專利名稱：鋼針模具及具有該鋼針模具的針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電池行業(yè)中的安全性測試設(shè)備，更具體地說，涉及一種對 電池電芯進(jìn)行針刺測試的針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具及具有該鋼針模具的針刺實(shí) 驗(yàn)機(jī)。
背景技術(shù)：
電池電芯通常需要進(jìn)行過充、過放、擠壓、外部短路、針刺等一系列破壞 性檢測試驗(yàn)。其中針刺測試用來測試電池的安全性能，通常使用針剌實(shí)驗(yàn)機(jī)來 對電池電芯進(jìn)行針刺測試。針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)通常包括^/L架、用于固定電芯的電芯夾 具、鋼針模具和液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)驅(qū)動鋼針模具上的鋼針沖向待測電芯，并 將待測電芯刺穿，在待測電芯中停留很短時(shí)間后從待測電芯內(nèi)抽出，再觀測電 芯是否爆炸或起火，^人而完成針刺4企測試-瞼。
現(xiàn)有的針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)中，鋼針通常通過鋼針模具通過緊固件固定在液壓缸的 活塞桿末端，通過控制液壓缸的工作，控制鋼針在沖向待測電芯。通常將鋼針 模具設(shè)置為一個整體，鋼針插入在鋼針模具上設(shè)置的中心孔內(nèi)。為了保證鋼針 能夠垂直地沖向待測電芯，安裝時(shí)需要保證鋼針模具的中心孔軸線與活塞桿端 面的垂直度，安裝起來非常麻煩。且每次更換不同規(guī)格的鋼針時(shí)，均需將原鋼 針模具拆卸下來，再重新調(diào)整將匹配的鋼針模具裝上，操作起來費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
另夕卜，現(xiàn)有鋼針模具直接設(shè)置在液壓缸的活塞桿上，當(dāng)鋼針刺向待測電芯時(shí)，將受到的巨大轉(zhuǎn)矩或彎矩，而鋼針將這些沖擊直接通過活塞桿傳遞給液壓 系統(tǒng)中的液壓缸，使得液壓缸壽命變短。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)存在鋼針 模具裝拆不便的缺陷，提供一種鋼針裝拆方便且定位可靠的針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針 模具。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的 鋼針模具，所述鋼針模具包括上模、螺紋連接在上模下端的下模和固定在下模 下端設(shè)置的中心孔內(nèi)的鋼針，所述上模下端和下模上端之間的連接處設(shè)有相互 匹配的導(dǎo)向柱面。
在本實(shí)用新型所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具中，所述上模和下模之間的導(dǎo)向 柱面為圓臺形，其軸線與所述上模的上端面垂直。
在本實(shí)用新型所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具中，所述下模的中心孔孔壁上設(shè) 有用于將鋼針尾部鎖定在中心孔內(nèi)的鎖緊螺釘。
在本實(shí)用新型所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具中，所述下模的中心孔為通孔。
在本實(shí)用新型所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具中，所述下模外表面設(shè)有外六角。
本實(shí)用新型要解決的另 一個技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)存 在鋼針模具裝拆不便的缺陷，提供一種鋼針裝拆方便且定位可靠的針刺實(shí)驗(yàn) 機(jī)。
本實(shí)用新型解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是4是供一種針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)， 包括機(jī)架、電芯夾具、設(shè)有鋼針的鋼針模具和液壓系統(tǒng)，所述機(jī)架包括底板和頂板、固定在頂板和底板之間且位于底板四周的導(dǎo)向柱、位于頂板和底板之間 且套設(shè)在導(dǎo)向柱上的滑板，所述鋼針模具設(shè)置在滑板的下側(cè)，所述電芯夾具設(shè) 置在底板上側(cè)正對鋼針模具處，所述液壓系統(tǒng)設(shè)置在頂板上并驅(qū)動連接所述滑 板沿導(dǎo)向柱上下滑動；所述鋼針模具包括固定在滑板下側(cè)的上模、螺紋連接在
