[实用新型]阵列式Cymbal换能器金属端帽的冲压成形模具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冲压模具，具体涉及一种阵列式Cymbal换能器金属端帽的冲压成形模具。

背景技术

单个Cymbal换能器是由两片类似于钹（打击乐器）的金属平顶锥壳中间夹着一片压电陶瓷晶片12构成，如图1所示。由于钹式金属端帽结构11的空腔结构，可将施加在轴向的应力，转换并放大成切向和径向的应力，使得压电陶瓷的d₃₃和d₃₁压电常数都对复合结构的等效压电常数deff作出贡献，提供较其他类型的换能器高得多的等效压电常数deff。在相同的激励条件以及不改变d₃₁的情况下，Cymbal换能器的等效压电常数比PZT本身可高达40倍，因此在诸如水声换能器、电声或超声换能器、压力传感器、加速度传感器和执行器方面获得了广泛应用。

将单个Cymbal换能器进行串联或并联所形成的阵列式Cymbal换能器，可获得较高的力电性能。为了使阵列式Cymbal换能器在使用的过程中，各个Cymbal换能器获得相同的激励条件，常采用在一个大的金属片上，按照阵列尺寸、局部成形钹式结构。然后在相应的位置上放置压电陶瓷片，形成一种阵列式Cymbal换能器。

若想阵列式Cymbal换能器获得较好的整体性能，制造该种换能器金属端帽（大金属片）时，必须保证单片上钹式结构各尺寸参数（即锥度的外径和内径、空腔高度以及均布半径尺寸r和等分数n）的一致性，所以，阵列式Cymbal换能器金属端帽的各尺寸精度要求较高。

目前还未见Cymbal换能器金属端帽阵列式结构的冲压成型模具的相关资料，借见现有技术中，带有阵列式结构的类似零部件的成型都采用在冲床上进行，其基本工艺方案有下面所列出的三种：

⑴各结构部分单工序成形；

⑵将阵列式结构分组，每组单工序成形；

⑶整体阵列式结构一次成形。

通过对比分析，方案⑴模具结构简单，但效率和精度都比较低；方案⑵模具结构稍微复杂一些，效率和精度适中，都有待提高；方案⑶模具结构最复杂，效率最高，成本较高。但这三种方案均不能满足Cymbal换能器金属端帽的高精度、低成本成型的要求。

发明内容

本实用新型目的是提供一种阵列式金属端帽的冲压成形模具，通过使用该模具，可方便快捷的完成金属端帽的冲压成型，且保证各尺寸参数的一致性与精度，满足阵列式Cymbal换能器的制造要求。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种阵列式Cymbal换能器金属端帽的冲压成形模具，包括凹模、压板及带有端部形状与待冲压端帽形状相配合的冲头，所述凹模顶面以阵列方式分布有复数个下沉式模腔，对应每一模腔位置的所述压板上设有供所述冲头端头穿过的通孔，所述冲头位于所述凹模与压板的上方，其末端控制端与数控机床相连接，所述凹模顶面上还设有至少一个定位销，其位于模腔的外围，底部固定连接于所述凹模上，所述压板对应该定位销处设有定位孔或定位凹槽。

上述技术方案中，每一Cymbal换能器金属端帽呈平顶锥形，因此冲头端头即为一锥台状，而模腔则为供冲头下压冲压时容纳的柱形空腔，所述凹模顶面上根据阵列式Cymbal换能器金属端帽分布的需要，设置复数个下沉式模腔，对应每一个模腔，压板上设置通孔，供冲头下压时穿越，冲头由数控机床控制。为使冲压定位精度更高，在凹模上设置定位销，该定位销位于模腔的外围（即所有模腔的外侧，避免影响工件结构），待加工的工件（金属薄片）上开设定位孔或槽，套于或卡于定位销上后进行冲压，有效限定其冲压时位于凹模上的位置，保证每一片工件加工后的平顶锥形位置相一致，组装时更易于对位。

上述技术方案中，所述凹模顶面设有一与所述压板外缘相匹配的下沉式容腔，所述模腔分部于该下沉式容腔内。

进一步的技术方案是，包括2个所述定位销，分别对称分布于所述下沉式容腔两侧。

本实用新型采用的加工方法为：①在不影响金属端帽结构的情况下，在金属薄片边缘上加工出两个半圆孔，用于冲压成形时的定位和组装Cymbal换能器时的对正；②依次将步骤①加工出的薄板、压板放入凹模下沉式容腔，并定位、卡紧；③冲头按照数控程序动作依次冲压出阵列凹锥。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：