电池极板的磁脉冲分步成形装置及方法与流程

1.本发明涉及一种大面积不锈钢/钛合金燃料电池极板成形件磁脉冲分步成形装置及方法。


背景技术：

2.在传统石油、天然气、煤等能源日趋紧缺，环境污染日益严重的今天，燃料电池以其清洁、高效、能源可再生等优点迅速成为各国研究机构及工业界的研究热点。燃料电池主要由双极板、多孔气体扩散电极、转换膜等部件组成。其中燃料电池的关键部件为双极板，占整个燃料电池堆总重量的60～80％和电堆成本的30～45％，所以双极板的制造技术成为了制约燃料电池市场化工业化的瓶颈之一。
3.双极板成形的关键是流场成形，流场的尺寸精度高，表面无微裂纹，并尽量保证流场的壁厚均匀。目前常用的金属双极板制造成形工艺有冲压成形、电铸、线切割、化学刻蚀和mems微加工技术等。基于冲压成形等常规塑性变形手段需要加工高精度模具(需加工凸摸和凹模)对模具导向和配合精度要求高，对材料的塑性也有一定的要求，同时对于沟槽形状的改进成本高，工艺柔性差。另外，利用激光微细加工、光刻、化学刻蚀、线切割、辊压成形和机械切削加工等技术加工效率低、加工费用高，且不易于大规模批量生产。磁脉冲成形是变化的磁场与金属材料中感应涡流相互作用、产生瞬间电磁冲击力而导致的一种高速变形，作为一种高能高速率成形技术，可以显著提高材料的成形性能，同时在提高金属燃料电池极板成形制造水平、突破一些关键技术瓶颈方面潜力巨大。
4.成形过程中，采用线圈替代了传统成形工艺中的凸模，使得成形的结构更加简便、灵活，同时也克服了传统冲压中的不利因素。线圈的几何构型决定了磁场和磁场力的分布，从而改善了工件材料流动规律。在极板磁脉冲成形工艺中常采用平板螺旋线圈，不过此种线圈的磁场分布并不均匀，使得条形板材的变形不理想。
5.现有的磁脉冲成形工艺中，匀压线圈放置于一个固定的位置，匀压线圈的尺寸要与模具的大小相近，通过单次放电使待成形金属板材发生变形。但该技术很难直接精确成形大尺寸、深成形的零件。由于板材撞击模具反弹和空气阻力的影响，从而造成成形质量差。对于大尺寸零件的成形需要与之匹配的大尺寸线圈结构和高能量电磁储能装置，使得设备规模增大，从而增加了相应的制造成本。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了克服现有现有的磁脉冲成形工艺中，平板螺旋线圈在待成形的电池极板上产生的电磁力分布不均匀，单次放电难以实现待成形的电池极板成形的问题，提供了一种电池极板的磁脉冲分步成形装置及方法。
7.本发明提供一种电池极板的磁脉冲分步成形装置，包括上模板、下模板和磁脉冲匀压装置；
8.上模板和下模板上下相对设置，且上模板能够相对于下模板沿竖直方向移动；
9.下模板包括极板成形凹模，且极板成形凹模的上表面设有成型模腔；
10.待成形的电池极板固定于极板成形凹模的上表面，且待成形的电池极板的待成形部位位于成型模腔上方；
11.磁脉冲匀压装置包括线圈抓取定位机构、金属驱动板和匀压线圈；
12.线圈抓取定位机构设于匀压线圈的上方，该线圈抓取定位机构与上模板连接；
13.线圈抓取定位机构的抓取部能够相对于下模板沿水平方向移动，使得线圈抓取定位机构能够抓取匀压线圈，并在上模板配合下带动匀压线圈沿竖直方向和水平方向移动，进而令匀压线圈能够分步达到金属驱动板上表面的相应驱动位置，相应驱动位置为金属驱动板上表面与待成形的电池极板待成形部位对应的位置；
14.金属驱动板，固定于待成形的电池极板的上表面，用于变形时下压待成形的电池极板，使待成形的电池极板的待成形部位填充满成型模腔；
