冲壳成型模具的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种冲壳成型模具，用于电池的包装膜的冲壳成型，包括：下模板用于放置待冲壳的包装膜，具有贯通的下模腔；导柱固定在下模板上且沿下模板的上下两侧延伸；下连接结构套设在导柱上且能在外部的下动力机构的驱动下沿导柱上下移动，具有与下模板的下模腔相对的收容腔；冲头组件收容于下连接结构的收容腔内；上模板位于下模板的上方且套设在导柱上，具有贯通的上模腔，与下模板的下模腔相对；上连接机构固定连接于上模板的顶部，且能在外部的上动力机构的驱动下带动上模板沿导柱上下移动；弹性模块收容于上模板的上模腔内，上端连接于上连接机构，且在受力时能在上模腔内移动。
【专利说明】
冲壳成型模具
技术领域
[0001]本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种冲壳成型模具。
【背景技术】
[0002]近年来，随着新能源汽车政策的接连出台，极大地带动了动力电池的增长。与硬壳、圆柱形电池产品相比，软包电池具有能量密度高、安全性能好、尺寸设计灵活、使电池包的能量密度更优化等优点。当前软包锂电池全部采用铝塑膜作为包装材料，虽然国际上已有研究机构和电池公司开始意识到钢塑膜用于软包电池产品开发的优势，但对于钢塑膜材料的开发及应用于软包电池的技术经验还很匮乏，钢塑膜软包电池产品在市场上处于空白状态。由于钢塑膜具有硬度高、机械强度大、延展性差等特性，其应用于软包锂电池时遇到的难点在于钢塑膜冲壳成型，出现的问题主要为钢塑膜成型R角塌陷、起皱、拉伸变形等问题。
[0003]现有冲壳成型模具主要由顶部连接机构、凹模板、导柱、卸料板、成型冲公、夹板、支撑机构以及其他辅助零件组成。冲壳时，上模板下降将钢塑膜压住，汽缸通过汽缸连接板压下冲孔镶针完成定位孔冲孔，同时外部伺服推动冲头上升，顶起钢塑膜并在上模空腔内将钢塑膜拉伸成型。
【实用新型内容】
[0004]鉴于【背景技术】中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种冲壳成型模具，其能避免包装膜冲出壳体的边角位置出现凸起和凹陷，提高包装膜的冲壳质量。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种冲壳成型模具，用于电池的包装膜的冲壳成型，包括下模板、导柱、下连接结构、冲头组件、上模板、上连接机构以及弹性模块。下模板用于放置待冲壳的包装膜，具有贯通的下模腔。导柱固定在下模板上且沿下模板的上下两侧延伸。下连接结构套设在导柱上且能在外部的下动力机构的驱动下沿导柱上下移动，具有:收容腔，与下模板的下模腔相对。冲头组件收容于下连接结构的收容腔内。上模板位于下模板的上方且套设在导柱上，具有贯通的上模腔，与下模板的下模腔相对。上连接机构固定连接于上模板的顶部，且能在外部的上动力机构的驱动下带动上模板沿导柱上下移动。弹性模块收容于上模板的上模腔内，上端连接于上连接机构，且在受力时能在上模腔内移动。
[0006]本实用新型的有益效果如下:
[0007]在根据本实用新型的冲壳成型模具中，将待冲壳的包装膜放置在下模板上，上动力机构驱动上连接机构并带动上模板沿导柱向下移动，以使上模板压紧下模板上的包装膜;然后下动力机构驱动下连接结构沿导柱向上移动，并带动收容腔内的冲头组件向上挤压包装膜，包装膜受到挤压拉伸而进入上模板的上模腔，以形成壳体;在包装膜的拉伸过程中，弹性模块能够抵压在壳体的上侧，使得包装膜拉伸受力更加均匀，避免壳体的边角位置出现凸起和凹陷，提高包装膜的冲壳质量。
【附图说明】
[0008]图1为根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例的示意图；
[0009]图2为根据本实用新型的冲壳成型模具的一部分的分解图；
[0010]图3为根据本实用新型的冲壳成型模具的另一部分的分解图；
[0011]图4为根据本实用新型的冲壳成型模具的下连接结构的分解图；
[0012]图5为根据本实用新型的冲壳成型模具的另一实施例的示意图；
[0013]图6为根据本实用新型的冲壳成型模具的又一实施例的示意图。
[0014]其中，附图标记说明如下:
[0015]I下模板61上模腔
[0016]11下模腔7上连接机构
[0017]2导柱71顶板
[0018]3支撑机构711凹槽
[0019]31垫块72面板
[0020]32压板8弹性模块[0021 ]33支撑块 9冲孔机构
[0022]4下连接结构91气缸
[0023]41垫板92连接板
[0024]42夹板93冲孔镶针
[0025]421收容开口A硅胶条
[0026]5冲头组件B压花
[0027]51冲头Z直线轴承
[0028]511气孔R收容腔
[0029]52冲头底板W宽度方向