上模下端的下模和固定在下模下端設(shè)置的中心孔內(nèi)的鋼針。
在本實(shí)用新型所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)中，所述上才莫下端和下才莫上端之間的連接處 -沒有相互匹配的導(dǎo)向柱面。
實(shí)施本實(shí)用新型的針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)，具有以下有益效果通過設(shè)置鋼針模具包 括上模、下模和鋼針，并將上模和下模通過螺紋連接在一起，而將鋼針固定在 下模下端開設(shè)的中心孔內(nèi)。下模可根據(jù)鋼針的不同規(guī)格設(shè)置成多個，每個下模 的上端設(shè)有相同的螺紋，可以與同一上模進(jìn)行螺紋連接，這樣在使用不同規(guī)格 鋼針時(shí)，只需更換鋼針模具的下模即可。同時(shí)，每個下模中的中心孔最好與鋼 針過渡配合，使得鋼針正好能夠嵌入中心孔內(nèi)，保證鋼針的垂直度。另外，上 模和下模之間的連接處設(shè)有導(dǎo)向柱面，通過該導(dǎo)向柱面，保證下模的軸線與上 模的軸線平行，這樣，只需在安裝上模時(shí)保證上模的軸線與上模的上端面垂直， 即可保證鋼針的垂直度，使得鋼針能夠豎直的刺向待測電芯，而更換不同規(guī)格 鋼針后，也無需再進(jìn)行調(diào)試就能通過導(dǎo)向柱面得到保證。
另外，通過設(shè)置機(jī)架包括底板和頂板，并在頂板和底板之間設(shè)置導(dǎo)向柱， 從而架構(gòu)了整個針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的框架，牢固地將各個裝置固定在機(jī)架的各個位 置，使得針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)在工作時(shí)穩(wěn)定可靠；在頂板和底板之間設(shè)置由液壓系統(tǒng)驅(qū) 動的沿導(dǎo)向柱可上下滑動的滑板，再將鋼針模具設(shè)置在滑板下側(cè)，導(dǎo)向柱對滑 板起到導(dǎo)向的作用，在調(diào)試好電芯夾具的位置后，鋼針在下沖的過程中不容易 發(fā)生偏移，能夠?qū)?zhǔn)待測電芯的最高母線，從而盡可能地減小了待測電芯給鋼針帶來的轉(zhuǎn)矩和彎矩，保證了鋼針不容易折斷；同時(shí)鋼針模具設(shè)置在滑板下側(cè)， 而液壓系統(tǒng)設(shè)置在頂板上，鋼針受到的巨大轉(zhuǎn)矩先被傳遞給滑板，在位于滑板 四周的導(dǎo)向柱抵消大部分轉(zhuǎn)矩后再傳遞給液壓系統(tǒng)的液壓缸，此時(shí)液壓缸受到 的沖擊大大減小，從而延長了液壓缸的使用壽命。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例的立體圖； 圖2是本實(shí)用新型所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例的半剖視圖； 圖3是本實(shí)用新型所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例中鋼針模具的立體結(jié)構(gòu)示 意圖4是本實(shí)用新型所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例中鋼針模具的上模的結(jié)構(gòu) 示意圖5是本實(shí)用新型所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例中鋼針模具的下模的結(jié)構(gòu) 示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、 2所示，在本實(shí)用新型的針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的優(yōu)選實(shí)施例中，包括機(jī)架 10、電芯夾具20、鋼針模具30、液壓系統(tǒng)40和測速裝置50。其中，機(jī)架IO 用于將設(shè)備固定在基礎(chǔ)上，并將設(shè)備的各個部分牢固地固定在各自的位置上， 包括底板11、頂板12、導(dǎo)向柱13和滑板14。底板11上可設(shè)有固定連接結(jié)構(gòu)， 以便底板11能夠固定在基礎(chǔ)上。導(dǎo)向柱13豎直設(shè)置在底板11的四周，其兩 端分別固定在底板11和頂板12上，從而形成針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的整個框架。