CN210475202U - 圆柱电池钢壳自动化冲压生产线 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及到电池钢壳冲压生产技术领域，公开了一种圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，包括多模多出自动冲杯系统，冲杯供应系统，多台双模双出成型冲压三大部分，将多套落料冲杯模具安装在一台冲床上，实现中央化的多模多出自动落料冲杯，冲杯通过冲杯供应系统，供应到多台双模双出冲床，完成成型冲压，这种圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，跟目前复合模单机单出自动冲压相比，极大限度提高材料利用率和生产效率，单机产出翻倍增长，生产成本如：成型冲床数量、生产场地面积、直接人工、用电用油及其它辅料等，有一半程度的降低。

Description

圆柱电池钢壳自动化冲压生产线
技术领域
本实用新型涉及到电池钢壳冲压生产技术领域，具体是圆柱电池钢壳自动化生产线。
背景技术
随着各行业竞争加剧与劳动力成本的加大，推动工业技术及自动化的快速发展，很多设备均已实现较大程度自动化生产，对圆柱电池钢壳冲压生产，目前较先进的生产方式是复合模单机单出自动冲压，每台冲床装备一套落料冲杯及拉伸成型的复合模具，并配备一套送料系统，一般能够实现2切(较少实现3切)宽度带料的自动进给。
这种方式生产，遇到的技术问题是，由于采用了落料冲杯和拉伸成型模具复合安装在同台冲床上，因为冲床相对固定的工作台面尺寸的原因，致使送料不能使用更多切数的较大宽度的钢带材料，以至于无法再提高材料利用率，同样工作位置受限的原因，只能安装一套复合模具在单台冲床上，一次冲压只能生产出一个产品，另外，因为落料模具设计冲裁凸凹模配合间隙较小，精度高，还有冲压受力等工作状态，很难与后面的拉伸成型模具工作状态达成平衡，第一工位落料冲杯经常出现故障或质量问题，导致整体生产效率一般在80％以下。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，包括多模多出自动冲杯系统，冲杯供应系统，多台双模双出成型冲压，其特征在于：由多模多出自动冲杯系统，集中落料冲杯，统一提供冲杯进入到冲杯供应系统的冲杯池，再经冲杯传送，进入到各台双模双出成型冲压，形成圆柱电池钢壳自动化冲压生产线。
所采用的技术方案如下：
1)将原来复合模上的落料冲杯工位独立出来，理论上可实现钢带最大可利用宽度的落料冲杯工艺模具布局，多套落料冲杯模具安装到一台冲床上，实现中央化的多模多出自动冲杯系统。
2)原复合模具分离出落料冲杯工位，腾出了空间，利用冲杯作为材料，设计两套(或更多)拉伸成型模具，安装在一台冲床上，实现双模双出成型冲压。
3)通过冲杯供应系统传送冲杯，并反馈调节多模多出自动冲杯系统生产速度，平衡中央冲杯和各台成型冲床的供求关系。
所达到的有益效果是：
1)最大程度提高材料利用率：以AA电池钢壳为例，使用冷轧钢带宽度950mm，实现21切落料冲杯工艺模具布局，相比较2切工艺，提高材料利用率约6％。
2)整体生产效率提升10％：这种分离设计，落料冲杯和拉伸成型两类模具分别安装在不同冲床上，不在存在模具间隙及冲压力等工作状态不平衡，冲床故障及产品质量问题都大大减少，整体生产效率可达90％以上，提升10％。
3)中央化供杯系统，单台冲床多模多出自动冲杯，AA电池钢壳一次冲压生产出21个冲杯。
4)成型冲床成品产出数量翻倍：以AA电池钢壳为例，原复合模移出落料冲杯工位及过渡位，可增加一套成型模具，单台冲床实现双模双出成型冲压，一次冲压生产出两个AA成品钢壳。
5)多机自动化冲压生产线，生产成本大幅降低：以AA电池钢壳为例，单台中央冲杯机一次冲压生产出21 个冲杯，可供应10台双模双出的成型冲床，形成“1+10”自动化冲压生产线，其产出超过20台复合模单机单出自动冲压，由此实现：成型冲床数量，生产场地面积，生产直接人工，用电用油及其它辅料等，这些直接生产成本有一半程度的降低。
附图说明
图1：复合模单机单出自动冲压，当前有代表性的AA两切复合模单机单出自动冲压示意图。
图2：圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，以AA电池钢壳为例，1台冲杯机供应10台双模双出的成型冲机，构成的“1+10”自动化冲压生产线示意图，占地面积约180平方米，有效产能大于图7的20台复合模单机单出自动冲压。