[0030]53冲头夹板L长度方向[0031 ]6上模板
【具体实施方式】
[0032]下面参照附图来详细说明本实用新型的冲壳成型模具。
[0033]参照图1至图6，根据本实用新型的冲壳成型模具用于电池的包装膜的冲壳成型，包括下模板1、导柱2、下连接结构4、冲头组件5、上模板6、上连接机构7以及弹性模块8。下模板I用于放置待冲壳的包装膜，具有贯通的下模腔11。导柱2固定在下模板I上且沿下模板I的上下两侧延伸。下连接结构4套设在导柱2上且能在外部的下动力机构的驱动下沿导柱2上下移动，具有:收容腔R，与下模板I的下模腔11相对。冲头组件5收容于下连接结构4的收容腔R内。上模板6位于下模板I的上方且套设在导柱2上，具有贯通的上模腔61，与下模板I的下模腔11相对。上连接机构7固定连接于上模板6的顶部，且能在外部的上动力机构的驱动下带动上模板6沿导柱2上下移动。弹性模块8收容于上模板6的上模腔61内，上端连接于上连接机构7，且在受力时能在上模腔61内移动。
[0034]在根据本实用新型的冲壳成型模具中，将待冲壳的包装膜放置在下模板I上，上动力机构驱动上连接机构7并带动上模板6沿导柱2向下移动，以使上模板6压紧下模板I上的包装膜;然后下动力机构驱动下连接结构4沿导柱2向上移动，并带动收容腔R内的冲头组件5向上挤压包装膜，包装膜受到挤压拉伸而进入上模板6的上模腔61，以形成壳体;在包装膜的拉伸过程中，弹性模块8能够抵压在壳体的上侧，使得包装膜拉伸受力更加均匀，避免壳体的边角位置出现凸起和凹陷，提高包装膜的冲壳质量。
[0035]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图3、图5及图6，所述冲壳成型模具还可包括:支撑机构3，用于支撑下模板I。
[0036]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图3、图5及图6，支撑机构3包括:两个垫块31，固定在下模板I的下侧，且分别位于下模板I沿宽度方向W的两侧；两个压板32，分别固定于对应垫块31的下侧；以及两个支撑块33，固定在下模板I的下侧，分别位于下模板I沿长度方向L的两侧，且各支撑块33位于下模板I沿宽度方向W的中部。垫块31和压板32可以一体成型，也可以经由螺纹连接固定在一起。
[0037]在根据本实用新型的冲壳成型模具中，压板32的作用是增大受力面积，避免下方设备因局部受力过大变形。支撑块33的作用是为下模板I的中间位置提供支撑作用，防止冲壳时，下模板I受到上模板6的挤压造成中间变形，进而引起包装膜在冲壳时流动。
[0038]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图3至图6，下连接结构4包括:垫板41，与下动力机构连接，且具有供导柱2穿过的开孔；以及夹板42，固定于垫板41的上侧，具有供导柱2穿过的开孔以及与垫板41围成下连接结构4的收容腔R的收容开口421 ο垫板41经由螺纹连接固定在夹板42上。
[0039]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，下连接结构4的垫板41和夹板42经由导向螺栓连接到下模板I上。
[0040]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图5及图6，冲头组件5包括:冲头51;以及冲头底板52，固定在冲头51的下侧。
[0041]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图5及图6，冲头组件还5包括:冲头夹板53，固定在冲头51和冲头底板52之间。
[0042]在根据本实用新型的冲壳成型模具中，冲头底板52和冲头夹板53的作用是分散推力使得冲头51受力更加均匀，升起的高度一致，避免冲壳时造成四个角的深度不一致。
[0043]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图5及图6，冲头51具有多个气孔511。气孔511能够避免冲头51在冲壳时吸住包装膜，同时还能用作与冲头底板52和冲头夹板53连接的螺纹孔。
[0044]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图2、图5及图6，上连接机构7包括:顶板71，固定在上模板6的上侧，且具有供导柱2穿过的开孔；以及面板72，固定在顶板71的上侧且与上动力机构连接。上模板6和面板72经由螺纹连接固定在顶板71上。
[0045]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图2，弹性模块8经由多个直线轴承Z连接到顶板71上。弹性模块8在受到冲头组件5的挤压时沿着直线轴承Z上升。