液壓系統(tǒng)40設(shè)置在頂板12上側(cè)，鋼針才莫具30固定在滑板14下側(cè)，電芯夾具20固 定在底板11上并正對于鋼針^t具30。在本優(yōu)選實(shí)施例中，優(yōu)選導(dǎo)向柱13為 四根，底板ll為矩形，四根導(dǎo)向柱13分別設(shè)置在底板11的四個角上?；?14設(shè)置在頂板12和底板11之間，滑板14上對應(yīng)導(dǎo)向柱13的位置上設(shè)有通 孔，通孔內(nèi)最好設(shè)有套設(shè)在導(dǎo)向柱13上的無油襯套15，使得滑板14能夠沿 導(dǎo)向柱13在頂板12和底板11之間滑動。由于鋼針模具設(shè)置在滑板下側(cè)，而 液壓系統(tǒng)設(shè)置在頂板上，鋼針受到的巨大轉(zhuǎn)矩先被傳遞給滑板，在位于滑板四 周的導(dǎo)向柱抵消大部分轉(zhuǎn)矩后再傳遞給液壓系統(tǒng)的液壓缸，此時(shí)液壓缸受到的 沖擊大大減小，從而延長了液壓缸的使用壽命。
如圖3、 4、 5所示，鋼針模具30包括上模31、下模32和固定在下模32 下端的鋼針33。其中，上模31上端可設(shè)置沉頭孔311，通過沉頭螺釘將上模 31固定在滑板14上；上模31下端開設(shè)有與上模中心線重合的螺紋孔312，螺 紋孔312開口處設(shè)有帶錐度的內(nèi)導(dǎo)向柱面313。下模32上端設(shè)有與所述上模 的螺紋孔312相配合的螺紋柱面322,該螺紋柱面322的中心線與下模32的 中心線平行，在螺紋柱面322的尾端設(shè)有與所述螺紋孔312的內(nèi)導(dǎo)向柱面313 相匹配的外導(dǎo)向柱面323,當(dāng)螺紋柱面322和螺紋孔312相配合時(shí)，內(nèi)導(dǎo)向柱 面313和外導(dǎo)向柱面323相互定位，使得下模32的中心線能夠與上模31的中 心線平行。在下模32的下端開設(shè)中心孔321，該中心孔321的中心線與下模 螺紋柱面322的中心線平行。鋼針33與該中心孔321過渡配合，鋼針33的中 心線與中心孔321的中心線重合。中心孔321的側(cè)壁上設(shè)有鎖緊螺釘34，用 于固定插入中心孔321的鋼針33,方便鋼針33的拆卸或更換。這樣，鋼針33 的中心線能夠與上模的內(nèi)導(dǎo)向柱面313的中心線平行，只要保證上模31中帶 錐度的內(nèi)導(dǎo)向柱面313與上模31頂部平面垂直，就能夠保證鋼針33與上模31的頂部平面垂直。使得鋼針33與滑板14移動方向平行，減小了鋼針33在 沖向待測電芯1時(shí)產(chǎn)生巨大的彎矩，避免鋼針被折斷。裝拆時(shí)，只需更換下模， 無需更換上模，經(jīng)安裝調(diào)試好的上模不會發(fā)生變化，保證了其安裝精度，通過 導(dǎo)向柱面保證了不同的下模具有相同的安裝精度，無需再對下模進(jìn)行調(diào)試，安 裝極為方便快捷。
上述優(yōu)選實(shí)施例中，所述下才莫32的中心孔321可設(shè)置為通孔，方便調(diào)節(jié) 鋼針33外漏部分的長度，并且在鋼針被折斷后，可使用其他桿狀物件將難以 從中心孔321中取出的鋼針33尾部頂出。另外，下模32的外表面還可設(shè)置為 外六角形狀，方便使用工具將下模32牢固可靠地安裝在上模31下端。
在本優(yōu)選實(shí)施例中，液壓系統(tǒng)4(H殳置在頂;敗12上，包括液壓缸41、向 液壓缸41 ^是供液體的液壓站、控制液壓缸41的進(jìn)液速度的節(jié)流閥42。其中 液壓缸41缸體固定在頂板12上，液壓缸41的活塞桿穿過頂板12上設(shè)置的通 孔連接在滑板14的上側(cè)，以驅(qū)動滑板14上下移動。液壓站通過連通管43連 接至液壓泵，節(jié)流閥42設(shè)置在連通管43上。液壓站最好采用定量泵，以穩(wěn)定 液壓缸41的出軸速度，使得與活塞桿連接的滑板14能夠沿導(dǎo)向柱13勻速滑 動，方便測速裝置50進(jìn)行測速。通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥42,使得滑板14獲得合理 的滑動速度。
測速裝置50設(shè)置在頂板12上，包括測速桿51、標(biāo)桿52、感應(yīng)器53、芯 片、顯示裝置54，標(biāo)桿52固定在頂板12上，測速桿51設(shè)置在標(biāo)桿52的滑 槽內(nèi)且沿該滑槽可上下滑動，感應(yīng)器53和顯示裝置54固定在標(biāo)桿52上。測 速桿51的下端連接在滑板14上，當(dāng)滑板14上下滑動時(shí)，帶動測速桿51在標(biāo) 桿52的滑槽內(nèi)滑動。