图3：多模多出自动冲杯系统：简称中央冲杯，以AA电池钢壳为例的21出自动冲杯系统。
图4：21切落料冲杯工艺模具布局，以AA电池钢壳为例，使用冷轧钢带950mm的落料冲杯工艺模具排布。
图5：双模双出成型冲压，以AA电池钢壳为例，单台冲床上设计安装两套成型模具，一次冲压生产出两个 AA成品钢壳。
图6：冲杯供应系统：冲杯池+冲杯传送，中央冲杯机生产出冲杯，经传送带进入冲杯池，冲杯池设计有红外感应出最小或最大冲杯缓存量，由此发出信号给中央冲杯机，其冲杯速度将进行加快或减慢的调节，以便保证冲杯池缓存量在最小和最大之间。
图7：20台复合模单机单出自动冲压布局图，以AA电池钢壳为例，目前圆柱电池钢壳多机冲压布局，每台需配备送料系统，20台设备占地约390平方米，其产能不及图2：本发明的“1+10”台冲床的圆柱电池钢壳自动化生产线的产能，而图2生产线占地面积约180平方米。
图8：两切与21切钢带排样对比。
具体实施方式
下面以AA电池钢壳实例与附图，对技术方案作进一步的说明，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定其适用范围，类似实施可以运用到圆柱电池钢壳如AAA，18650，21700等其它更多型号上。
图3，多模多出自动冲杯系统，简称中央冲杯，包含了多模多出落料冲杯装置和送料系统。
1)图4，21切落料冲杯工艺模具布局：以AA电池钢壳为例，设定落料直径44.2mm，各搭边最小值取1mm 使用冷轧钢带宽度950mm，假设沿宽度方向最大可排列的落料孔数为n，则(44.2+1)n+1＝950，得出n＝21，则相邻一排落料孔数即为20，这种“21+20”落料孔沿钢带长度方向循环排列下去。
落料冲杯模具的排布：根据确定的“21+20”落料孔排列，图4阴影部分即为模具排列安装位置，按照“11+10”两排供1-21套模具，主要考虑了模具本身设计需要的空间大小，以及模具之间合理等间隔距离，方便送料系统以简单的循环动作实现送料。
2)送料系统送的送料循环：图4，21切落料冲杯工艺模具布局，钢带宽度方向相邻模具等间隔为90.4mm，在钢带长度方向，即两排模具中心距离为117.45mm，那么送料循环动作为：
冲裁一(完成编号1-21阴影部分落料冲杯)→钢带宽度方向平移90，4→冲裁二(完成这两排除阴影编号孔外的未编号的20个落料孔)→宽度方向复位90.4同时长度方向向前平移78.3→冲裁一(开始下一个送料循环)。
3)模具：
21套落料冲杯模具安装在4导柱模架上，模架长宽1300*300，摸具闭模高度不能大于冲床下死点封闭高度。
使用双动凸轮冲床：上模架安装的主要模具部分有卸料板/落料凸模及固定板/拉伸凸模及加长杆和固定板，下模架安装的主要模具部分有落料凹模及固定板/拉伸凹模。
使用单动冲床：模具结构有所变化，上模架及主要模具部分是：卸料板/落料凸模同时又作为拉伸凹模及固定板，下模架及主要模具部分有落料凹模及固定板/活动压边圈及压边气缸/拉伸凸模及加长杆和固定板。
4)双动凸轮冲床：
40顿以上，台面尺寸不小于1400*350，下模架及模具部分固定在冲床工作台面，上模架及模具部分固定在外滑块上，外滑块先一步动作实现落料冲孔，内滑块固定拉伸凸模及加长杆和固定板，在外滑块落料后，快速下行实现冲杯动作。
5)国内单动双曲轴冲床：
吨位建议120吨以上，台面尺寸不小于1600*350，上模架及模具部分固定在滑块上，负责落料冲孔，下模架及模具部分固定在冲床工作台面，由于单动冲床没有双动凸轮冲床的特点(其凸轮设计让外滑块带动落料凸模落料后，在下死点能停留一段时间，在这段时间，内滑块带动拉伸凸模，完成冲杯)，那么，针对单动冲床，将拉伸凸模及固定板安装在下面，相对下模架可以上下滑动，在冲床滑块带动上模架下行，距离下死点7mm时，落料凸模(同时也是拉伸凹模)完成落料，此时安装在下模架的活动压边圈一直在气缸相对固定力的作用下，把冲切下的料片压紧在拉伸凹模上(也就是落料凸模)，同在此时刻，拉伸凸模及固定板在另外设计的机械或液压装置推动下，以4倍冲床滑块移动的速度，向上推动料片，开始进入拉伸凹模，在冲床带动拉伸凹模继续下行7mm，到达下死点时，拉伸凸模相对进入拉伸凹模的距离是： 7+4*7＝35mm，实现向上冲杯。
其中，另外设计的机械装置，在工作台面两端预留空余位置安装，其原理是利用杠杆长短臂成正比放大位移原理，冲床滑块下行至下死点还有7mm时，开始压两边杠杆短臂端，因短臂长度是长臂的1/4，所以长臂端将实现位移是短臂端位移的4倍，也就是冲床滑块继续下行的7mm的4倍，进而推动拉伸凸模及固定板向上冲杯。
