CN208197374U - 一种成型模具 - Google Patents

Abstract

一种成型模具，包括上模和下模，下模包括外围的框体和内部的下模模芯，下模模芯能沿第一预设方向伸出框体与上模配合，上模具有能用于容纳下模模芯的凹槽，凹槽边缘具有与框体贴合的压合部；下模模芯的顶面边缘设置有顶圆角，下模模芯的侧面设置有侧圆角，侧圆角半径为4.00mm～6.00mm，顶圆角半径为25.00mm～35.00mm。本成型模具通过设置上模和下模配合，下模模芯可相对于下模的框体伸出，上模具有容纳下模模芯的凹槽，利用框体与上模边缘配合压紧铝塑膜，利用下模模芯与上模的凹槽配合对铝塑膜进行冲壳，结构紧凑、简单，且能有效压紧和冲壳；另外在下模模芯设置顶圆角和侧圆角，并优化圆角半径，保证铝塑膜不冲破的情况下，达到更大的冲壳深度和更大的成型面积。

Description

一种成型模具

技术领域

本实用新型涉及铝塑膜封装领域，具体而言，涉及一种成型模具。

背景技术

目前，由于聚合物锂离子电池单体容量较大，厚度较厚，现有电芯的封装一般采用铝塑膜封装。封装前，需要在铝塑膜本体上冲压出用于盛装电芯的凹槽。现有的铝塑膜成型方法一般为采用铝塑膜成型装置冲壳。

根据目前的模具技术以及当前铝塑膜的冲拉性能水平，进口的铝塑膜使用国外模具，最大冲壳深度为9mm，使用国产模具，最大冲壳深度为6.00mm。一般批量生产使用时，使用进口模具时，材料宜冲到6.00mm；使用国产模具时，材料宜冲到4.00mm，否则，就有冲破的危险。受冲壳深度的限制，批量生产的聚合物锂离子电池一般电池厚度难以超过12mm，小批量生产的也难以超过18mm，这样，就大大限制了电池的几何体积，如果将电池要做成100Ah这样的超大容量，是非常难以实现的。

目前行业内较为成熟的是数码产品电池铝塑膜的冲壳技术，一般所使用的冲壳模具的成型面积都比较小，基本上最大的成型面积与A4纸大小(297mmX210mm)相当，大深度、大成型面积的冲壳加工是铝塑膜成型加工的难点。

进行大深度、大成型面积的铝塑膜冲壳加工，对于铝塑膜冲壳用的成型模具、成型装置、成型机都是一大考验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种成型模具，在保证铝塑膜不冲破的情况下，达到最大的冲壳深度。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种成型模具，包括上模和下模，下模包括外围的框体和内部的下模模芯，下模模芯能沿第一预设方向伸出框体与上模配合，上模具有能用于容纳下模模芯的凹槽，凹槽边缘具有与框体贴合的压合部，下模模芯的顶面设置有顶圆角，下模模芯的侧面设置有侧圆角。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，上述侧圆角半径为4.00mm～6.00mm，顶圆角半径为25.00mm～35.00mm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，上述凹槽内壁与下模模芯在第二预设方向上的间距为1.00mm～3.00mm，第二预设方向垂直于第一预设方向。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，上述凹槽内壁与下模模芯在第二预设方向上的间距为2.50～3.00mm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，上述凹槽内壁与下模模芯在第二预设方向上的间距为2.70mm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，上述侧圆角半径为5.00mm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，上述顶圆角半径为30.00mm。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，上述成型模具还包括下模安装板，下模安装板上设有用于支撑框体的弹性件。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，上述下模安装板上设置有安装杆，安装杆与框体通过直线轴承连接。

进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，上述成型模具还包括用于安装上模的上模安装板，上模安装板与上模贴合固定，且上模安装板的贴合面大于上模的贴合面。

