一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备及方法与流程

本发明涉及动力电池铝壳拉伸，尤其涉及一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备及方法。

背景技术：

1、在动力电池制造领域，薄壁铝壳由于具备重量轻、耐腐蚀等特点被广泛应用。目前，针对薄壁动力电池铝壳的加工，普遍采用多级连续拉伸成形工艺。在现有的多级拉伸自动化生产线中，金属物料的流转高度依赖往复移动夹持装置。常规作业时，初始呈椭圆形圆片状的金属坯料经由两侧对称的机械手夹持，依次在多个连续模具工位间进行递进式拉伸成形。

2、在具体的物料转移环节，两侧的机械手初始夹持金属圆片移动至首个拉伸工位的正上方，随后两侧机械手松开，金属圆片受重力作用落至下模具的浮动模芯上。同时，在多级冲压拉伸工艺中，为降低模具磨损并防止金属冷焊，必须在模具或物料表面持续补充拉伸油进行润滑。

3、然而，在实际的连续化自动化生产中，上述物料转移工序存在一定的局限性。由于拉伸油具有粘度与表面张力，在模具开合周期中，附着在上模具的残留拉伸油会随开模动作滴落，进而积聚在下模具浮动模芯的上表面，并沿浮动模芯圆周边缘向下流入凹模腔内。当经由对称机械手夹持的金属圆片落至下模具上时，受底部残留油膜的流体动力学干扰，金属圆片在触底瞬间易产生微小的水平滑移。对于具有尺寸公差要求的薄壁电池壳而言，该初始微小偏位会导致后续上模具下压时，圆片四周材料流入凹模腔的分布不均，进而导致拉伸成形后的电池壳易出现成形缺陷，影响薄壁动力电池铝壳的整体加工质量。

技术实现思路

1、本发明提供一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备及方法，以解决现有连续拉伸工序中，因浮动模芯表面及边缘积聚的拉伸油膜干扰，导致金属圆片下落时产生初始偏位，进而造成电池壳产生成形缺陷的技术问题。

2、本发明采用下述技术方案：一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备及方法。包括设备主体，其上沿横向排布有对应拉伸工位的若干下模具，所述下模具内活动设置有浮动模芯；

3、往复移动机构，包括横向滑动设置的移动滑杆及间隔设置在所述移动滑杆上的若干夹持件，夹持件用于夹取物料并在拉伸工位之间进行步进式平移输送；

4、刮板机构，纵向跨接在所述往复移动机构（2）上，所述刮板机构具有刮持板，所述刮持板随所述夹持件同步前移，以对第一个拉伸工位对应的下模具的浮动模芯表面的拉伸油进行水平刮拭。

5、进一步，所述刮板机构还包括避让单元，所述避让单元包括固定在所述设备主体上且位于所述下模具纵向一侧位置的调节板，以及一端固定连接在所述刮持板侧面上、另一端具有纵向水平向外延伸的球形端的控制杆；

6、所述调节板侧面开设有进程滑槽，并在所述进程滑槽沿横向上的末端连通有向上倾斜的抬升导向槽；所述进程滑槽正上方平行开设有回程滑槽，所述回程滑槽沿横向上的末端通过下降导向槽与所述进程滑槽的首端相连通；

7、所述进程滑槽、所述抬升导向槽、所述回程滑槽、所述下降导向槽依次首尾相连形成控制槽，控制杆的球形端滑动卡设在控制槽内，并且所述控制杆的球形端初始状态位于所述进程滑槽的首端位置处。

8、进一步，所述刮板机构还包括沿纵向设置在所述往复移动机构上的支撑滑杆，所述刮持板靠近上端位置的纵向两侧凸伸有安装轴；

9、所述安装轴对应固定嵌设在所述支撑滑杆底部的安装座内，使所述刮持板呈固定的竖直姿态向下延伸。

10、进一步，所述夹持件具有升降板，同一侧若干横向呈一排布置的所述升降板底面之间共同连接固定有衔接板；

11、所述支撑滑杆的两端分别同轴滑动套接有滑动套杆，所述支撑滑杆通过两个滑动套杆分别与纵向两侧的所述衔接板实现滑动导向连接；

12、所述衔接板底面与对应所述滑动套杆上端面之间竖直连接有支撑弹簧。

13、进一步，所述刮板机构还包括清理单元，所述清理单元包括下沉式嵌设在第一拉伸工位对应的下模具与第二拉伸工位对应的下模具之间的废油导料盒、从侧面嵌设在下工作台上的收集箱以及沿纵向嵌设在所述支撑滑杆底部位置的气吹管，所述气吹管沿其延伸方向间距连通有若干气吹嘴。

