F，完善边角处的不足之处。
在根据本发明的冲壳装置中，参照图6，外冲头51朝向柔性冲头41的一侧设有圆角。
在根据本发明的冲壳装置中，参照图2，支架1设有沿上下方向延伸的导柱14。对应地，外凸模5还具有：外连接部52，与外冲头51相连并滑动套设在导柱14上，且位于凸模用连接部42的下方；以及外驱动杆53，与外连接部52相连并上下滑动地设置于支架1，且与外部的动力机构相连。
在根据本发明的冲壳装置中，外冲头51由刚性材料制成。由于间隙G可能非常小，因此外冲头51优选采用超低表面阻力的材料，也可以经过表面特殊光滑处理。
在根据本发明的冲壳装置中，参照图7，柔性冲头41内部设有贯通的内通道411，且内通道411与凹腔S的形状相同。对应地，所述冲壳装置还包括：内凸模6，上下滑动地设置于支架1且位于压料板3上方；内凸模6具有滑动地插入内通道411的内冲头61，且内冲头61与内通道411的形状、大小相同。内冲头61可以在柔性冲头41拉伸金属塑膜F之前，提前进入凹腔S对金属塑膜F进行预拉伸，从而提高金属塑膜F拉伸的均匀性。
在根据本发明的冲壳装置中，参照图2，内凸模6还具有：内驱动杆62，与内冲头61相连并上下滑动地设置于支架1，且与外部的动力机构相连。
在根据本发明的冲壳装置中，内冲头61由刚性材料制成。
在一实施例中，本发明的冲壳装置对金属塑膜F的冲壳过程如下；
1)将待冲壳的金属塑膜F放置在凹模用连接部21上(参照图7，凹模用连接部21上可设有用于放置金属塑膜F的凹槽)，然后外部动力机构通过凹模用驱动杆22驱动凹模用连接部21向上移动，从而压料板3与凹模用连接部21配合并夹紧金属塑膜F；
2)外部动力机构通过内驱动杆62带动内冲头61沿内通道411向下移动，内冲头61进入凹腔S对金属塑膜F进行预拉伸；
3)当内冲头61对金属塑膜F的拉伸完成后，外部动力机构通过凸模用驱动杆43、凸模用连接部42带动柔性冲头41向下移动，柔性冲头41进入凹腔S对金属塑膜F进行拉伸；
4)当柔性冲头41对金属塑膜F的拉伸完成后，外部动力机构通过外驱动杆53、外连接部52带动外冲头51沿柔性冲头41向下移动，外冲头51进入凹腔S对金属塑膜F的边角处进一步拉伸。
Claims (10)
1.一种冲壳装置，包括：
支架；
凹模，上下滑动地设置于支架，且具有凹腔；
压料板，固定在支架上且位于凹模的上方，压料板用于与凹模配合并夹持待冲壳的金属塑膜，且压料板上具有与凹腔对应的通孔；
其特征在于，所述冲壳装置还包括：
凸模，上下滑动地设置于支架且位于压料板上方，凸模具有与凹腔上下相对且形状相同的柔性冲头，且柔性冲头穿过通孔与凹腔配合时柔性冲头和凹腔之间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的冲壳装置，其特征在于，柔性冲头由橡胶制成。
3.根据权利要求2所述的冲壳装置，其特征在于，所述橡胶内部填充有微米级球形颗粒或液体。
4.根据权利要求1所述的冲壳装置，其特征在于，
支架设有沿上下方向延伸的导柱；
凸模还具有：
凸模用连接部，与柔性冲头相连并滑动套设在导柱上；以及
凸模用驱动杆，与凸模用连接部相连并上下滑动地设置于支架，且与外部的动力机构相连；
凹模还具有：
凹模用连接部，滑动套设在导柱上，且凹腔设置在凹模用连接部上；以及
凹模用驱动杆，与凹模用连接部相连并上下滑动地设置于支架，且与外部的动力机构相连。
5.根据权利要求1所述的冲壳装置，其特征在于，
所述冲壳装置还包括：外凸模，上下滑动地设置于支架且位于压料板上方；
外凸模具有滑动地套设在柔性冲头外部的外冲头，且外冲头与间隙的形状相同并能够进入间隙。
6.根据权利要求5所述的冲壳装置，其特征在于，
支架设有沿上下方向延伸的导柱；
外凸模还具有：
外连接部，与外冲头相连并滑动套设在导柱上；以及
外驱动杆，与外连接部相连并上下滑动地设置于支架，且与外部的动力机构相连。
7.根据权利要求5所述的冲壳装置，其特征在于，外冲头由刚性材料制成。
8.根据权利要求1或5所述的冲壳装置，其特征在于，
柔性冲头内部设有贯通的内通道，且内通道与凹腔的形状相同；
所述冲壳装置还包括：内凸模，上下滑动地设置于支架且位于压料板上方；
内凸模具有滑动地插入内通道的内冲头，且内冲头与内通道的形状、大小相同。
9.根据权利要求8所述的冲壳装置，其特征在于，内凸模还具有：内驱动杆，与内冲头相连并上下滑动地设置于支架，且与外部的动力机构相连。
10.根据权利要求8所述的冲壳装置，其特征在于，内冲头由刚性材料制成。
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