[0046]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图2，所述冲壳成型模具还包括:两组冲孔机构9，分别设置于顶板71沿宽度方向W的两侧。
[0047]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图2，顶板71沿宽度方向W的两侧设有两个凹槽711 ；对应地，各冲孔机构9包括:气缸91，固定于顶板71对应的一个凹槽711内；连接板92，设置顶板71对应的一个凹槽711内且与气缸91下侧的驱动轴连接；以及两个冲孔镶针93，分别设置于连接板92沿长度方向L的两侧；同时，顶板71、上模板6和下模板I在与冲孔镶针93对应的位置具有供冲孔镶针93穿过的开孔。气缸91为冲孔镶针93提供冲孔的动力。冲孔镶针93的数量和位置也可以根据实际需要改变。
[0048]在根据本实用新型的冲壳成型模具中，上模板6和下模板I的供冲孔镶针93穿过的开孔的棱边需做打磨处理，避免冲壳时压伤包装膜。
[0049]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图2和图3，所述冲壳成型模具还包括:硅胶条A，固定在下模板I的上侧；以及压花B，固定在上模板6的下侧，位置和形状与硅胶条A相对应。
[0050]在根据本实用新型的冲壳成型模具中，硅胶条A和压花B配合共同作用，以对包装膜提供额外的压紧力。
[0051]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，压花B由钢制成，且压花B经由螺纹连接固定在上模板6的下侧。
[0052]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，压花B可为棱形网纹、三角形或矩形网纹。
[0053]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图3及图5，下模板I的下模腔11位于下模板I沿宽度方向W的边侧。
[0054]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图3及图5，硅胶条A围成矩形且环绕在下模腔11的四周，且硅胶条A所围成矩形在四角连接处以直角连接。由于硅胶条A环绕在下模腔11的四周，所以与压花配合以在包装膜的四周同时施加压紧力，改善包装膜冲壳后边缘的曲折变形。
[0055]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图3及图5，硅胶条A还用于压住气袋。除下模腔11的四周的硅胶条A以外，在下模板I沿宽度方向W的左侧还设有由硅胶条A围成的另一个矩形，该部分的硅胶条A用于压紧包装膜形成气袋的部分。气袋能够容纳电池在化成工序产生的气体，化成结束后再对电池抽气并将气袋切掉。
[0056]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图5，硅胶条A围成矩形且环绕在下模腔11的四周，硅胶条A所围成矩形在四角连接处以圆弧连接。对应地，压花B所围成矩形在四角连接处以圆弧连接。通常，矩形在四角连接处以直角连接，角位处的压花B和硅胶条A到对应的上模腔61和下模腔11的距离不一致，所以容易导致包装膜拉伸不一致并造成凸起，而圆弧连接的方式能够避免包装膜在冲壳时角位拉伸不一致造成的凸起，提高包装膜的冲壳质量。
[0057]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图6，下模板I的下模腔11位于下模板I沿宽度方向W的中部。
[0058]对于部分电池的壳体设有斜坡，且冲出上壳体和下壳体对称不相同，这类壳体通常需要两套冲壳模具来完成。而在根据本实用新型的冲壳成型模具中，可以在上模板6上设置斜面，以在冲壳时形成所述斜坡；同时，下模板I的下模腔11位于下模板I沿宽度方向W的中部，所以下模腔11宽度方向W的两侧留出较大的压料面积，通过选择包装膜形成气袋的位置在冲壳位置沿宽度方向W的左侧或右侧，来决定冲出的壳体为上壳体还是下壳体。因此，本实用新型的冲壳成型模具能够节约模具的制造成本。
[0059]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图6，硅胶条A分布在下模腔11的沿长度方向L的两侧。由于下模腔11位于下模板I沿宽度方向W的中部，下模腔11沿宽度方向W的两侧留出较大的压料面积，能够为包装膜提供足够的压紧力以防止包装膜的变形，所以只需将硅胶条A设置在下模腔11的沿长度方向L的两侧即可(对应地，压花B仅需设置在上模腔61的沿长度方向L的两侧)。另外，也可以在下模腔11的沿宽度方向W的两侧设置硅胶条A，为包装膜沿宽度方向W的两侧提供足够的压紧力。