當(dāng)測速裝置進(jìn)行測速時(shí)，芯片在測速周期開始時(shí)觸發(fā)感應(yīng)器53,感應(yīng)器53感應(yīng)測速桿51的位置并輸送到芯片；芯片在測速周期結(jié)束時(shí)再觸發(fā)感應(yīng)器 53，感應(yīng)器53再次感應(yīng)測速桿51的位置并輸送至芯片；芯片根據(jù)兩個測速桿 51的兩個位置計(jì)算處在測速周期內(nèi)測速桿51的位移量，從而計(jì)算處測速桿51 的速度，并將該速度值顯示在顯示裝置54上，從而完成整個測速過程。由于 測速桿51與滑板14連接，而鋼針模具30固定在滑板14上，因此測速裝置 50測得的速度即為鋼針33的速度。通過該測速裝置50反饋的鋼針?biāo)俣?，?及時(shí)調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的節(jié)流閥42,使得鋼針運(yùn)動速度達(dá)到具體實(shí)驗(yàn)時(shí)的要求。
權(quán)利要求1. 一種針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具，其特征在于，所述鋼針模具包括上模、螺紋連接在上模下端的下模和固定在下模下端設(shè)置的中心孔內(nèi)的鋼針，所述上模下端和下模上端之間的連接處設(shè)有相互匹配的導(dǎo)向柱面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具，其特征在于，所述上模 和下才莫之間的導(dǎo)向柱面為圓臺形，其軸線與所述上^t的上端面垂直。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具，其特征在于，所述下模 的中心孔孔壁上設(shè)有用于將鋼針尾部鎖定在中心孔內(nèi)的鎖緊螺釘。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具，其特征在于，所述下模 的中心孔為通孔。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4項(xiàng)中任一項(xiàng)所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具，其特征 在于，所述下模外表面設(shè)有外六角。
6、 一種針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)，包括機(jī)架、電芯夾具、設(shè)有鋼針的鋼針模具和液壓 系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)架包括底板和頂板、固定在頂板和底板之間且位于 底板四周的導(dǎo)向柱、位于頂板和底板之間且套設(shè)在導(dǎo)向柱上的滑板，所述鋼針 模具設(shè)置在滑板的下側(cè)，所述電芯夾具設(shè)置在底板上側(cè)正對鋼針模具處，所述 液壓系統(tǒng)設(shè)置在頂板上并驅(qū)動連接所述滑板沿導(dǎo)向柱上下滑動；所述鋼針模具 包括固定在滑板下側(cè)的上模、螺紋連接在上模下端的下模和固定在下模下端設(shè) 置的中心孔內(nèi)的鋼針。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)，其特征在于，所述上模下端和下模 上端之間的連接處設(shè)有相互匹配的導(dǎo)向柱面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)的鋼針模具，包括上模、螺紋連接在上模下端的下模和固定在下模下端設(shè)置的中心孔內(nèi)的鋼針，所述上模下端和下模上端之間的連接處設(shè)有相互匹配的導(dǎo)向柱面。通過設(shè)置鋼針模具包括上模、下模和鋼針，并將上模和下模通過螺紋連接在一起，而將鋼針固定在下模下端開設(shè)的中心孔內(nèi)。下?？筛鶕?jù)鋼針的不同規(guī)格設(shè)置成多個，每個下模的上端設(shè)有相同的螺紋，可以與同一上模進(jìn)行螺紋連接，這樣在使用不同規(guī)格鋼針時(shí)，只需更換鋼針模具的下模即可，使得安裝極為方便快捷，同時(shí)通過導(dǎo)向柱面對下模進(jìn)行定位，使得下模的中心線與上模的中心線始終保持平行，使得定位可靠，滿足試驗(yàn)的要求。另外還提供了一種包括該鋼針模具的針刺實(shí)驗(yàn)機(jī)。
文檔編號G01R31/02GK201130194SQ20072017192
公開日2008年10月8日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
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