CN116765240B - 一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，包括底座和设置于底座上方的冲孔机构﹑翻边机构和铆接机构，底座上固定连接有一L型座板，L型座板顶端固定连接有顶板，顶板上设置有可上下滑动的冲孔机构，冲孔机构通过多个导柱滑动连接至顶板，冲孔机构包括冲孔顶座以及与冲孔顶座固定连接的冲孔底座，本发明冲孔机构、翻边机构和铆接机构使用模块化设计，方便维修更换，但都可通过电机驱动同时工作及分步连续工作，此模具内可实现冲孔、翻边和铆接的生产工艺，该模具具有效率高、稳定性好、速度快等优点，这种铆接方式较现有技术相比，更加牢固，不易撕裂，连接处阻抗小，比较适用于大功率的动力电池，安全可靠性大大提升。
Description
技术领域
本发明属于铆接模具技术领域，特别是涉及一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具。
背景技术
目前在对锂电池正负极片材和极耳的连接结构，如图8所示，一般采用点焊或超声波焊接的方式进行加工，使极耳1和极片2进行连接，在动力锂电池领域，此焊接方式片层之间非焊点部位由于存在缝隙，导致阻抗较大，且在焊接过程中可能会导致极耳撕裂，有鉴于此，有必要对现在连接结构和加工机构进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，以解决上述现有技术所存在的技术问题。
为实现上述目的，本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，包括：底座，底座上固定连接有一L型座板，所述L型座板顶端固定连接有顶板，所述顶板上设置有可上下滑动的冲孔机构，所述冲孔机构包括第一导柱连接块，第一导柱连接块通过多个导柱滑动连接至顶板，第一导柱连接块下侧固定连接一冲孔顶座，冲孔顶座下方固定连接有冲孔底座，所述冲孔底座的底部固定连接有冲针阵列以及弹性浮动的设置在冲针阵列下方的第一压料块，所述第一压料块的下方、位于L型座板上镶嵌有第一镶块，第一镶块内设置有与冲针阵列相配的冲针插入孔；
所述冲孔机构的邻侧设置有翻边机构，翻边机构包括翻边顶块，所述翻边顶块下方固定连接第二导柱连接块，所述第二导柱连接块通过多个导柱滑动连接至顶板，第二导柱连接块的底部固定连接有翻边底座，所述翻边底座的底部固定连接有翻边冲针阵列，所述翻边冲针下方设置有弹性浮动的第二压料块，所述第二压料块的下方、位于L型座板上镶嵌有带矩形孔的第二镶块，第二镶块的矩形孔内设置有弹性浮动的脱料冲头阵列；
所述翻边机构的邻侧设置有铆接机构，所述铆接机构包括通过多个滑柱与顶板固定连接的铆接底板，顶板和铆接底板之间设置有可上下滑动的铆接活动座板，铆接活动座板顶部固定连接一铆接活动柱，铆接活动柱顶部固定连接一铆接驱动座，铆接活动座板前端底部固定连接有一铆压块；
所述L型座板的下侧设置有脱料机构，脱料机构包括与L型座板底部固定连接的脱料固定块，脱料固定块下端通过多根滑柱滑动连接有可上下升降的脱料连接块，脱料连接块的一端固定连接有脱料冲头阵列，脱料冲头阵列上端伸入至第二镶块的矩形孔内。
优选的，第一压料块通过多个滑柱滑动连接至冲孔底座，第一压料块上方设置有第一复位弹簧。
优选的，第二压料块通过多个滑柱滑动连接至翻边底座，第二压料块上方设置有第二复位弹簧。
优选的，所述脱料连接块通过多根滑柱滑动连接在脱料固定块一端，多根滑柱中均设置有第三复位弹簧。
优选的，第一压料块和第二压料块上均设置有上下贯通的冲针通过孔。
优选的，冲孔顶座、翻边顶块和铆接驱动座上端设置有凸轮驱动凹口。
优选的，铆接活动座板上的滑柱上下两端均设置有第四复位弹簧。
优选的，铆压块通过一调节螺丝可上下调节的连接至铆接活动座板。
优选的，冲针阵列、翻边冲针阵列和脱料冲头阵列的数量和位置一一对应。
优选的，脱料冲头阵列正对着L型座板上第二镶块上的矩形孔。