[0060]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，弹性模块8由不锈钢板和铁氟龙板通过螺纹连接形成。铁氟龙板用于压住冲出壳体的上表面，然而由于铁氟龙板的硬度较低，所以还需要不锈钢板与直线轴承Z连接，避免铁氟龙板的磨损。
[0061]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，参照图1、图3、图5及图6，导柱2为四个，分布在下模板I的四个角上。
[0062]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，导柱2为两个，分布在下模板I的对角位置。
[0063]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，上模板6用于实现包装膜冲壳时和下模板I配合固定包装膜，并防止冲壳时材料流动引起包装膜的其他部分变形。上模板6由钢(或其他硬质合金材料)制成，在初步成型完成后须作热处理增加硬度，然后再用磨床进行精磨，平面度应小于5μπι。
[0064]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，下模板I由钢(或其他硬质合金材料)制成，在初步成型完成后须作热处理，然后再用磨床进行精磨，平面度应小于5μπι。
[0065]在根据本实用新型的冲壳成型模具的一实施例中，所述包装膜为钢塑膜。
【主权项】
1.一种冲壳成型模具，用于电池的包装膜的冲壳成型，其特征在于，包括: 下模板(I)，用于放置待冲壳的包装膜，具有贯通的下模腔(11); 导柱(2)，固定在下模板(I)上且沿下模板(I)的上下两侧延伸； 下连接结构(4)，套设在导柱(2)上且能在外部的下动力机构的驱动下沿导柱(2)上下移动，具有:收容腔(R)，与下模板(I)的下模腔(11)相对； 冲头组件(5)，收容于下连接结构(4)的收容腔(R)内； 上模板(6)，位于下模板(I)的上方且套设在导柱(2)上，具有贯通的上模腔(61)，与下模板(I)的下模腔(11)相对； 上连接机构(7)，固定连接于上模板(6)的顶部，且能在外部的上动力机构的驱动下带动上模板(6)沿导柱(2)上下移动；以及 弹性模块(8)，收容于上模板(6)的上模腔(61)内，上端连接于上连接机构(7)，且在受力时能在上模腔(61)内移动。2.根据权利要求1所述的冲壳成型模具，其特征在于，冲头组件(5)包括: 冲头(51);以及 冲头底板(52)，固定在冲头(51)的下侧。3.根据权利要求2所述的冲壳成型模具，其特征在于，冲头(51)具有多个气孔(511)。4.根据权利要求1所述的冲壳成型模具，其特征在于，上连接机构(7)包括: 顶板(71)，固定在上模板(6)的上侧，且具有供导柱(2)穿过的开孔；以及 面板(72)，固定在顶板(71)的上侧且与上动力机构连接。5.根据权利要求4所述的冲壳成型模具，其特征在于， 顶板(71)沿宽度方向(W)的两侧设有两个凹槽(711); 所述冲壳成型模具还包括:两组冲孔机构(9)，分别设置于顶板(71)沿宽度方向(W)的两侧，各冲孔机构(9)包括: 气缸(91)，固定于顶板(71)对应的一个凹槽(711)内； 连接板(92)，设置顶板(71)对应的一个凹槽(711)内且与气缸(91)下侧的驱动轴连接；以及 两个冲孔镶针(93)，分别设置于连接板(92)沿长度方向(L)的两侧； 顶板(71)、上模板(6)和下模板(I)在与冲孔镶针(93)对应的位置具有供冲孔镶针(93)穿过的开孔。6.根据权利要求1所述的冲壳成型模具，其特征在于，所述冲壳成型模具还包括: 硅胶条(A)，固定在下模板(I)的上侧；以及 压花(B)，固定在上模板(6)的下侧，位置和形状与硅胶条(A)相对应。7.根据权利要求6所述的冲壳成型模具，其特征在于，下模板(I)的下模腔(11)位于下模板(I)沿宽度方向(W)的边侧。8.根据权利要求7所述的冲壳成型模具，其特征在于， 硅胶条(A)围成矩形且环绕在下模腔(11)的四周，且硅胶条(A)所围成矩形在四角连接处以直角或圆弧连接。9.根据权利要求6所述的冲壳成型模具，其特征在于，下模板(I)的下模腔(11)位于下模板(I)沿宽度方向(W)的中部。10.根据权利要求9所述的冲壳成型模具，其特征在于，硅胶条(A)分布在下模腔(11)的沿长度方向(L)的两侧。
【文档编号】B21D37/10GK205496400SQ201620267467
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】刘勇, 李想, 段栋, 王星会, 曾钢, 蒋翔
【申请人】宁德时代新能源科技股份有限公司