本实用新型实施例的有益效果是：

本成型模具通过设置上模和下模配合，下模模芯可相对于下模的框体伸出，上模具有容纳下模模芯的凹槽，利用框体与上模边缘配合压紧铝塑膜，利用下模模芯与上模的凹槽配合对铝塑膜进行冲壳，结构紧凑、简单，且能有效压紧和冲壳；另外在下模模芯设置顶圆角和侧圆角，并优化圆角半径，保证铝塑膜不冲破的情况下，达到更大的冲壳深度和更大的成型面积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的成型机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的成型装置和成型模具的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的铝塑膜成型前成型装置状态图；

图4为本实用新型实施例提供的铝塑膜成型中成型装置状态图；

图5为本实用新型实施例提供的铝塑膜成型后成型装置状态图；

图6为本实用新型实施例提供的下模的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的下模模芯的侧圆角的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的下模模芯的顶圆角的结构示意图；

图9为冲壳后铝塑膜壳底角与电芯底角的结构示意图。

图标：000－电芯；010－铝塑膜；100－机架本体；110－导向杆；120－第一直线轴承；200－机床；300－罩体；400－下模安装板；410－下模；420－下模模芯；500－上模安装板；510－上模；610－安装杆；620－第二直线轴承；630－弹性件；700－增压装置；800－平衡器；900－平衡座。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

值得说明的是，“第一预设方向”和“第二预设方向”相互垂直，本实施例中为便于描述，将“第一预设方向”设定为竖直方向，将“第二预设方向”设定为水平方向，但并不能视为对第一预设方向和第二预设方向的唯一限定。

请参照附图1，本实施例提供一种成型机，用于冲壳加工铝塑膜，其包括机架本体100和成型装置。

上述成型装置包括装置本体，装置本体包括模具组件、增压装置700和平衡装置。其中，模具组件包括上模510和下模410，上模510和下模410可沿第一预设方向相对运动；下模410包括外围的框体和内部的下模模芯420，所述下模模芯420能沿第一预设方向伸出所述框体与所述上模510配合，所述上模510具有能用于容纳所述下模模芯420的凹槽，所述凹槽边缘具有与所述框体贴合的压合部。增压装置700能驱动上模510向下模410运动；平衡装置连接增压装置700和上模。

上述机架本体100包括上部的罩体300、中部的空腔和下部的机床200。罩体300用于安装增压装置700，机床200用于固定下模410，空腔用于提供容许上模510沿第一预设方向运动的空间。

请参照附图2，罩体300内安装有增压装置700及平衡器800，平衡器800用于辅助增压和平衡模具，增压装置700具有可伸缩的驱动轴，平衡器800具有平行于驱动轴的伸缩轴，增压装置700的驱动轴和平衡器800的伸缩轴对称设置于平衡装置上。本实施例中增压装置700采用的是增压缸、平衡器800采用的是气缸。

平衡装置包括用于使增压装置700传递出的压力更为均匀的平衡座900，平衡座900为矩形体，驱动轴和伸缩轴安装在矩形体的上表面，矩形体的下表面连接上模510。

上模510与平衡座900之间还设置有上模安装座500，上模安装座500为矩形，平衡座900横跨固定于上模安装板500的长向对称轴上。

为了使增压装置700传递给上模510的压力更为均匀，驱动轴和伸缩轴与平衡座900的连接面积、平衡座900与上模安装板500的连接面积依次增大。为进一步平衡压力，上模510的水平投影在上模安装板500的水平投影范围内，即上模安装板500的水平面积大于上模510的水平面积。

请参照附图6，下部的机床200上固定安装有下模安装板400，下模模芯420固定于下模安装板400的中部，请参照附图2，下模安装板400对应下模410外围的框体的位置竖直固定有安装杆610，安装杆610与框体通过第二直线轴承620连接，所述下模安装板400上还设有用于支撑框体的弹性件630。

为增强刚度和抗弯能力，机床200底部和下模安装板400底部均设置有井字形筋条。

为了使上模510及上模安装板500运动更为平稳，装置本体还包括竖直的导向杆110，本实施例中导向杆110安装于机床200与罩体300之间，上模安装板500与导向杆110通过第一直线轴承120连接。