优选的，所述冲孔底座内设置有竖直方向贯通的第一镶孔以及与第一镶孔正交且互相连通的第二镶孔，所述第一镶孔内装有相配的冲针镶块，所述第二镶孔内装有相配的换模镶块，所述冲针镶块一侧设置有与换模镶块互相咬合的卡槽，所述冲针镶块内设置有上下贯通的与冲针相配的冲针插孔，所述冲针阵列呈阵列设置在冲针插孔内，所述冲针阵列的中部设置有凹槽，所述冲针镶块相对的两侧设置有与凹槽连通的冲针卡孔，冲针卡孔内插装有与凹槽卡合的卡销。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过电机加传动轴加凸轮结构驱动冲孔机构、翻边机构和铆接机构，从而达到不需要人工就能将多层片材铆接的目的，本发明还可以连续的实现冲孔、翻边和铆接生产工艺，不仅效率高，速度快，稳定性好，由于本发明L型底座工作面是个平面，模具工作时冲孔机构、翻边机构和铆接机构往下压，工作完成后往上抬升，此设计方便拿取和放入片材，还采用了巧妙的模块化设计，损坏时方便维修更换，再加上此模具对极耳和片材采用的是铆接工艺，片层之间结构分离较小从而阻抗也较小，且反复铆接极耳与片层也不会发生撕裂的现象；这种铆接方式较现有技术相比，更加牢固，不易撕裂，连接处阻抗小，比较适用于大功率的动力电池，安全可靠性大大提升；同时在冲切梅花孔时，冲针可以调节成具有一定的活动余量的状态，从而延长冲针的使用寿命，当需要调节不同间距或不同尺寸的梅花孔时，只需要从拔出换模镶块，冲针镶块连同冲针阵列构成的整体即可脱离冲孔底座，更换相应的组件即可，使整体模具通用性较强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的冲孔机构示意图；
图3为本发明的冲孔底座的结构示意图；
图4为本发明的冲孔底座的分解图；
图5为本发明的翻边机构示意图；
图6为本发明的铆接机构示意图；
图7为本发明的脱料机构示意图；
图8为现有技术的极耳与极片的连接图；
图9为本发明加工艺步骤的极片极耳剖面结构示意图。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图7所示，本发明为一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，包括底座1,底座1上固定连接有一L型座板10,所述L型座板10顶端固定连接有顶板11,所述顶板11上通过导柱55连接有可上下滑动的冲孔机构2,所述冲孔机构2包括第一导柱连接块21,第一导柱连接块21通过多个导柱55滑动连接至顶板11,导柱连接块21上侧固定连接一冲孔顶座22,冲孔顶座22上设置有凸轮驱动凹口50,第一导柱连接块21下方固定连接有冲孔底座23,所述冲孔底座23内设置有竖直方向贯通的第一镶孔231以及与第一镶孔231正交且互相连通的第二镶孔232,所述第一镶孔231内装有相配的冲针镶块27,所述第二镶孔232内装有相配的换模镶块233,所述冲针镶块27一侧设置有与换模镶块233互相咬合的卡槽271,所述冲针镶块27内设置有上下贯通的与冲针阵列24相配的冲针插孔270,所述冲针阵列24呈阵列设置在冲针插孔270内，所述冲针阵列24的中部设置有凹槽241,所述冲针镶块27相对的两侧设置有与凹槽241连通的冲针卡孔272,冲针卡孔272内插装有卡销28；冲针阵列24的下端呈四瓣梅花形状，包含有四个圆形单元，在片材上可以冲出梅花孔形；
通过上述结构，冲针阵列24可以固定在冲孔底座23的底部，在某些场合下需要冲针具有一定的活动余量，这时只需要调节卡销28的直径，可以使冲针阵列24具有稍微的相对于冲针镶块27的上下微动的活动微量，这样可样使冲孔时具有一定的缓冲作用，延长了冲针的使用寿命；当某些冲针发生损坏时，可以从一侧击打卡销从而使卡销28脱出，对发生损坏的冲针阵列24进行更换，当需要调节不同间距或不同尺寸的梅花孔时，只需要从第二镶孔232内拔出换模镶块233,冲针镶块27连同冲针阵列构成的整体即可脱离冲孔底座23,更换相应的组件即可进行调节，使整体模具有较强的通用性；
冲针阵列24下方设置有弹性浮动的第一压料块25,第一压料块25通过滑柱56滑动连接至冲孔底座23,此滑柱56上设置有第一复位弹簧，在第一压料块25上设置有上下贯通的冲针通过孔，所述冲针阵列24的正下方、位于L型座板10上镶嵌有第一镶块26,第一镶块26内设置有与冲针阵列相配的冲针插入孔；冲针阵列24下压时能够穿透电极材料伸入至冲针插入孔内，对材料表面形成初步的预穿孔；
