開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成形模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種沖壓成形模具，尤其涉及一種開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成形模具。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著監(jiān)測系統(tǒng)的需要以及我們周圍環(huán)境的每況愈下，減少污染源，研制自供能裝置是我們科研方向的重點，且自供能主要是監(jiān)測系統(tǒng)的需要，而環(huán)境污染等是次要因素。Cymbal型壓電發(fā)電裝置具有機電能量轉(zhuǎn)化效率高、輸出性能好、機械穩(wěn)定性好、工作溫度穩(wěn)定、制作工序簡單且造價便宜等優(yōu)點而受到眾多研究者青睞，Cymbal型壓電發(fā)電單元采用的是金屬-壓電材料-金屬的夾心式結(jié)構(gòu)，由于鈸式金屬端帽為空腔結(jié)構(gòu)，可將施加在軸上的應(yīng)力轉(zhuǎn)化為徑向和切向的應(yīng)力，使得壓電陶瓷的d33和d31兩種模式同時發(fā)揮效用，提供比普通壓電發(fā)電單元高的多的等效壓電常數(shù)和機電轉(zhuǎn)換效率，因此Cymbal型壓電發(fā)電單元較之其他壓電發(fā)電單元使用的更為廣泛。
[0003]但是目前發(fā)現(xiàn)Cymbal型壓電發(fā)電裝置在金屬帽和壓電復(fù)合材料粘接的邊緣處存在很大的環(huán)向應(yīng)力集中，易導(dǎo)致該處的壓電片的斷裂，以及使壓電發(fā)電裝置的能量轉(zhuǎn)化效率降低，很大程度上限制了壓電發(fā)電裝置的壓電性能。針對上述情況，為了更好的使壓電發(fā)電單元的效率最大化，對其金屬端帽上表面進行開槽處理，使得其承載應(yīng)力、輸出電壓、機電轉(zhuǎn)換效率都有不同程度的提高。
[0004]開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元的金屬端帽結(jié)構(gòu)參數(shù)以及槽參數(shù)對其發(fā)電性能以及耐久性起決定性的作用，所以在制做Cymbal型壓電發(fā)電單元時，對Cymbal型壓電發(fā)電單元的金屬端帽的結(jié)構(gòu)參數(shù)(即端帽的外徑、內(nèi)徑和內(nèi)腔高度)和槽參數(shù)(即槽寬、槽深和槽數(shù))的精度要求較高。由于所用的金屬片一般比較薄，在金屬片上人工或者機械挖槽不僅不方便，而且精度不高。而現(xiàn)有的制作鈸式金屬片的沖壓模具還未有直接對金屬片沖壓得到開槽式鈸式金屬片。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了可方便、快捷和精確的完成不同結(jié)構(gòu)參數(shù)、不同開槽方式和不同槽參數(shù)的金屬端帽的沖壓成形，滿足開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬帽的制作要求而提供一種開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成形模具。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:包括上板、下板和對稱設(shè)置在上板和下板之間兩根支撐柱，下板的中心位置設(shè)置有與待沖壓端帽形狀相配合的凹模，上板的中心位置設(shè)置有壓柱，且壓柱的端部穿過上板位于上板和下板之間，所述壓柱的端部固連有沖頭。
[0007]本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
[0008]1.壓柱與沖頭通過螺桿固連。
[0009]2.所述壓柱與凹模同軸心設(shè)置。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使開槽式Cymbal壓電發(fā)電單元金屬帽的沖壓成形工藝變得簡單、精度高，進而提高了開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元的性能與質(zhì)量；沖頭與壓柱通過螺桿連接，可隨時更換不同尺寸、不同開槽方式和不同槽參數(shù)的沖頭以及凹模，使用更為快捷方便；凹模設(shè)有一與所述壓板外緣相匹配的下沉式容腔，保證了制作開槽式Cymbal金屬帽時金屬片的定位，制作出的金屬帽更精良。本發(fā)明具有復(fù)雜度低、維護簡單等優(yōu)點，可應(yīng)用于不同尺寸、不同開槽方式和不同槽參數(shù)的開槽式Cymbal型金屬端帽的制作，具有很大的推廣應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明的上板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3是本發(fā)明的下板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4是本發(fā)明的沖頭與壓柱的連接示意圖；
