专利名称：钢针模具及具有该钢针模具的针刺实验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池行业中的安全性测试设备，更具体地说，涉及一种对 电池电芯进行针刺测试的针刺实验机的钢针模具及具有该钢针模具的针刺实 验机。
背景技术：
电池电芯通常需要进行过充、过放、挤压、外部短路、针刺等一系列破坏 性检测试验。其中针刺测试用来测试电池的安全性能，通常使用针剌实验机来 对电池电芯进行针刺测试。针刺实验机通常包括^/L架、用于固定电芯的电芯夹 具、钢针模具和液压系统，液压系统驱动钢针模具上的钢针冲向待测电芯，并 将待测电芯刺穿，在待测电芯中停留很短时间后从待测电芯内抽出，再观测电 芯是否爆炸或起火，^人而完成针刺4企测试-睑。
现有的针刺实验机中，钢针通常通过钢针模具通过紧固件固定在液压缸的 活塞杆末端，通过控制液压缸的工作，控制钢针在冲向待测电芯。通常将钢针 模具设置为一个整体，钢针插入在钢针模具上设置的中心孔内。为了保证钢针 能够垂直地冲向待测电芯，安装时需要保证钢针模具的中心孔轴线与活塞杆端 面的垂直度，安装起来非常麻烦。且每次更换不同规格的钢针时，均需将原钢 针模具拆卸下来，再重新调整将匹配的钢针模具装上，操作起来费时费力。
另夕卜，现有钢针模具直接设置在液压缸的活塞杆上，当钢针刺向待测电芯时，将受到的巨大转矩或弯矩，而钢针将这些冲击直接通过活塞杆传递给液压 系统中的液压缸，使得液压缸寿命变短。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中针刺实验机存在钢针 模具装拆不便的缺陷，提供一种钢针装拆方便且定位可靠的针刺实验机的钢针 模具。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种针刺实验机的 钢针模具，所述钢针模具包括上模、螺紋连接在上模下端的下模和固定在下模 下端设置的中心孔内的钢针，所述上模下端和下模上端之间的连接处设有相互 匹配的导向柱面。
在本实用新型所述针刺实验机的钢针模具中，所述上模和下模之间的导向 柱面为圓台形，其轴线与所述上模的上端面垂直。
在本实用新型所述针刺实验机的钢针模具中，所述下模的中心孔孔壁上设 有用于将钢针尾部锁定在中心孔内的锁紧螺钉。
在本实用新型所述针刺实验机的钢针模具中，所述下模的中心孔为通孔。
在本实用新型所述针刺实验机的钢针模具中，所述下模外表面设有外六角。
本实用新型要解决的另 一个技术问题在于，针对现有技术中针刺实验机存 在钢针模具装拆不便的缺陷，提供一种钢针装拆方便且定位可靠的针刺实验 机。
本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是4是供一种针刺实验机， 包括机架、电芯夹具、设有钢针的钢针模具和液压系统，所述机架包括底板和顶板、固定在顶板和底板之间且位于底板四周的导向柱、位于顶板和底板之间 且套设在导向柱上的滑板，所述钢针模具设置在滑板的下侧，所述电芯夹具设 置在底板上侧正对钢针模具处，所述液压系统设置在顶板上并驱动连接所述滑 板沿导向柱上下滑动；所述钢针模具包括固定在滑板下侧的上模、螺紋连接在
上模下端的下模和固定在下模下端设置的中心孔内的钢针。
在本实用新型所述针刺实验机中，所述上才莫下端和下才莫上端之间的连接处 -没有相互匹配的导向柱面。
实施本实用新型的针刺实验机，具有以下有益效果通过设置钢针模具包 括上模、下模和钢针，并将上模和下模通过螺紋连接在一起，而将钢针固定在 下模下端开设的中心孔内。下模可根据钢针的不同规格设置成多个，每个下模 的上端设有相同的螺紋，可以与同一上模进行螺紋连接，这样在使用不同规格 钢针时，只需更换钢针模具的下模即可。同时，每个下模中的中心孔最好与钢 针过渡配合，使得钢针正好能够嵌入中心孔内，保证钢针的垂直度。另外，上 模和下模之间的连接处设有导向柱面，通过该导向柱面，保证下模的轴线与上 模的轴线平行，这样，只需在安装上模时保证上模的轴线与上模的上端面垂直， 即可保证钢针的垂直度，使得钢针能够竖直的刺向待测电芯，而更换不同规格 钢针后，也无需再进行调试就能通过导向柱面得到保证。