所述冲孔机构2的邻侧设置有翻边机构3,翻边机构包括翻边顶块31,其翻边顶块31上设置有凸轮驱动凹口50,所述翻边顶块31下方固定连接第二导柱连接块32,所述第二导柱连接块32通过多个导柱55滑动连接至顶板11,第二导柱连接块32的底部固定连接有翻边底座33,所述翻边底座33的底部固定连接有翻边冲针阵列34,翻边冲针阵列34其上端呈圆柱形，下端呈带尖的四棱锥形，所述翻边冲针阵列34下方设置有弹性浮动的第二压料块35,第二压料块35设置有上下贯通的翻边冲针通过孔，第二压料块35通过多个滑柱56滑动连接至翻边底座33,第二压料块35上的滑柱56设置有第二复位弹簧，所述翻边冲针阵列34的正下方、位于L型座板上镶嵌带矩形孔的第二镶块36,第二镶块36的矩形孔内设置有弹性浮动的脱料冲头阵列51；当翻边冲针阵列34下压穿透片材时，同时抵压下端的脱料冲头阵列51,当翻边冲针阵列34上抬时，脱料冲头阵列51同时上升复位，将片材顶出并脱离第二镶块36的矩形孔，便于材料后续的向前移动；
所述翻边机构3的邻侧设置有铆接机构4,所述铆接机构4包括通过多个滑柱56与顶板固定连接的铆接底板41,顶板11和铆接底板41之间设置有可通过滑柱56上下滑动连接的铆接活动座板42,铆接活动座板42上的滑柱56上下两端均设置有第四复位弹簧，铆接活动座板42顶部固定连接一铆接活动柱43,铆接活动柱43顶部固定连接一铆接驱动座44,铆接驱动座上有凸轮驱动凹口，铆接活动座板42前端底部固定连接有一铆压块45,铆压块45通过一调节螺丝可上下调节的连接至铆接活动座板42,L型座板10的下侧设置有脱料机构5,脱料冲头阵列51固定连接在脱料连接块52的一端，脱料冲头阵列51尖端的一部分伸入第二镶块36上的矩形孔内，脱料连接块52的一面通过多根滑柱56滑动连接在脱料固定块56一端，脱料连接块52上的滑柱56设置有第三复位弹簧，脱料固定块56一端固定连接在L型座板10一侧。
图8中为现有技术，采用点焊或激光焊的方式将极耳1焊接在多层片材上2。
图9为本发明一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，加工过程示意图第一步先是在冲孔机构处对极耳与极片叠合的片材冲出梅花孔，再移动到翻边机构冲出与片材垂直的翻边，最后在铆接机构抵压下垂直的翻边紧紧的铆接在片材的另一面，其中冲针阵列、翻边冲针阵列和脱料冲头阵列的数量和位置一一对应，这样叠合的片材在经过上述机构时，能够形成位置对应的加工孔形；
本发明工作原理：步骤a,将极耳放置在需要铆接到片材上的位置，再将需要铆接的片材放置在L型座板10上，然后往前推动，在片材移动到冲孔机构2下时，片材停止移动，电机通过传动轴和凸轮结构(图中未示出)驱动冲孔机构2向下滑动，冲孔机构2第一压料块25接触片材后将片材紧紧压在第一镶块26上，同时冲针阵列24继续向下运动，并在极耳与片材上冲出梅花孔(预冲孔),冲梅花孔是为了方便后续翻边机构3冲矩形孔，完成后冲孔机构2通过复位弹簧的作用向上弹起，此时第一压料块25还抵压在片材上起到了脱料的作用，待冲孔机构2上升到一定高度，第一压料块随25冲孔机构2一同抬起，预冲孔过程完成，冲孔机构回复到初始位，再进行下一次循环；
步骤b,随后片材往前移动到翻边机构3正下方，上一工序形出的梅花孔此时对准第二镶块上36的的矩形孔，电机驱动翻边机构3向下运动，这时翻边机构3的第二压料块35先接触到片材，将片材紧紧压在第二镶块36上，翻边机构3继续向下运动，翻边冲针阵列34将极耳与极片上的梅花孔冲成矩形，翻边冲针阵列34深入矩形孔将置于下方的脱料冲头阵列51向下压，动作完成后通过复位弹簧的作用整个翻边机构3向上弹起，第二压料块35因弹簧的作用还压在片材上，在翻边机构3上升到一定高度，第二压料块35随翻边机构3一同向上弹起，在翻边机构3向上弹起时，被翻边冲针阵列34抵住往下滑动的脱料冲头阵列51也因弹簧的作用向上复位，从而将嵌进第二镶块36通孔里的垂直折边顶出矩形孔，翻边机构3主要是为了在梅花孔(预冲孔)的基础上冲出垂直于片材的折边，方便后续铆接机构4对极耳与多层片材进行更加牢固的铆接，
步骤c,片材继续前移动到铆接机构4的铆压块45下方，电机驱动铆接机构4向极耳与片材压下，将翻边机构3形成的垂直折边压平，这样极片与极耳就形成了固定连接，动作完成后通过复位弹簧的作用铆接机构4向上弹起，片材再往前推出模具，这时就得到了铆接在一起的极耳与极片，这种铆接方式较现有技术相比，更加牢固，不易撕裂，连接处阻抗小，比较适用于大功率的动力电池，安全可靠性大大提升。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (11)
