CN110666060A - 一种用于生产电池钢壳的冲压设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池钢壳加工的技术领域，公开了一种用于生产电池钢壳的冲压设备，其技术方案要点是包括冲压台，冲压台上设有若干组夹具和冲压工位，冲压工位包括模具和冲头，还包括架设在冲压台中部的转轴，转轴上套设有套筒，套筒顶部架设有旋转支架，各组夹具和冲压工位环绕转轴均匀分布，且夹具与旋转支架相连，同一组冲压工位上的模具和冲头则沿转轴的径线方向排列，冲压台上还设有第一驱动电机、驱动机构，第一驱动电机的机轴与套筒之间设有齿轮组相连，具有在水平面内进行冲压动作，工件的移动方向与其所受重力垂直，移动时不受重力影响，只需要考虑冲头、夹具、模具与工件之间的摩擦力即可，便于精准控制的效果。

Description

一种用于生产电池钢壳的冲压设备

技术领域

本发明涉及电池钢壳加工的技术领域，特别涉及一种用于生产电池钢壳的冲压设备。

背景技术

电池钢壳是用于保护电池内部结构的筒状壳体，其结构简单，且质地较软，在生产过程中大多借助冲压设备加工成型。冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到压力并进行塑形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。大部分金属材料或延展性不够，或质地较硬，尤其是在板料的变形幅度较大时，工件往往要经过多次冲压逐步成型，也被称为连续模或者级进模。

公告号为CN207057487U的中国专利公开了一种冲压件输送机构，包括位于冲压设备工作台上的输料台，及驱动输料台平移的水平驱动机构，水平驱动机构驱动输料台在料件传输方向上往复平移，且平移距离与冲压设备相邻两个冲头间的距离相等，输料台上弹性连接有多组料件夹具，料件夹具分别位于每个冲头下方，料件夹具弹性夹设于料件两侧，输料台及冲头交替动作，冲头的起始动作为下移，输料台的起始动作为向背离料件传输方向平移，冲头首先动作。

应用有这种冲压件输送机构的冲压设备在工作时，各冲压工位的位置不变，冲压件输送机构将冲压后的半成品工件输送至下一工位，各冲压工位同时工作，每次冲压成型一个钢壳。

为了保证冲压件输送机构与工件顺利配合，冲头在单次冲压结束后需要将工件从下方的模具内带出，即要求冲头与工件之间的摩擦力大于工件自身重力及其与模具之间的摩擦力之和；工件在经过料件夹具处时被夹具夹持住，与冲头脱离，即要求工件自身重力及其与夹具之间的摩擦力之和大于冲头与工件之间的摩擦力。若其中任意一个环节出现问题，导致工件停留在模具或者冲头上，与从上一工序中输送过来的工件重叠，都容易使设备卡死或损坏。而上述过程受到工件自身重力的影响，难以做到精确地控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生产电池钢壳的冲压设备，具有在水平面内进行冲压动作，工件的移动方向与其所受重力垂直，移动时不受重力影响，只需要考虑冲头、夹具、模具与工件之间的摩擦力即可，便于精准控制的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于生产电池钢壳的冲压设备，包括冲压台，所述冲压台上设有若干组夹具和冲压工位，所述冲压工位包括模具和冲头，还包括架设在冲压台中部的转轴，所述转轴沿竖直方向设置，转轴上套设有套筒，所述套筒与转轴转动连接，套筒顶部架设有旋转支架，各组所述夹具和冲压工位环绕转轴均匀分布，且夹具与旋转支架相连，同一组冲压工位上的模具和冲头则沿转轴的径线方向排列，冲头沿转轴的径线方向设置，所述冲压台上还设有用于驱动套筒旋转的第一驱动电机、用于驱使冲头沿自身轴线方向移动的驱动机构，所述第一驱动电机的机轴与套筒之间设有齿轮组相连。