另外，通过设置机架包括底板和顶板，并在顶板和底板之间设置导向柱， 从而架构了整个针刺实验机的框架，牢固地将各个装置固定在机架的各个位 置，使得针刺实验机在工作时稳定可靠；在顶板和底板之间设置由液压系统驱 动的沿导向柱可上下滑动的滑板，再将钢针模具设置在滑板下侧，导向柱对滑 板起到导向的作用，在调试好电芯夹具的位置后，钢针在下冲的过程中不容易 发生偏移，能够对准待测电芯的最高母线，从而尽可能地减小了待测电芯给钢针带来的转矩和弯矩，保证了钢针不容易折断；同时钢针模具设置在滑板下侧， 而液压系统设置在顶板上，钢针受到的巨大转矩先被传递给滑板，在位于滑板 四周的导向柱抵消大部分转矩后再传递给液压系统的液压缸，此时液压缸受到 的冲击大大减小，从而延长了液压缸的使用寿命。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型所述针刺实验机优选实施例的立体图； 图2是本实用新型所述针刺实验机优选实施例的半剖视图； 图3是本实用新型所述针刺实验机优选实施例中钢针模具的立体结构示 意图4是本实用新型所述针刺实验机优选实施例中钢针模具的上模的结构 示意图5是本实用新型所述针刺实验机优选实施例中钢针模具的下模的结构 示意图。
具体实施方式
如图1、 2所示，在本实用新型的针刺实验机的优选实施例中，包括机架 10、电芯夹具20、钢针模具30、液压系统40和测速装置50。其中，机架IO 用于将设备固定在基础上，并将设备的各个部分牢固地固定在各自的位置上， 包括底板11、顶板12、导向柱13和滑板14。底板11上可设有固定连接结构， 以便底板11能够固定在基础上。导向柱13竖直设置在底板11的四周，其两 端分别固定在底板11和顶板12上，从而形成针刺实验机的整个框架。液压系统40设置在顶板12上侧，钢针才莫具30固定在滑板14下侧，电芯夹具20固 定在底板11上并正对于钢针^t具30。在本优选实施例中，优选导向柱13为 四根，底板ll为矩形，四根导向柱13分别设置在底板11的四个角上。滑板 14设置在顶板12和底板11之间，滑板14上对应导向柱13的位置上设有通 孔，通孔内最好设有套设在导向柱13上的无油衬套15，使得滑板14能够沿 导向柱13在顶板12和底板11之间滑动。由于钢针模具设置在滑板下侧，而 液压系统设置在顶板上，钢针受到的巨大转矩先被传递给滑板，在位于滑板四 周的导向柱抵消大部分转矩后再传递给液压系统的液压缸，此时液压缸受到的 冲击大大减小，从而延长了液压缸的使用寿命。
如图3、 4、 5所示，钢针模具30包括上模31、下模32和固定在下模32 下端的钢针33。其中，上模31上端可设置沉头孔311，通过沉头螺钉将上模 31固定在滑板14上；上模31下端开设有与上模中心线重合的螺紋孔312，螺 紋孔312开口处设有带锥度的内导向柱面313。下模32上端设有与所述上模 的螺紋孔312相配合的螺紋柱面322,该螺紋柱面322的中心线与下模32的 中心线平行，在螺紋柱面322的尾端设有与所述螺紋孔312的内导向柱面313 相匹配的外导向柱面323,当螺紋柱面322和螺紋孔312相配合时，内导向柱 面313和外导向柱面323相互定位，使得下模32的中心线能够与上模31的中 心线平行。在下模32的下端开设中心孔321，该中心孔321的中心线与下模 螺紋柱面322的中心线平行。钢针33与该中心孔321过渡配合，钢针33的中 心线与中心孔321的中心线重合。中心孔321的侧壁上设有锁紧螺钉34，用 于固定插入中心孔321的钢针33,方便钢针33的拆卸或更换。这样，钢针33 的中心线能够与上模的内导向柱面313的中心线平行，只要保证上模31中带 锥度的内导向柱面313与上模31顶部平面垂直，就能够保证钢针33与上模31的顶部平面垂直。使得钢针33与滑板14移动方向平行，减小了钢针33在 冲向待测电芯1时产生巨大的弯矩，避免钢针被折断。装拆时，只需更换下模， 无需更换上模，经安装调试好的上模不会发生变化，保证了其安装精度，通过 导向柱面保证了不同的下模具有相同的安装精度，无需再对下模进行调试，安 装极为方便快捷。