1.一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于，包括底座，底座上固定连接有一L型座板，所述L型座板顶端固定连接有顶板，所述顶板上设置有可上下滑动的冲孔机构，所述冲孔机构包括第一导柱连接块，第一导柱连接块通过多个导柱滑动连接至顶板，第一导柱连接块下侧固定连接一冲孔顶座，冲孔顶座下方固定连接有冲孔底座，所述冲孔底座的底部固定连接有冲针阵列以及弹性浮动的设置在冲针阵列下方的第一压料块，所述第一压料块的下方﹑位于L型座板上镶嵌有第一镶块，第一镶块内设置有与冲针阵列相配的冲针插入孔；
所述冲孔机构的邻侧设置有翻边机构，翻边机构包括翻边顶块，所述翻边顶块下方固定连接第二导柱连接块，所述第二导柱连接块通过多个导柱滑动连接至顶板，第二导柱连接块的底部固定连接有翻边底座，所述翻边底座的底部固定连接有翻边冲针阵列，所述翻边冲针阵列下方设置有弹性浮动的第二压料块，所述第二压料块的下方﹑位于L型座板上镶嵌有带矩形孔的第二镶块，第二镶块的矩形孔内设置有弹性浮动的脱料冲头阵列；
所述翻边机构的邻侧设置有铆接机构，所述铆接机构包括通过多个滑柱与顶板固定连接的铆接底板，顶板和铆接底板之间设置有可上下滑动的铆接活动座板，铆接活动座板顶部固定连接一铆接活动柱，铆接活动柱顶部固定连接一铆接驱动座，铆接活动座板前端底部固定连接有一铆压块；
所述L型座板的下侧设置有脱料机构，脱料机构包括与L型座板底部固定连接的脱料固定块，脱料固定块下端连接有可上下升降的脱料连接块，脱料连接块的一端固定连接有脱料冲头阵列，脱料冲头阵列上端伸入至第二镶块的矩形孔内。
2.根据权利要求1所述的一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于：第一压料块通过多个滑柱滑动连接至冲孔底座，第一压料块上方设置有第一复位弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于：第二压料块通过多个滑柱滑动连接至翻边底座，第二压料块上方设置有第二复位弹簧。
4.根据权利要求1所述的一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于：所述脱料连接块通过多根滑柱滑动连接在脱料固定块一端，多根滑柱中均设置有第三复位弹簧。
5.根据权利要求1所述的一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于：第一压料块和第二压料块上均设置有上下贯通的冲针通过孔。
6.根据权利要求1所述的一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于，冲孔顶座﹑翻边顶块和铆接驱动座上端设置有凸轮驱动凹口。
7.根据权利要求1所述的一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于：铆接活动座板中的滑柱上下两端均设置有第四复位弹簧。
8.根据权利要求1所述的一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于：铆压块通过一调节螺丝可上下调节的连接至铆接活动座板。
9.根据权利要求1所述的一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于：冲针阵列﹑翻边冲针阵列和脱料冲头阵列的数量和位置一一对应。
10.根据权利要求1所述的一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于：脱料冲头阵列正对着L型座板上第二镶块上的矩形孔。
11.根据权利要求1所述的一种用于将锂电池极耳与极片铆接在一起的模具，其特征在于：所述冲孔底座内设置有竖直方向贯通的第一镶孔以及与第一镶孔正交且互相连通的第二镶孔，所述第一镶孔内装有相配的冲针镶块，所述第二镶孔内装有相配的换模镶块，所述冲针镶块一侧设置有与换模镶块互相咬合的卡槽，所述冲针镶块内设置有上下贯通的与冲针相配的冲针插孔，所述冲针阵列呈阵列设置在冲针插孔内，所述冲针阵列的中部设置有凹槽，所述冲针镶块相对的两侧设置有与凹槽连通的冲针卡孔，冲针卡孔内插装有与凹槽卡合的卡销。
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