通过采用上述技术方案，模具和冲头均沿转轴的径线方向设置，在水平面内进行冲压动作，工件的移动方向与其所受重力垂直，移动时不受重力影响，只需要考虑冲头、夹具、模具与工件之间的摩擦力即可，便于精准控制；驱动机构驱使各冲压工位上的冲头完成冲压动作后，冲头将工件从模具内带出，经过夹具时工件被夹具夹住，与冲头脱离，此时第一驱动电机驱动套筒旋转一定角度，夹具随套筒上的旋转支架旋转，带动工件与下一冲压工位对齐，进行后续冲压加工。

进一步的，所述驱动机构包括驱动环、用于驱使驱动环旋转的第二驱动电机、若干滑块，所述滑块与冲头分别固接，滑块沿转轴的径线方向滑动设置在冲压台上，滑块上表面设有驱动杆，所述驱动环与转轴同轴，驱动环位于滑块上方，驱动环的侧壁上设有与第二驱动电机相配合的从动齿条，且从动齿条呈弧形设置，驱动环的上表面开设有若干通槽，且通槽相对于转轴的径线方向倾斜设置，所述驱动杆沿竖直方向设置，驱动杆穿设于通槽内。

通过采用上述技术方案，第二驱动电机通过从动齿条带动驱动环旋转，在此过程中，通槽内壁挤压驱动杆，在驱动杆无法沿转轴周向移动的情况下使驱动杆沿转轴径向移动，驱动杆带动滑块在冲压台上滑移，最终使冲头沿转轴的径线方向移动，完成冲压动作和复位动作。

进一步的，所述从动齿条位于驱动环的外侧壁上，所述冲压台上设有主动齿条和转盘，所述主动齿条与从动齿条相切，主动齿条沿自身长度方向滑动设置在冲压台上，所述转盘转动架设在冲压台上，转盘沿水平方向设置，转盘一端与第二驱动电机相连，另一端铰接有连杆，所述连杆朝向转盘的一端不与转盘的轴心重合，连杆背向转盘的一端与主动齿条铰接。

通过采用上述技术方案，第二驱动电机驱动转盘旋转，转盘则通过连杆牵引主动齿条移动，由于连杆与转盘的铰接点不在转盘轴心，故主动齿条在连杆的带动下沿自身长度方向往复滑动，并通过与之啮合的从动齿条驱使驱动环正反转，最终实现冲头沿自身长度方向上往复运动。

进一步的，所述冲压台上架设有限位板，所述限位板与主动齿条背向从动齿条的一侧相抵。

通过采用上述技术方案，限位板与主动齿条背向从动齿条的一侧相抵，保证二者啮合稳定，顺利传动。

进一步的，所述冲压台上转动架设有传动齿轮，所述传动齿轮的轴线竖直，传动齿轮与从动齿条啮合，所述第二驱动电机的机轴与传动齿轮相连。

通过采用上述技术方案，第二驱动电机的机轴沿正向和逆向交替转动，通过传动齿轮直接带动从动齿条来回转动，最终实现冲头沿自身长度方向上往复运动。

进一步的，所述模具的型腔底面开设有沉孔，所述沉孔内滑动设有顶针，所述顶针沿冲头的长度方向设置，顶针与沉孔底部之间设有弹簧。

通过采用上述技术方案，冲压工件时，冲头挤压工件，并通过工件将顶针压入沉孔内，顶针不影响冲压动作；冲压结束后，冲头退回，顶针被弹簧弹出，将工件从模具上顶出，从而使工件更好地随冲头与模具脱离。

进一步的，所述沉孔底部开设有通孔，所述通孔内滑动设有限位杆，所述限位杆一端与顶针相连，限位杆上套设有限位环，所述限位环成对设置在通孔两端。

通过采用上述技术方案，当顶针恰好被压入沉孔时，位于沉孔内的限位环与沉孔底部相抵，阻止顶针继续移动，顶针能够较好地对工件进行支撑；当弹簧将顶针从沉孔内弹出一定距离后，位于沉孔外的限位环与模具另一侧相抵，阻止顶针继续弹出，避免顶针与沉孔完全脱离。

