[实用新型]氢燃料电池金属极板冲压成形模具变形检测装置

说明书

本实用新型公开了一种氢燃料电池金属极板冲压成形模具变形检测装置，包括凹模；与所述的凹模通过导向机构在上下方向上滑动配合的凸模；凹模通过若干个凹模支撑固定在承载体上，相邻两个凹模支撑之间形成间隔，间隔处固定安装有若干个微位移传感器，微位移传感器固定在承载体上且其探头与凹模的下表面接触配合，微位移传感器电性连接上位机。采用微位移传感器固定在下模座上并将其探头接触凹模下表面的设计，可以实时检测和记录金属极板冲压成形中凹模的变形量及分布，能够为金属极板成形质量分析、冲压成形过程控制以及模具结构优化设计提供精准的实时数据，从而更好的实现超薄壁金属极板成形质量管控。

技术领域

本实用新型涉及氢燃料电池金属极板冲压成形过程中模具型面的变形量检测技术，具体涉及一种氢燃料电池金属极板冲压成形模具变形检测装置。

背景技术

质子交换膜氢燃料电池通过化学反应直接将化学能转换成电能，转换效率极高，而排出物只有水，整个过程不涉及碳，因此，是绿色清洁能源，受到世界各国青睐，并被列入我国能源战略。该类型燃料电池主要质子交换膜、极板以及附属部件等组成，其中，极板占电池体积的60%、重量的60-80%，起到分配燃料气体、收集电流、排出产物水、散热以及机械支撑等多种重要作用。近年来，为了满足燃料电池车等实际应用需求，对燃料电池的体积、重量等提出了极其苛刻的要求，超薄壁金属极板成为减小燃料电池体积、重量的首选。

超薄壁金属极板的壁厚仅有50-100μm，而极板面积相对很大，比如现在常用的550*220mm，而极板上的微流道结构尺寸很小（1.0mm）、精度要求高（5μm），同时，为了满足燃料气体分配均匀性等需求，阵列微流道的分布极其不均匀，而对极板微流道尺寸一致性、平整度等要求极高，给超薄壁金属极板制造带来极大困难。目前，为了提高超薄壁金属极板微结构成形精度和一致性，通常施加较的成形力，采用设备输出力（或设备输出位移量）进行极板成形过程控制，以保证金属薄板微结构成形所需的力，但外加载荷绝大部分被成形模具无微结构区域分摊，导致模具发生弹性变形，反过来影响了有微结构区域，导致超薄壁金属微结构成形精度、一致性、板面平整度等均不高。另一方面，为了减小模具变形而提高其刚度，采用较厚的凸模、凹模、垫板等，不仅模具笨重，而且浪费模具材料。

为此，本实用新型提出基于微位移传感器的模具微小变形量检测装置，通过微位移传感器直接获得模具凹模（或凸模）型面的变形量分布，为超薄壁金属极板成形过程精确控制提供更准确、直接的数据。

实用新型内容

本实用新型提出的一种氢燃料电池金属极板冲压成形模具变形检测装置，采用微位移传感器固定在下模座上并将其探头接触凹模下表面的设计，可以实时检测和记录金属极板冲压成形中凹模的变形量及分布，能够为金属极板成形质量分析、冲压成形过程控制以及模具结构优化设计提供精准的实时数据，从而更好的实现超薄壁金属极板成形质量管控。

本实用新型公开的技术方案如下：氢燃料电池金属极板冲压成形模具变形检测装置，包括：

凹模；

与所述的凹模通过导向机构在上下方向上滑动配合的凸模；

其中，凹模通过若干个凹模支撑固定在承载体上，相邻两个凹模支撑之间形成间隔，间隔处固定安装有若干个微位移传感器，微位移传感器固定在承载体上且其探头与凹模的下表面接触配合，微位移传感器电性连接上位机。

在上述方案的基础上，作为优选，承载体包括下模座以及工作平台，下模座固定在工作平台上，凹模支撑固定在下模座上，下模座上设有若干个通孔，微位移传感器固定在通孔内。

在上述方案的基础上，作为优选，微位移传感器为LVDT电感式位移传感器。

在上述方案的基础上，作为优选，下模座的底部设有凹槽，凹槽与所述的通孔连通，微位移传感器的电源线、数据线穿过凹槽与上位机电性连接。

在上述方案的基础上，作为优选，凸模通过凸模支撑与上模座固定连接，上模座固定连接实验机。