CN113414293B - 一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统，包括依次设置的拉伸工位、修边工位、翻边整形工位和冲孔工位，四个工位上分别对应设置有拉伸模具、修边模具、翻边整形模具和冲孔模具；生产时，依次对待加工板材进行拉伸成型、外边缘冲切修边、外边缘折弯翻边以及冲孔处理；所述拉伸模具的凹模外圈设置有不等高的第一压边筋结构，所述拉伸模具的凸模外圈设置有第二压边筋结构，所述第一压边筋结构与所述第二压边筋结构配合用于控制材料流动方向以防止开裂起皱；本发明提供的一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统，采用四个工位和对应的四个模具，能够对产品一次性冲压成型，其气密性好，能够满足产品气密性要求。

Description

一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统

技术领域

本发明涉及冲压成型领域，特别是涉及一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，以及现在提倡的环保、节能、绿色生态地球的趋势，新能源汽车在国家的大力支持下，发展越来越壮大，应用越来越广泛，与新能源汽车配套的电池包模块也相应地随之快速发展。电池包上盖是电池包模块中重要的零部件，它决定着电池包模块的使用寿命和质量。

如图1所示，现有电池包上盖在一侧具有凸起部，在四周边缘具有折弯边，在中部以及四周边缘具有多个通孔。由于电池包上盖的体积较大，为了降低模具难度，现有的工艺是将电池包上盖分解为两个部分制造，待两部分单独制造完成后再通过焊接的方式将两部分连接为一个整体，电池包上盖在新能源汽车使用中具有严格的气密性要求，采用焊接方式势必会对保持气密性带来不利影响，难以满足气密性要求；并且现有工艺制造工序繁琐，加工效率较低，不利于生产制造。

发明内容

（一）要解决的技术问题。

本发明所要解决的问题是提供一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统，以克服现有电池包上盖气密性差和加工效率低的缺陷。

（二）技术方案。

为解决所述技术问题，本发明提供一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统，包括依次设置的拉伸工位、修边工位、翻边整形工位和冲孔工位，四个工位上分别对应设置有拉伸模具、修边模具、翻边整形模具和冲孔模具；生产时，依次对待加工板材进行拉伸成型、外边缘冲切修边、外边缘折弯翻边以及冲孔处理；所述拉伸模具的第一凹模外圈设置有不等高的第一压边筋结构，所述拉伸模具的第一凸模外圈设置有第二压边筋结构，所述第一压边筋结构与所述第二压边筋结构配合用于控制材料流动方向以防止开裂起皱。本冲压系统，采用四个工位和对应的四个模具，能够对产品一次性冲压成型，其加工效率高，成型质量好，能够满足产品气密性要求。

进一步的，所述第一压边筋结构包括第一压边筋和第二压边筋，所述第一凹模的两侧对称安装有可上下调节的第一浮动压边圈，所述第一浮动压边圈上设置有弧形压边筋，所述第一压边筋和所述第二压边筋通过所述弧形压边筋连接，所述弧形压边筋的内侧设置有第三压边筋。所述第二压边筋结构包括与所述第一压边筋配合的第四压边筋以及与所述第二压边筋配合的第五压边筋，所述第一凸模的两侧对称安装有可上下调节的第二浮动压边圈，所述第二浮动压边圈上设置有与所述弧形压边筋配合的弧形流道以及与所述第三压边筋配合的直线流道。采用不等高的第一压边筋结构和第二压边筋结构配合，冲压时能够控制物料的流动方向，防止物料堆积，避免产品开裂和起皱，确保成型质量。

进一步的，所述拉伸模具包括与所述第一凸模连接的第一下模座以及与所述第一凹模连接的第一上模座，所述第一上模座的上端以及所述第一下模座的下端均设置有快速码模结构，所述快速码模结构包括多个设置在所述第一上模座或所述第一下模座上的基准孔。采用快速码模结构，精准定位，缩短架模时间，提高效率。

