[发明专利]加工燃料电池用薄型金属流场板的冲压模具和冲压方法

说明书

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池技术领域，尤其涉及质子交换膜燃料电池流场制作技术。

背景技术

现有技术中，质子交换膜燃料电池用的薄型金属流场板通常采用模具直接压制成型。现有技术的这种直接压制成型的金属流场板具有以下不足：由于压制过程中压力分布不均匀，使金属板产生不一致的延展，从而在金属板内部残留下不一致的应力，这种不一致的应力会使成形后的流场板产生不均匀的变形。

发明内容

本发明的目的是根据金属变形理论，在模具设计中加入新的理念，减小冲压成型得到的流场板的变形程度。本发明的技术方案是：加工燃料电池用薄型金属流场板的冲压模具，包括一套流场冲压成型模具和一套冲裁成型模具，流场冲压成型模具和冲裁成型模具上设有定位柱，其特征在于所述模具还包括一套翻边模具，翻边模具上设有定位柱，所述冲裁成型模具的四周冲裁口的尺寸大于成品流场板尺寸0.1-0.3mm，流场板两端流体进出口通道的冲裁口的尺寸小于成品流场板尺寸0.1-0.3mm，所述翻边模具是与冲裁成型模具形状相同的由凹模和凸模组成的模具，翻边模具的四周和流场板两端流体进出口的通道口不是冲裁刃口，而是冲压翻边口，翻边模具的四周冲压翻边口和流场板两端流体进出口通道的冲压翻边口的尺寸与成品流场板尺寸相同，翻边模具的凹模为流场板的流场面，凸模冲压后，翻出的凸起边朝向流场侧面。

本发明所述的加工燃料电池用薄型金属流场板的冲压模具的冲压方法，包括用冲压成型模具在金属薄板上冲压出流场，金属薄板上设有与模具上的定位柱相对应的定位孔，其特征在于所述的冲压方法还包括用冲裁成型模具将冲压出流场的金属薄板冲裁成四周冲裁口的尺寸大于成品金属流场板尺寸0.1-0.3mm、金属流场板两端流体进出口通道的冲裁口的尺寸小于成品金属流场板尺寸0.1-0.3mm的半成品金属流场板和用翻边模具对半成品金属流场板的冲裁口部位翻边，所述对半成品金属流场板冲裁口部位翻边包括以下步骤：

a)将用冲裁成型模具冲裁成冲裁口部位大于成品金属流场板0.1～0.3mm的半成品金属流场板置于翻边模具的下模上，用定位柱和定位孔定位，金属流场板的流场面朝向凹模；

b)启动冲压机，将凸模冲压入凹模，然后将凸模回位；

c)取出金属流场板，得到在冲裁口部位翻出0.1-0.3mm高的凸边的成品金属流场板。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

4、冲压模具结构简单，容易制造；

5、用该模具制造的金属流场板精度高，制造方便；

6、制造的流场板翘曲变形小。

附图说明

本发明共有附图6幅，其中：

图1是翻边模具示意图，

图2是翻边模具下模的主视示意图，

图3是翻边模具下模的俯视示意图，

图4是翻边模具上模的俯视示意图，

图5是翻边模具上模的俯视示意图，

图6是用冲裁成型模具制得的带有翻边余量的半成品金属流场板的结构示意图。

附图中，1、翻边模具凸模，2、翻边模具凹模，3、翻边模具上的定位柱，4、翻边模具上的流体进口，5、翻边模具上的流场，6、带有翻边余量的半成品金属流场板的流体进出口，7、带有翻边余量的半成品金属流场板的定位孔，8、带有翻边余量的半成品金属流场板的流场，9、带有翻边余量的半成品金属流场板四周翻边余量，10带有翻边余量的半成品金属流场板流体进出口翻边余量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

流场冲压成型模具是现有技术中的模具，冲裁成型模具是将现有的冲裁模具改制成四周冲裁口的尺寸大于成品流场板尺寸0.3mm，流场板两端流体进出口通道的冲裁口的尺寸小于成品流场板尺寸0.3mm。再制作翻边模具，翻边模具与现有的冲裁模具形状相同，只是将冲裁口的刃口改成翻边口，翻边口的尺寸与成品流场板的尺寸相同。

流场板的制作过程是：先将金属薄板用流场冲压成型模具冲压出流场以及流场边缘的密封结构和流场两端的进出口结构，再用冲裁模具冲裁成冲裁口部位尺寸大于成品流场板0.3mm的半成品流场板，然后，将这一半成品流场板用翻边模具冲压翻边，将冲裁口部位尺寸大的0.3mm翻成朝向流场面侧凸起的边，得到成品金属流场板。在冲压成型和翻边过程中，流场板上设有定位孔，模具上设有与流场板上的定位孔相对应的定位柱，用于保证冲裁和翻边过程的精度。