[0015]圖5a、圖5b、圖5c和圖5d分別是本發(fā)明的凹槽表面的具體形狀的不意圖(圖中的陰影部分為突出部分)。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0017]本發(fā)明提供一種開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成形模具，包括上板、下板、支撐柱、與待沖壓端帽形狀相配合凹模、沖頭、壓柱、螺栓，引入可更換式?jīng)_頭，并通過沖頭上的螺桿與壓柱相連接，同時引入可更換式的與待沖壓端帽形狀相配合的凹模。本發(fā)明可直接對開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬帽沖壓成型，不需額外加工；引入壓柱通過上板的孔洞固定圓心并可滑動，但支撐柱固定，避免了類似其他沖壓模具的“ 一滑道壞，則整體損壞”的問題。同時，本發(fā)明還具有復(fù)雜度低、維護簡單等優(yōu)點，可應(yīng)用于不同尺寸、不同開槽方式和不同槽參數(shù)的開槽式Cymbal型金屬端帽的制作，具有很大的推廣應(yīng)用價值。
[0018]圖1為與本發(fā)明相對應(yīng)的開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成型模具圖，由上板1、下板2、支撐柱3、與待沖壓端帽形狀相配合凹模4、沖頭5、與沖頭相連的壓柱6、螺栓7組成。所述上板1、下板2和兩個支撐柱3通過螺栓7組成的整體起固定支撐作用；與待沖壓端帽形狀相配合沖頭5與壓柱6兩者通過所述沖頭上的螺桿相連接，如圖3所示。所屬壓柱6貫通上板I的中央孔洞，確保結(jié)構(gòu)不偏心。在沖壓時，先將金屬片放入凹模內(nèi)下沉式容腔內(nèi)固定，再通過對壓柱6頂部沖擊施加壓力，所述沖頭與凹模對金屬片進行沖壓作用，實現(xiàn)開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成形。
[0019]—種開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成型模具，包括上板1、下板
2、支撐柱3、與待沖壓端帽形狀相配合凹模4、沖頭5、壓柱6、螺栓7，如附圖1所示。所述下板2與與待沖壓端帽形狀相配合凹模4通過螺栓7相連接，所述上板I與下板2通過兩個支撐住3用螺栓連接固定。所述壓柱6垂直放入上板I所開的孔洞中，所述壓柱6通過沖頭5上的螺桿相連接。
[0020]本發(fā)明的Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成型模具的主要特征如下:
[0021]1.上板1:如圖2所示，采用鋼板，并在圖2所述位置開圓形孔洞和兩個對稱螺栓孑L ；
[0022]2.下板2:如圖3所示，采用鋼板，并開兩個對稱螺栓孔和一個中間處的螺栓孔；
[0023]3.支撐柱3:選用兩個圓柱鋼，通過螺栓與上板I與下板2連接；
[0024]4.與待沖壓端帽形狀相配合凹模4:如圖5a-圖5d所示，設(shè)有一與所述壓板外緣相匹配的下沉式容腔，凹槽底部有螺栓孔，通過螺栓與下板2連接，且凹槽表面形狀與沖壓后開槽式金屬帽的表面想吻合，也即引入與待沖壓端帽形狀相配合凹模，直接沖壓出開槽式壓電發(fā)電單元金屬端帽；
[0025]5.沖頭5:沖頭與待沖壓端帽形狀相同，沖頭上留有螺桿，也即引入帶有螺桿的沖頭5 ；
[0026]6.與沖頭相連的壓柱6:如圖4所示，與沖頭通過螺桿連接，并保證與所述上板I的中央孔洞的間隙足夠小，所述壓柱通過上板的孔洞固定圓心且可滑動。
[0027]本發(fā)明的工作流程如下:
[0028]在沖壓時，先將金屬片放入下模板的凹模內(nèi)固定，再通過對壓柱6頂部沖擊施加沖壓力，所述沖頭與凹模對金屬片進行沖壓作用，實現(xiàn)開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成形。
【主權(quán)項】
1.開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成形模具，其特征在于:包括上板、下板和對稱設(shè)置在上板和下板之間兩根支撐柱，下板的中心位置設(shè)置有與待沖壓端帽形狀相配合的凹模，上板的中心位置設(shè)置有壓柱，且壓柱的端部穿過上板位于上板和下板之間，所述壓柱的端部固連有沖頭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成形模具，其特征在于:壓柱與沖頭通過螺桿固連。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成形模具，其特征在于:所述壓柱與凹模同軸心設(shè)置。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬端帽的沖壓成形模具，包括上板、下板、支撐柱、與待沖壓端帽形狀相配合凹模、沖頭、壓柱、螺栓，引入可更換式?jīng)_頭，并通過沖頭上的螺桿與壓柱相連接，同時引入可更換式的與待沖壓端帽形狀相配合的凹模。本發(fā)明可直接對開槽式Cymbal型壓電發(fā)電單元金屬帽沖壓成型，不需額外加工；引入壓柱通過上板的孔洞固定圓心并可滑動，但支撐柱固定，避免了類似其他沖壓模具的“一滑道壞，則整體損壞”的問題。同時，本發(fā)明還具有復(fù)雜度低、維護簡單等優(yōu)點，可應(yīng)用于不同尺寸、不同開槽方式和不同槽參數(shù)的開槽式Cymbal型金屬端帽的制作，具有很大的推廣應(yīng)用價值。
【IPC分類】B21D37/10
【公開號】CN104998975
【申請?zhí)枴緾N201510458045
【發(fā)明人】呂建福, 毛繼澤, 陳偉豪, 孫雷
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月30日