上述优选实施例中，所述下才莫32的中心孔321可设置为通孔，方便调节 钢针33外漏部分的长度，并且在钢针被折断后，可使用其他杆状物件将难以 从中心孔321中取出的钢针33尾部顶出。另外，下模32的外表面还可设置为 外六角形状，方便使用工具将下模32牢固可靠地安装在上模31下端。
在本优选实施例中，液压系统4(H殳置在顶;敗12上，包括液压缸41、向 液压缸41 ^是供液体的液压站、控制液压缸41的进液速度的节流阀42。其中 液压缸41缸体固定在顶板12上，液压缸41的活塞杆穿过顶板12上设置的通 孔连接在滑板14的上侧，以驱动滑板14上下移动。液压站通过连通管43连 接至液压泵，节流阀42设置在连通管43上。液压站最好采用定量泵，以稳定 液压缸41的出轴速度，使得与活塞杆连接的滑板14能够沿导向柱13勻速滑 动，方便测速装置50进行测速。通过调节节流阀42,使得滑板14获得合理 的滑动速度。
测速装置50设置在顶板12上，包括测速杆51、标杆52、感应器53、芯 片、显示装置54，标杆52固定在顶板12上，测速杆51设置在标杆52的滑 槽内且沿该滑槽可上下滑动，感应器53和显示装置54固定在标杆52上。测 速杆51的下端连接在滑板14上，当滑板14上下滑动时，带动测速杆51在标 杆52的滑槽内滑动。
当测速装置进行测速时，芯片在测速周期开始时触发感应器53,感应器53感应测速杆51的位置并输送到芯片；芯片在测速周期结束时再触发感应器 53，感应器53再次感应测速杆51的位置并输送至芯片；芯片根据两个测速杆 51的两个位置计算处在测速周期内测速杆51的位移量，从而计算处测速杆51 的速度，并将该速度值显示在显示装置54上，从而完成整个测速过程。由于 测速杆51与滑板14连接，而钢针模具30固定在滑板14上，因此测速装置 50测得的速度即为钢针33的速度。通过该测速装置50反馈的钢针速度，可 及时调节液压系统中的节流阀42,使得钢针运动速度达到具体实验时的要求。
权利要求1. 一种针刺实验机的钢针模具，其特征在于，所述钢针模具包括上模、螺纹连接在上模下端的下模和固定在下模下端设置的中心孔内的钢针，所述上模下端和下模上端之间的连接处设有相互匹配的导向柱面。
2、 根据权利要求1所述针刺实验机的钢针模具，其特征在于，所述上模 和下才莫之间的导向柱面为圆台形，其轴线与所述上^t的上端面垂直。
3、 根据权利要求1所述针刺实验机的钢针模具，其特征在于，所述下模 的中心孔孔壁上设有用于将钢针尾部锁定在中心孔内的锁紧螺钉。
4、 根据权利要求3所述针刺实验机的钢针模具，其特征在于，所述下模 的中心孔为通孔。
5、 根据权利要求1至4项中任一项所述针刺实验机的钢针模具，其特征 在于，所述下模外表面设有外六角。
6、 一种针刺实验机，包括机架、电芯夹具、设有钢针的钢针模具和液压 系统，其特征在于，所述机架包括底板和顶板、固定在顶板和底板之间且位于 底板四周的导向柱、位于顶板和底板之间且套设在导向柱上的滑板，所述钢针 模具设置在滑板的下侧，所述电芯夹具设置在底板上侧正对钢针模具处，所述 液压系统设置在顶板上并驱动连接所述滑板沿导向柱上下滑动；所述钢针模具 包括固定在滑板下侧的上模、螺紋连接在上模下端的下模和固定在下模下端设 置的中心孔内的钢针。
7、 根据权利要求6所述针刺实验机，其特征在于，所述上模下端和下模 上端之间的连接处设有相互匹配的导向柱面。
专利摘要本实用新型涉及一种针刺实验机的钢针模具，包括上模、螺纹连接在上模下端的下模和固定在下模下端设置的中心孔内的钢针，所述上模下端和下模上端之间的连接处设有相互匹配的导向柱面。通过设置钢针模具包括上模、下模和钢针，并将上模和下模通过螺纹连接在一起，而将钢针固定在下模下端开设的中心孔内。下模可根据钢针的不同规格设置成多个，每个下模的上端设有相同的螺纹，可以与同一上模进行螺纹连接，这样在使用不同规格钢针时，只需更换钢针模具的下模即可，使得安装极为方便快捷，同时通过导向柱面对下模进行定位，使得下模的中心线与上模的中心线始终保持平行，使得定位可靠，满足试验的要求。另外还提供了一种包括该钢针模具的针刺实验机。
文档编号G01R31/02GK201130194SQ20072017192
公开日2008年10月8日 申请日期2007年9月21日 优先权日2007年9月21日
发明者王耀会 申请人:深圳市比克电池有限公司