为保证铝塑膜成型面积较大时，能达到更大的冲壳深度及优良的成型质量，提高冲壳成功率，减少冲破几率，本实施例中提供的下模模芯420的边角设置圆角。其中，请参照附图3和附图7，下模模芯420的顶面边缘设置有半径为R2的顶圆角，请参照附图6和附图8，下模模芯420的侧面边缘设置有半径为R1的侧圆角。若R1过小，冲壳深度较浅，深度不够，想冲更深，则有冲破风险；R1过大，请参照附图9所示，铝塑膜冲壳成型后，铝塑膜010底角过大、不能与电芯000底角贴合，电芯000会放置不到位、存在间隙s。若R2过小，冲壳深度较浅，深度不够，想冲更深，则有冲破风险；R2过大，铝塑膜冲壳成型不良容易产生皱褶。

另外，为了使铝塑膜成型加工成功率提高，冲壳时铝塑膜不容易冲破或起皱，请参照附图3和附图7，限定上模510的凹槽内壁与所述下模模芯420在第二预设方向上的间距为d。d过小，铝塑膜会起皱，容易冲破；d过大，铝塑膜也会起皱，成型不良。

发明人通过反复多次实验得出，铝塑膜厚度相同的情况下，R1与铝塑膜最大冲壳深度、成型情况的关系如表1，R2与铝塑膜最大冲壳深度、成型情况的关系如表2，d与铝塑膜最大冲壳深度、成型情况的关系如表3：

表1

根据表1，随着R1值逐渐增大，铝塑膜的最大冲壳深度增大，当R1大于4.00mm时，最大冲壳深度大于9.00mm；当R1增大至5.00mm后，最大冲壳深度的增幅逐渐减小，当R1值在4.00mm～6.00mm之间时，铝塑膜成型良好，表面光滑无皱褶。

表2

R2	最大冲壳深度	成型情况
			20.00	4.53	冲破
21.00	5.10	冲破
			22.00	5.89	冲破
23.00	6.88	少量皱褶
			24.00	9.04	少量皱褶
25.00	9.54	成型良好
			26.00	10.11	成型良好
27.00	10.97	成型良好
			28.00	11.46	成型良好
29.00	12.03	成型良好
			30.00	12.94	成型良好
31.00	13.31	成型良好
			32.00	13.45	成型良好
33.00	13.52	成型良好
			34.00	13.56	成型良好
35.00	13.64	成型良好
			36.00	13.75	成型良好
37.00	13.83	成型良好
			38.00	13.89	少量皱褶
39.00	13.92	少量皱褶
			40.00	13.93	大量皱褶

根据表2，随着R2值逐渐增大，铝塑膜的最大冲壳深度增大，当R2大于24.00m时，最大冲壳深度大于9.00mm；当R2增大至30.00m后，最大冲壳深度的增幅逐渐减小。当R2值在25.00mm～35.00mm之间时，铝塑膜成型良好，表面光滑无皱褶。

表3

d	最大冲壳深度	成型情况
			0.10	1.22	冲破
0.30	2.74	冲破
			0.50	5.79	冲破
0.70	7.28	少量皱褶
			0.90	8.95	少量皱褶
1.00	9.23	成型良好
			1.10	9.51	成型良好
1.30	9.79	成型良好
			1.50	10.07	成型良好
1.70	10.35	成型良好
			1.90	10.63	成型良好
2.00	10.91	成型良好
			2.10	11.19	成型良好
2.30	11.47	成型良好
			2.50	11.75	成型良好
2.70	12.03	成型良好
			2.90	12.31	成型良好
3.00	12.59	成型良好
			3.10	12.87	少量皱褶
3.30	13.15	少量皱褶
			3.50	13.85	大量皱褶