14、进一步，所述气吹嘴的出气口斜向对准所述刮持板的迎油面，用于在所述刮持板平移至废油导料盒正上方时进行集中喷射吹落并落入废油导料盒内最终流入所述收集箱中。

15、进一步，每组所述夹持件均包括设置在移动滑杆上的第一气缸以及与所述第一气缸的伸缩端相连以随所述第一气缸伸缩端进行纵向移动的安装面板；

16、所述安装面板的侧面设置有第二气缸，所述第二气缸的伸缩端通过升降板连接有夹持块以利用所述第二气缸带动升降板竖向移动进而控制所述夹持块的升降高度。

17、进一步，所述刮持板上与所述浮动模芯的接触部位采用耐磨柔性材质制成。

18、进一步，所述下模具内部开设有下凹空间，所述浮动模芯沿竖向活动嵌设于所述下凹空间内；

19、所述浮动模芯的底部支撑有顶出驱动件，所述顶出驱动件使得所述浮动模芯在受压下沉后，具备向上弹起复位的顶出行程。

20、进一步，具体包括以下步骤：

21、s1、夹取与平移输送：往复移动机构的夹持件夹取物料，并由移动滑杆带动向设备主体方向进行平移输送；

22、s2、同步前移刮油：在物料平移输送的过程中，刮板机构随之同步前移，利用其刮持板对第一个拉伸工位对应的下模具内的浮动模芯表面的拉伸油进行水平刮拭；

23、s3、平稳落料：当物料平移到位后，所述夹持件释放物料，使物料平稳落至所述浮动模芯上；

24、s4、拉伸成形与悬空退回：设备主体配合完成物料的拉伸成形作业；同时，移动滑杆空载退回。

25、本发明采用的上述技术方案能够达到以下有益效果：

26、一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备及方法，本发明通过在往复移动机构上纵向跨接刮板机构，使刮持板同步前移，在物料平移放置前对第一个下模具浮动模芯表面的拉伸油率先进行水平刮拭；该结构有效去除了落料支撑面上的大量积聚拉伸油，消除了厚层油膜，防止了金属板材落在浮动模芯上时产生水平滑动偏移，确保了金属板材落在下模具上的准确定位，避免了后续冲压成形时因初始位置偏差导致的受力不均及壁厚超差缺陷，从而提高了薄壁动力电池铝壳的加工成形质量。

1.一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备，其特征在于：所述刮板机构（4）还包括避让单元，所述避让单元包括固定在所述设备主体（1）上且位于所述下模具（14）纵向一侧位置的调节板（45），以及一端固定连接在所述刮持板（43）侧面上、另一端具有纵向水平向外延伸的球形端的控制杆（44）；

3.根据权利要求1所述的一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备，其特征在于：所述刮板机构（4）还包括沿纵向设置在所述往复移动机构（2）上的支撑滑杆（41），所述刮持板（43）靠近上端位置的纵向两侧凸伸有安装轴；

4.根据权利要求3所述的一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备，其特征在于：所述夹持件具有升降板（27），同一侧若干横向呈一排布置的所述升降板（27）底面之间共同连接固定有衔接板（271）；

5.根据权利要求3所述的一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备，其特征在于：所述刮板机构（4）还包括清理单元，所述清理单元包括下沉式嵌设在第一拉伸工位对应的下模具（14）与第二拉伸工位对应的下模具（14）之间的废油导料盒（410）、从侧面嵌设在下工作台（11）上的收集箱（49）以及沿纵向嵌设在所述支撑滑杆（41）底部位置的气吹管（47），所述气吹管（47）沿其延伸方向间距连通有若干气吹嘴（48）。

6.根据权利要求5所述的一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备，其特征在于：所述气吹嘴（48）的出气口斜向对准所述刮持板（43）的迎油面，用于在所述刮持板（43）平移至废油导料盒（410）正上方时进行集中喷射吹落并落入废油导料盒（410）内最终流入所述收集箱（49）中。

7.根据权利要求4所述的一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备，其特征在于：每组所述夹持件均包括设置在移动滑杆（22）上的第一气缸（24）以及与所述第一气缸（24）的伸缩端相连以随所述第一气缸（24）伸缩端进行纵向移动的安装面板（25）；

8.根据权利要求1所述的一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备，其特征在于：所述刮持板（43）上与所述浮动模芯（141）的接触部位采用耐磨柔性材质制成。

9.根据权利要求1所述的一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备，其特征在于：所述下模具（14）内部开设有下凹空间，所述浮动模芯（141）沿竖向活动嵌设于所述下凹空间内；

10.一种薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形方法，基于权利要求1至9中任一项所述的薄壁动力电池铝壳多级拉伸成形设备实现，其特征在于，具体包括以下步骤：