进一步的，所述第一驱动电机采用步进电机。

通过采用上述技术方案，采用步进电机，能够实现对套筒的精准控制，使其在一定的时间间隔下旋转一定的角度，进而使夹具带动工件逐个与冲压工位对齐。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.在水平面内进行冲压动作，工件的移动方向与其所受重力垂直，移动时不受重力影响，只需要考虑冲头、夹具、模具与工件之间的摩擦力即可，便于精准控制；

2.通过设置顶针，能够使工件与模具顺利脱离。

附图说明

图1是实施例1的整体结构示意图；

图2是实施例1中第一驱动电机、套筒之间连接关系示意图；

图3是实施例1中驱动机构的结构示意图；

图4是实施例1中首个冲压工位的结构示意图；

图5是实施例1中模具的结构示意图；

图6是实施例2中第二驱动电机、驱动环之间连接关系示意图。

图中，1、冲压台；2、夹具；3、冲压工位；4、驱动机构；11、转轴；12、套筒；13、旋转支架；14、第一驱动电机；31、模具；32、冲头；33、沉孔；34、顶针；35、弹簧；36、通孔；37、限位杆；38、限位环；39、冲压孔；41、驱动环；42、第二驱动电机；43、滑块；44、驱动杆；45、从动齿条；46、通槽；47、主动齿条；48、转盘；49、连杆；410、限位板；411、传动齿轮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种用于生产电池钢壳的冲压设备，如图1所示，包括沿水平方向设置的圆形冲压台1，冲压台1上设有八组夹具2和冲压工位3，且八组夹具2和冲压工位3环绕冲压台1的轴心均匀分布。夹具2可绕冲压台1的轴心旋转，将工件搬运至下一冲压工位3。八个冲压工位3首尾相连，且首个冲压工位3用于裁切母带，之后的六个冲压工位3用于塑形，末尾的冲压工位3用于切边，并最终成型电池钢壳。

如图1和图2所示，转轴11沿竖直方向设置，其底端与冲压台1的中心固接，套筒12则同轴套设在转轴11上，与转轴11转动连接。第一驱动电机14架设在冲压台1上，其机轴竖直，与套筒12之间通过齿轮组传动，且第一驱动电机14采用步进电机。

如图1和图2所示，套筒12顶端架设有旋转支架13，旋转支架13沿水平方向设置，各夹具2与旋转支架13的外沿固定连接。第一驱动电机14每间隔一定时间，驱使套筒12旋转45°，旋转支架13随套筒12旋转，并带动夹具2绕冲压台1的中心转动，夹具2将工件转移至下一冲压工位3，进行下一步的冲压加工。

如图1和图3所示，各冲压工位3均由模具31和冲头32组成，同一冲压工位3上的模具31和冲头32沿冲压台1的径线方向排列，且模具31在内。

如图1和图3所示，模具31与冲压台1固定连接，冲头32则沿冲压台1的径线方向设置，并沿长度方向滑动设置在冲压台1上，由驱动机构4统一驱动。

如图1和图3所示，驱动机构4包括第二驱动电机42、转盘48、连杆49、主动齿条47、从动齿条45、驱动环41、驱动杆44和滑块43，上述结构依次连接。

如图3所示，第二驱动电机42与冲压台1固接，其机轴水平。转盘48沿水平方向设置，并转动架设在冲压台1上，通过伞齿轮组与第二驱动电机42的机轴相连。主动齿条47沿水平方向设置，并指向转盘48轴心，沿自身长度方向滑动设置在冲压台1上，其朝向转盘48一端与连杆49铰接，连杆49背向主动齿条47一端则与转盘48上表面的边沿处铰接。

第二驱动电机42驱使转盘48旋转，转盘48通过连杆49牵引主动齿条47，使主动齿条47沿自身轴线往复移动。

如图3所示，驱动环41沿水平方向设置，并与转轴11同轴。从动齿条45呈弧形设置，与驱动环41的外侧壁固接，其锯齿面背向驱动环41设置。主动齿条47与从动齿条45相切，且二者相互啮合。