根据表3，随着d值增大，铝塑膜的最大冲壳深度逐渐增大，当d值为1.00mm～3.00mm时，最大冲壳深度为9.23mm～12.59mm，并且成型良好；当d值为2.50mm～3.00mm时，最大冲壳深度为11.75mm～12.59mm，并且成型良好。

本实施例中采用的铝塑膜厚度为152μm，选取侧圆角的半径R1为5.00mm、顶圆角的半径R2为30.00mm、限定上模510的凹槽内壁与下模模芯420在第二预设方向上的间距d为2.70mm，铝塑膜的冲壳深度为12mm，冲壳面积为850mmX450mm。

本实施例提供的成型装置的使用原理如下：

请参照附图3，冲壳加工前将铝塑膜010原材平铺于下模410上，启动增压装置700和平衡器800，增压装置700的驱动轴驱动平衡座900、上模安装板500和上模510整体向下模410运动，平衡器800辅助增压并起到稳定的作用。

请参照附图4，上模510与下模410接触后，上模510边缘的压合部与下模410的框体配合压平、压紧铝塑膜010；接着，上模510将框体下压，下模模芯420将铝塑膜010中部顶起并进入凹槽内，将铝塑膜010冲出需要的形状。

请参照附图5，铝塑模010成型后，增压装置700和平衡器800带动平衡座900、上模安装板500和上模510整体平稳远离下模410。

本实用新型实施例提供的成型模具通过设置上模和下模配合，下模模芯可相对于下模的框体伸出，上模具有容纳下模模芯的凹槽，利用框体与上模边缘配合压紧铝塑膜，利用下模模芯与上模的凹槽配合对铝塑膜进行冲壳，结构紧凑、简单，且能有效压紧和冲壳；另外在下模模芯设置顶圆角和侧圆角，并优化圆角半径，保证铝塑膜不冲破的情况下，达到更大的冲壳深度和更大的成型面积。

本实用新型实施例提供的成型装置通过设置平衡装置增大模具受力面积，通过设置平衡器来辅助增压和稳定模具，使模具受力更为均匀，在冲压大面积的铝塑膜时，不容易发生由于铝塑膜局部受力过大而破裂的情况，满足冲壳加工大深度、大成型面积的铝塑膜的需要。

本实用新型实施例提供的成型机能够冲壳加工大深度、大成型面积的铝塑膜，并且机床底部、模具安装座底部增设井字形筋条，加强了整体刚度和抗弯能力。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种成型模具，其特征在于，包括上模和下模，所述下模包括外围的框体和内部的下模模芯，所述下模模芯能沿第一预设方向伸出所述框体与所述上模配合，所述上模具有能用于容纳所述下模模芯的凹槽，所述凹槽边缘具有与所述框体贴合的压合部，所述下模模芯的顶面设置有顶圆角，所述下模模芯的侧面设置有侧圆角。

2.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述侧圆角半径为4.00mm～6.00mm，所述顶圆角半径为25.00mm～35.00mm。

3.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述凹槽内壁与所述下模模芯在第二预设方向上的间距为1.00mm～3.00mm，所述第二预设方向垂直于所述第一预设方向。

4.根据权利要求3所述的成型模具，其特征在于，所述凹槽内壁与所述下模模芯在所述第二预设方向上的间距为2.50～3.00mm。

5.根据权利要求3所述的成型模具，其特征在于，所述凹槽内壁与所述下模模芯在所述第二预设方向上的间距为2.70mm。

6.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述侧圆角半径为5.00mm。

7.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述顶圆角半径为30.00mm。

8.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，还包括下模安装板，所述下模安装板上设有用于支撑所述框体的弹性件。

9.根据权利要求7所述的成型模具，其特征在于，所述下模安装板上设置有安装杆，所述安装杆与所述框体通过直线轴承连接。

10.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，还包括用于安装上模的上模安装板，所述上模安装板与所述上模贴合固定，且所述上模安装板的贴合面大于所述上模的贴合面。