进一步的，所述拉伸模具还包括可相对所述第一下模座滑动的脱料板，所述脱料板的上端设置有导入式定位结构；所述导入式定位结构包括多个围绕所述第一凸模外圈设置的导入架，所述导入架朝向所述第一凸模的一侧设置有弧形导向面。采用导入式定位结构，方便机械手将材料快速准确的导入到指定位置，提高加工效率。

进一步的，所述第一凸模套装在所述脱料板内，所述第一凸模的下端通过多个T型键定位安装在所述第一下模座上，所述第一下模座上设置有多个与所述T型键配合的定位键槽。采用T型键，能够精确定位第一凸模水平面内的XY方向，定位精准，确保成型质量。

进一步的，所述第一下模座与所述脱料板之间安装有氮气弹簧，所述氮气弹簧用于所述脱料板的复位；所述脱料板的内壁上安装有多个耐磨板，所述耐磨板用于所述脱料板的导向和润滑。采用大吨位的氮气弹簧，使模具结构更加精密、高效和长寿，比常规元件更加的稳定，提高产品质量；采用耐磨板润滑和导向，能够最大程度防止模具成型过程中侧向力对产品的影响。

进一步的，所述第一上模座在位于所述第一凹模的外圈设置有多个限位柱，所述脱料板上设置有与所述限位柱对应的缓冲垫。采用限位柱，防止模具空压生产对模具的损坏，并能控制物料的流动。

进一步的，所述脱料板和所述第一上模座上对应设置有分段式的第一冲切刀，所述脱料板在位于所述第一冲切刀的侧端向下倾斜设置有第一废料导板。第一冲切刀等易损件采用分段式快拆结构，方便维修，可达到不下机床维修模具的目的。设置第一废料导板，使废料顺利划出模具，防止废料堆积在模具内。

进一步的，所述修边模具包括第二上模座和第二下模座，所述第二上模座上安装有第二凹模，所述第二下模座上设置有第二凸模，所述第二上模座和所述第二下模座上分别设置有分段式且为环形的第二冲切刀，所述第二下模座两侧设置有第二废料导板；所述翻边整形模具包括第三上模座和第三下模座，所述第三上模座上安装有第三凹模，所述第三下模座上设置有第三凸模，所述第三上模座上设置有分段式的折边刀；所述冲孔模具包括第四上模座和第四下模座，所述第四上模座上安装有第四凹模，所述第四下模座上设置有第四凸模，所述第四上模座上设置有多个冲孔刀。

（三）有益效果。

本发明提供的一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统，通过四个工位和四个模具的配合，生产时在四个工位上通过四个冲压模具依次对待加工板材进行拉伸成型、外边缘冲切修边、外边缘折弯翻边以及冲孔处理，从而能够对产品进行一次性冲压成型，其加工质量好，产品能够满足气密性要求；本冲压系统，采用四个连贯工序就能完成产品制造，其加工工序简单，自动化程度高，加工效率高；采用不等高的压边筋结构，能够控制物料的流动方向，防止起皱，拉伸成型质量好；克服了现有电池包上盖气密性差和加工效率低的缺陷。

附图说明

图1为新能源汽车电池包上盖的立体图。

图2为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统拉伸模具的立体图。

图3为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统拉伸模具的爆炸图。

图4为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统拉伸模具第一凹模的立体图。

图5为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统拉伸模具第一压边筋结构的立体图。

图6为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统拉伸模具第二压边筋结构的立体图。

图7为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统拉伸模具冲压时第一压边筋与第四压边筋配合的结构示意图。

图8为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统拉伸模具冲压时第一浮动压边圈与第二浮动压边圈配合的结构示意图。