主动齿条47往复移动时，通过从动齿条45传动，使驱动环41沿自身周向在小范围内来回转动。

如图3所示，冲压台1上固定连接有限位板410，且限位板410与主动齿条47背向从动齿条45的一侧相抵，使主动齿条47与从动齿条45稳定啮合。

如图3所示，驱动环41位于各滑块43的正上方，其上表面开设有通槽46。通槽46呈弧形设置，整体相对于驱动环41的径线方向倾斜。冲头32与对应的滑块43固接，滑块43则沿冲头32的长度方向滑动设置在冲压台1上，其上表面固设有驱动杆44。驱动杆44沿竖直方向设置，并穿入通槽46，与通槽46的内壁相抵。

驱动环41旋转时，通槽46的内壁挤压驱动杆44，而驱动杆44和滑块43只能沿驱动环41的径线方向移动，最终实现冲头32沿自身轴线方向的往复运动。

如图1和图4所示，首个冲压工位3中的模具31和冲头32均设置在夹具2背向转轴11的一侧，其它冲压工位3中的模具31和冲头32则分别位于夹具2两侧。

如图4所示，首个冲压工位3中的模具31上开设有前后通透的冲压孔39，冲压孔39与冲头32相对，其大小即为需要从母带上裁切下来的板料的大小。裁切母带时，冲头32将母带抵在模具31上，然后继续移动，巨大的剪切力将母带裁切开来，得到的板料被冲头32从冲压孔39另一端顶出，然后被夹具2夹持固定。

如图1和图5所示，除了首个冲压工位3之外的其它冲压工位3，其结构类似。以其中一个冲压工位3为例，模具31的型腔底面开设有圆形沉孔33，且沉孔33与冲头32同轴。

如图5所示，顶针34与冲头32同轴，其直径等于沉孔33的内径，并沿自身长度方向滑动设置在沉孔33内。此外，顶针34与沉孔33底部之间设有弹簧35，弹簧35也与冲头32同轴，且始终处于压缩状态。

如图5所示，沉孔33底部开设有通孔36，通孔36与沉孔33同轴设置，其内径小于弹簧35的直径。限位杆37滑动设置在通孔36内，其直径等于通孔36的内径。此外，限位杆37一端从沉孔33底部穿出，套设有限位环38，并与顶针34的端面固接，其另一端从模具31背向冲头32的一侧穿出，也套设有限位环38。

冲压工件时，冲头32挤压工件，并通过工件将顶针34恰好压入沉孔33内。此时位于沉孔33内的限位环38与沉孔33底面相抵，顶针34无法继续移动，对工件进行支撑。冲压结束后，冲头32退回，顶针34被弹簧35弹出，直至位于沉孔33外的限位环38与模具31背向冲头32的一侧相抵。在此过程中，顶针34将工件从模具31上顶出，使工件更好地随冲头32与模具31脱离。

具体实施过程：

第二驱动电机42带动驱动环41旋转，进而驱使各冲头32朝向转轴11的轴心移动，在水平面内完成冲压动作。此后驱动环41反向转动，驱使各冲头32背向转轴11的轴心移动，将工件从模具31上带出，在工件被夹具2夹住后与工件脱离。第一驱动电机14驱使套筒12和旋转支架13转动45°，夹具2将工件转移至下一工位。重复上述操作，即可连续冲压制得电池钢壳。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于，如图6所示，传动齿轮411转动架设在冲压台1上，其轴线竖直，与从动齿条45啮合。第二驱动电机42的机轴与传动齿轮411相连，通过传动齿轮411直接驱使驱动环41旋转。