而液压装置则是：在工作台面两端预留空余位置安装，原理是利用液油体积不变大小活塞移动位移按其面积成反比的原理，冲床滑块下行至下死点还有7mm时，完成落料时开始，冲床滑块下压左右两个大油缸活塞，活塞直径120mm，推出液压油经液压管道进入6个小油缸，每个活塞直径34.65mm，小油缸因液压油进入，活塞被快速推出，以4倍冲床速度快速向上，再推动拉伸凸模及固定板快速向上冲杯。
图5：双模双出成型冲压：
以AA电池钢壳为例，将目前复合模单机单出自动冲压(图1)的落料冲杯工位分离出去，再把过渡及备用位都利用起来，满足有7个工位，可以安装多一套AA成型模具，这样单台冲床上实现双模双出成型冲压，一次冲压生产出两个AA成品钢壳。
不同型号圆柱电池钢壳产品，拉伸成型单套模具需要的工位数，各有不同，不排除在冲床位置允许的情况下，某些型号可能适合三模，甚至更多套模具安装，实现多模多出成型冲压，在单台成型冲床上一次冲压，生产出多个圆柱电池钢壳成品。
上述AA电池钢壳实施例为本实用新型较典型的实现方案之一，除此之外，本实用新型对圆柱电池钢壳其他型号AAA，18650，21700等等，同样可以类似的方式实施，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，包括多模多出自动冲杯系统，冲杯供应系统，多台双模双出成型冲压，其特征在于：由多模多出自动冲杯系统，集中落料冲杯，统一提供冲杯进入到冲杯供应系统的冲杯池，再经冲杯传送，进入到各台双模双出成型冲压，形成圆柱电池钢壳自动化冲压生产线。
2.根据权利要求1所述的圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，其特征在于：中央化的多模多出自动冲杯系统，包括多模多出的落料冲杯装置和送料系统，由多套落料冲杯模具安装在一台冲床上，形成中央落料冲杯装置。
3.根据权利要求1所述的圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，其特征在于：中央化的多模多出自动冲杯系统，包括多模多出的落料冲杯在双动凸轮冲床上的运用。
4.根据权利要求1所述的圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，其特征在于：中央化的多模多出自动冲杯系统，包括多模多出的落料冲杯在单动冲床上采用机械杠杆原理，实现向上冲杯的运用。
5.根据权利要求1所述的圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，其特征在于：中央化的多模多出自动冲杯系统，包括多模多出的落料冲杯在单动冲床上采用液压原理，实现向上冲杯的运用。
6.根据权利要求1所述的圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，其特征在于：可反馈调节信息的冲杯供应系统，包括冲杯池和冲杯传送，冲杯池接收中央冲杯装置生产的冲杯，并传送至各成型冲床，过程中冲杯池最小及最大冲杯缓存量的信号反馈，调节多模多出自动冲杯系统的生产速度，平衡稳定中央冲杯系统和各台成型冲床的供求关系。
7.根据权利要求1所述的圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，其特征在于：AA柱圆电池钢壳双模双出成型冲压，在单台成型冲床上，安装两套AA成型模具，一次冲压，生产出两个AA钢壳。
8.根据权利要求1所述的圆柱电池钢壳自动化冲压生产线，其特征在于：除AA圆柱电池钢壳双模双出成型冲压外，对其它圆柱电池钢壳型号，包括AAA、18650、21700，由于单套拉伸成型模具需要的工位数各有不同，不排除在冲床位置允许的情况下，不同型号可能适合两模，或三模，甚至更多套成型模具的安装，实现多模多出成型冲压，在单台成型冲床上一次冲压，生产出多个圆柱电池钢壳。
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CN110405055A (zh) * 2019-06-18 2019-11-05 李可 圆柱电池钢壳自动化冲压生产线
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