图9为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统拉伸模具导入式定位结构的立体图。

图10为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统拉伸模具下部的爆炸图。

图11为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统修边模具的爆炸图。

图12为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统修边模具第二上模座的立体图。

图13为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统翻边整形模具的爆炸图。

图14为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统翻边整形模具第三上模座的立体图。

图15为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统冲孔模具的爆炸图。

图16为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统冲孔模具第四上模座的立体图。

图17为本发明一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统各工序的流程示意简图。

图中各个附图标记的对应的部件名称是：1、拉伸模具；2、修边模具；3、翻边整形模具；4、冲孔模具；5、第一凸模；6、第一凹模；7、第一压边筋；8、第二压边筋；9、第一浮动压边圈；10、弧形压边筋；11、第三压边筋；12、第四压边筋；13、第五压边筋；14、第二浮动压边圈；15、弧形流道；16、直线流道；17、第一下模座；18、第一上模座；19、基准孔；20、脱料板；21、导入架；22、弧形导向面；23、T型键；24、定位键槽；25、氮气弹簧；26、耐磨板；27、限位柱；28、缓冲垫；29、第一冲切刀；30、第一废料导板；201、第二上模座；202、第二下模座；203、第二凹模；204、第二凸模；205、第二冲切刀；206、第二废料导板；301、第三上模座；302、第三下模座；303、第三凹模；304、第三凸模；305、折边刀；401、第四上模座；402、第四下模座；403、第四凹模；404、第四凸模；405、冲孔刀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参阅图2至图17，本实施例提供一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统，包括依次设置的拉伸工位、修边工位、翻边整形工位和冲孔工位，每个工位上均安装有冲压机，位于拉伸工位的冲压机上安装有拉伸模具1，位于修边工位的冲压机上安装有修边模具2，位于翻边整形工位的冲压机上安装有翻边整形模具3，位于冲孔工位的冲压机上安装有冲孔模具4。生产时，板材依次在拉伸工位上通过拉伸模具1对其进行拉伸成型，在修边工位上通过修边模具2对其四周外边缘进行冲切修边，在翻边整形工位上通过翻边整形模具3对其四周外边缘进行折弯翻边，在冲孔工位上通过冲孔模具4对其进行冲孔处理。在拉伸模具的入料端、相邻两个模具之间以及冲孔模具的下料端均安装有机械手，机械手上设置有吸盘，通过机械手进行上下料以及物料的移动，自动化程度高，加工效率高，人工强度小。

参阅图2和图3，拉伸模具包括与产品仿形的第一凸模5以及可相对第一凸模5滑动的第一凹模6，第一凹模6外圈设置有不等高的第一压边筋结构，第一凸模5外圈设置有与第一压边筋结构配合的第二压边筋结构，第一压边筋结构与第二压边筋结构配合用于控制材料流动方向以防止开裂起皱。参阅图1，在产品的一侧具有凸起部，凸起部的两侧与板材连接的位置处于拉伸高低交界，有起皱的风险；本拉伸模具在易起皱的位置处对应设置有不等高的第一压边筋结构和第二压边筋结构，冲压时能够控制物料的流动方向，防止物料堆积，避免产品开裂和起皱，确保成型质量。

参阅图4和图5，第一压边筋结构包括U形的第一压边筋7和C形的第二压边筋8，第一凹模6的两侧对称安装有可上下调节的第一浮动压边圈9，第一浮动压边圈9上设置有弧形压边筋10，第一压边筋7和第二压边筋8通过弧形压边筋10连接，第一浮动压边圈9处于易起皱的对应位置，可通过调节第一浮动压边圈9的控制弧形压边筋10的高度，使弧形压边筋10与第一压边筋7和第二压边筋8高度不同；弧形压边筋10的内侧设置有第三压边筋11。参阅图3和图6，第二压边筋结构包括与第一压边筋7配合的第四压边筋12以及与第二压边筋8配合的第五压边筋13，第一凸模5的两侧对称安装有可上下调节的第二浮动压边圈14，第二浮动压边圈14上设置有与弧形压边筋10配合的弧形流道15以及与第三压边筋11配合的直线流道16。

参阅图7和图8，冲压合模后，第一压边筋7与第四压边筋12位置错位，第二压边筋8与第五压边筋13位置错位，弧形压边筋10与弧形流道15相对应，第三压边筋11与直线流道16相对应；采用不等高的第一压边筋结构和第二压边筋结构配合，在压紧的地方使物料流动速度变慢，在压松的地方使物料流动速度变快，从而控制物料的流动方向，防止起皱。