具体实施过程：

第二驱动电机42正转，驱使驱动环41正向旋转，将驱动杆44压向驱动环41的中心，完成冲压。第二驱动电机42反转，驱使驱动环41反向旋转，进而使驱动杆44远离驱动环41的中心，使冲头32退回。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种用于生产电池钢壳的冲压设备，包括冲压台（1），所述冲压台（1）上设有若干组夹具（2）和冲压工位（3），所述冲压工位（3）包括模具（31）和冲头（32），其特征在于：还包括架设在冲压台（1）中部的转轴（11），所述转轴（11）沿竖直方向设置，转轴（11）上套设有套筒（12），所述套筒（12）与转轴（11）转动连接，套筒（12）顶部架设有旋转支架（13），各组所述夹具（2）和冲压工位（3）环绕转轴（11）均匀分布，且夹具（2）与旋转支架（13）相连，同一组冲压工位（3）上的模具（31）和冲头（32）则沿转轴（11）的径线方向排列，冲头（32）沿转轴（11）的径线方向设置，所述冲压台（1）上还设有用于驱动套筒（12）旋转的第一驱动电机（14）、用于驱使冲头（32）沿自身轴线方向移动的驱动机构（4），所述第一驱动电机（14）的机轴与套筒（12）之间设有齿轮组相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产电池钢壳的冲压设备，其特征在于：所述驱动机构（4）包括驱动环（41）、用于驱使驱动环（41）旋转的第二驱动电机（42）、若干滑块（43），所述滑块（43）与冲头（32）分别固接，滑块（43）沿转轴（11）的径线方向滑动设置在冲压台（1）上，滑块（43）上表面设有驱动杆（44），所述驱动环（41）与转轴（11）同轴，驱动环（41）位于滑块（43）上方，驱动环（41）的侧壁上设有与第二驱动电机（42）相配合的从动齿条（45），且从动齿条（45）呈弧形设置，驱动环（41）的上表面开设有若干通槽（46），且通槽（46）相对于转轴（11）的径线方向倾斜设置，所述驱动杆（44）沿竖直方向设置，驱动杆（44）穿设于通槽（46）内。

3.根据权利要求2所述的一种用于生产电池钢壳的冲压设备，其特征在于：所述从动齿条（45）位于驱动环（41）的外侧壁上，所述冲压台（1）上设有主动齿条（47）和转盘（48），所述主动齿条（47）与从动齿条（45）相切，主动齿条（47）沿自身长度方向滑动设置在冲压台（1）上，所述转盘（48）转动架设在冲压台（1）上，转盘（48）沿水平方向设置，转盘（48）一端与第二驱动电机（42）相连，另一端铰接有连杆（49），所述连杆（49）朝向转盘（48）的一端不与转盘（48）的轴心重合，连杆（49）背向转盘（48）的一端与主动齿条（47）铰接。

4.根据权利要求3所述的一种用于生产电池钢壳的冲压设备，其特征在于：所述冲压台（1）上架设有限位板（410），所述限位板（410）与主动齿条（47）背向从动齿条（45）的一侧相抵。

5.根据权利要求2所述的一种用于生产电池钢壳的冲压设备，其特征在于：所述冲压台（1）上转动架设有传动齿轮（411），所述传动齿轮（411）的轴线竖直，传动齿轮（411）与从动齿条（45）啮合，所述第二驱动电机（42）的机轴与传动齿轮（411）相连。

6.根据权利要求1所述的一种用于生产电池钢壳的冲压设备，其特征在于：所述模具（31）的型腔底面开设有沉孔（33），所述沉孔（33）内滑动设有顶针（34），所述顶针（34）沿冲头（32）的长度方向设置，顶针（34）与沉孔（33）底部之间设有弹簧（35）。

7.根据权利要求6所述的一种用于生产电池钢壳的冲压设备，其特征在于：所述沉孔（33）底部开设有通孔（36），所述通孔（36）内滑动设有限位杆（37），所述限位杆（37）一端与顶针（34）相连，限位杆（37）上套设有限位环（38），所述限位环（38）成对设置在通孔（36）两端。

8.根据权利要求1所述的一种用于生产电池钢壳的冲压设备，其特征在于：所述第一驱动电机（14）采用步进电机。

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