参阅图1、图2和图10，拉伸模具1包括与第一凸模5连接的第一下模座17以及与第一凹模6连接的第一上模座18，第一上模座18的上端以及第一下模座17的下端均设置有快速码模结构，快速码模结构包括多个设置在第一上模座18或第一下模座17上的基准孔19，冲压机上设置有与基准孔19配合的定位凸台。采用快速码模结构，精准定位，缩短架模时间，提高效率。

参阅图3和图9，拉伸模具1还包括可相对第一下模座17滑动的脱料板20，脱料板20的上端设置有导入式定位结构；导入式定位结构包括多个围绕第一凸模5外圈设置的导入架21，导入架21朝向第一凸模5的一侧设置有弧形导向面22。采用导入式定位结构，方便机械手将材料快速准确的导入到指定位置，提高加工效率。

参阅图10，第一凸模5套装在脱料板20内，第一凸模5的下端通过多个T型键23定位安装在第一下模座17上，第一下模座17上设置有多个与T型键23配合的定位键槽24。采用T型键，能够精确定位第一凸模水平面内的XY方向，定位精准，确保成型质量。第一下模座17与脱料板20之间安装有氮气弹簧25，氮气弹簧25用于脱料板20的复位；脱料板20的内壁上安装有多个耐磨板26，耐磨板26用于脱料板20的导向和润滑。采用大吨位的氮气弹簧，使模具结构更加精密、高效和长寿，比常规元件更加的稳定，提高产品质量。采用耐磨板润滑和导向，能够最大程度防止模具成型过程中侧向力对产品的影响。

参阅图3和图4，第一上模座18在位于第一凹模6的外圈设置有多个限位柱27，脱料板20上设置有与限位柱27对应的缓冲垫28；采用限位柱，防止模具空压生产对模具的损坏，并能控制物料的流动。脱料板20和第一上模座18上对应设置有分段式的第一冲切刀29，脱料板20在位于第一冲切刀29的侧端向下倾斜设置有第一废料导板30。第一冲切刀等易损件采用分段式快拆结构，方便维修，达到不下机床维修模具的目的。设置第一废料导板，使废料顺利划出模具，防止废料堆积在模具内。

参阅图11和图12，修边模具2包括第二上模座201和第二下模座202，第二上模座201上安装有第二凹模203，第二下模座202上设置有第二凸模204，第二上模座201和第二下模座202上分别设置有分段式且为环形的第二冲切刀205，第二下模座202两侧设置有第二废料导板206。参阅图13和图14，翻边整形模具3包括第三上模座301和第三下模座302，第三上模座301上安装有第三凹模303，第三下模座302上设置有第三凸模304，第三上模座301上设置有分段式的折边刀305。参阅图15和图16，冲孔模具4包括第四上模座401和第四下模座402，第四上模座401上安装有第四凹模403，第四下模座402上设置有第四凸模404，第四上模座401上设置有多个冲孔刀405。第二冲切刀和折边刀等易损件采用分段式快拆结构，方便维修，可达到不下机床维修模具的目的。

现有采用焊接的工艺，对产品的气密性会带来不利影响；本实施例提供的一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统，对现有工艺进行改进，其采用四个工位和四个模具的配合，生产时在四个工位上通过四个冲压模具依次对待加工板材进行拉伸成型、外边缘冲切修边、外边缘折弯翻边以及冲孔处理，从而能够对产品进行一次性冲压成型，其气密性好，能够满足国标中要求的起火后至少五分钟逃生时间；本冲压系统，采用四个连贯工序就能完成产品制造，其加工工序简单，自动化程度高，加工效率高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种新能源汽车电池包上盖的冲压系统，其特征在于：包括依次设置的拉伸工位、修边工位、翻边整形工位和冲孔工位，四个工位上分别对应设置有拉伸模具（1）、修边模具（2）、翻边整形模具（3）和冲孔模具（4）；生产时，依次对待加工板材进行拉伸成型、外边缘冲切修边、外边缘折弯翻边以及冲孔处理；所述拉伸模具（1）的第一凹模（6）外圈设置有不等高的第一压边筋结构，所述拉伸模具（1）的第一凸模（5）外圈设置有第二压边筋结构，所述第一压边筋结构与所述第二压边筋结构配合用于控制材料流动方向以防止开裂起皱；

所述第一压边筋结构包括第一压边筋（7）和第二压边筋（8），所述第一凹模（6）的两侧对称安装有可上下调节的第一浮动压边圈（9），所述第一浮动压边圈（9）上设置有弧形压边筋（10），所述第一压边筋（7）和所述第二压边筋（8）通过所述弧形压边筋（10）连接，所述弧形压边筋（10）的内侧设置有第三压边筋（11）；

所述第二压边筋结构包括与所述第一压边筋（7）配合的第四压边筋（12）以及与所述第二压边筋（8）配合的第五压边筋（13），所述第一凸模（5）的两侧对称安装有可上下调节的第二浮动压边圈（14），所述第二浮动压边圈（14）上设置有与所述弧形压边筋（10）配合的弧形流道（15）以及与所述第三压边筋（11）配合的直线流道（16）。

2.如权利要求1所述的新能源汽车电池包上盖的冲压系统，其特征在于：所述拉伸模具（1）包括与所述第一凸模（5）连接的第一下模座（17）以及与所述第一凹模（6）连接的第一上模座（18），所述第一上模座（18）的上端以及所述第一下模座（17）的下端均设置有快速码模结构，所述快速码模结构包括多个设置在所述第一上模座（18）或所述第一下模座（17）上的基准孔（19）。

3.如权利要求2所述的新能源汽车电池包上盖的冲压系统，其特征在于：所述拉伸模具（1）还包括可相对所述第一下模座（17）滑动的脱料板（20），所述脱料板（20）的上端设置有导入式定位结构；所述导入式定位结构包括多个围绕所述第一凸模（5）外圈设置的导入架（21），所述导入架（21）朝向所述第一凸模（5）的一侧设置有弧形导向面（22）。

4.如权利要求3所述的新能源汽车电池包上盖的冲压系统，其特征在于：所述第一凸模（5）套装在所述脱料板（20）内，所述第一凸模（5）的下端通过多个T型键（23）定位安装在所述第一下模座（17）上，所述第一下模座（17）上设置有多个与所述T型键（23）配合的定位键槽（24）。

5.如权利要求3所述的新能源汽车电池包上盖的冲压系统，其特征在于：所述第一下模座（17）与所述脱料板（20）之间安装有氮气弹簧（25），所述氮气弹簧（25）用于所述脱料板（20）的复位；所述脱料板（20）的内壁上安装有多个耐磨板（26），所述耐磨板（26）用于所述脱料板（20）的导向和润滑。

6.如权利要求3所述的新能源汽车电池包上盖的冲压系统，其特征在于：所述第一上模座（18）在位于所述第一凹模（6）的外圈设置有多个限位柱（27），所述脱料板（20）上设置有与所述限位柱（27）对应的缓冲垫（28）。

7.如权利要求3所述的新能源汽车电池包上盖的冲压系统，其特征在于：所述脱料板（20）和所述第一上模座（18）上对应设置有分段式的第一冲切刀（29），所述脱料板（20）在位于所述第一冲切刀（29）的侧端向下倾斜设置有第一废料导板（30）。

8.如权利要求1所述的新能源汽车电池包上盖的冲压系统，其特征在于：所述修边模具（2）包括第二上模座（201）和第二下模座（202），所述第二上模座（201）上安装有第二凹模（203），所述第二下模座（202）上设置有第二凸模（204），所述第二上模座（201）和所述第二下模座（202）上分别设置有分段式且为环形的第二冲切刀（205），所述第二下模座（202）两侧设置有第二废料导板（206）；

所述翻边整形模具（3）包括第三上模座（301）和第三下模座（302），所述第三上模座（301）上安装有第三凹模（303），所述第三下模座（302）上设置有第三凸模（304），所述第三上模座（301）上设置有分段式的折边刀（305）；

所述冲孔模具（4）包括第四上模座（401）和第四下模座（402），所述第四上模座（401）上安装有第四凹模（403），所述第四下模座（402）上设置有第四凸模（404），所述第四上模座（401）上设置有多个冲孔刀（405）。

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