15.匀压线圈作为电磁成型机的负载，位于上模板和金属驱动板之间，用于通电时产生排斥金属驱动板的排斥力，使金属驱动板变形。
16.本发明还提供一种电池极板的磁脉冲分步成形方法，方法基于上述的电池极板的磁脉冲分步成形装置，具体步骤如下：
17.步骤一、将待成形的电池极板的待成形部位放置于金属驱动板与成型模腔之间；
18.步骤二、将匀压线圈置于金属驱动板的上表面并紧密接触；
19.步骤三、通过线圈抓取定位机构抓取匀压线圈，并放置在金属驱动板上与放电成形的初始部位对应的位置；
20.步骤四、通过压边板将金属驱动板与待成形的电池极板固定；
21.步骤五、对匀压线圈进行充放电，使得待成形的电池极板于匀压线圈下方的对应位置处成形；
22.步骤六、通过线圈抓取定位机构抓取匀压线圈，并放置在金属驱动板上与放电成形的下一部位对应的位置，并返回执行步骤五，直至待成形的电池极板的待成形部位全部成形。
23.本发明的有益效果是：
24.本发明可以通过移动匀压线圈对待成形的电池极板进行分步成形。在待成形的电池极板磁脉冲分步成形过程中，待成形的电池极板受到均匀的电磁力的作用，从而产生均匀的塑性变形，以实现极板成形件沟槽中圆角的贴模成形，及单次放电成形。
25.并且，在每一次的放电过程中，移动匀压线圈使待成形的电池极板的局部区域发生微变形，从而降低了对线圈尺寸和设备能量的需求。
附图说明
26.图1为本发明的电池极板的磁脉冲分步成形装置的主剖视结构示意图，
27.图2为图1中成形凹模和下模座想配合的剖面结构示意图；
28.图3为待成形的电池极板的结构示意图，
29.图4为待成形的电池极板的波浪形流场成形原理的局部放大示意图，
30.图5为图1中匀压线圈的结构示意图(图中未示出绝缘层)；
31.图6为图1中匀压线圈的的主剖视结构示意图图(图中未示出磁脉冲成形电路)；
32.图7为图1中线圈抓取定位机构的结构示意图，
33.图8为图1中上模座的剖视结构示意图；
34.图9为图1中上模座的俯视结构示意图；
35.图10为图1中下模座的剖视结构示意图；
36.图11为图1中下模座的俯视结构示意图；
37.图12为图1中极板成形凹模的剖视结构示意图；
38.图13为图1中极板成形凹模的俯视结构示意图；
39.图14为图1中压边板的剖视结构示意图；
40.图15为图1中压边板的俯视结构示意图；
41.图16为图1中凸模固定板的剖视结构示意图；
42.图17为图1中凸模固定板的俯视结构示意图；
43.图18为图1中垫板的剖视结构示意图；
44.图19为图1中垫板的俯视结构示意图；
45.图20为图1中卸料板的剖视结构示意图；
46.图21为图1中卸料板的俯视结构示意图；
47.图22为图1中推件块的剖视结构示意图；
48.图23为图1中推件块的俯视结构示意图；
49.图24为图1中推杆和推板配合的剖视结构示意图；
50.图25为图1中推杆和推板配合的俯视结构示意图；
51.图26为图1中模柄的剖视结构示意图；
52.图27为图1中模柄的俯视结构示意图；
53.图28为图1中凸模的结构示意图；
54.图29为本发明的电池极板的磁脉冲分步成形方法的原理示意图。
具体实施方式
55.具体实施方式一，本实施方式的电池极板的磁脉冲分步成形装置，包括上模板、下模板和磁脉冲匀压装置；
56.上模板和下模板上下相对设置，且上模板能够相对于下模板沿竖直方向移动；
57.下模板包括极板成形凹模2
‑
1，且极板成形凹模2
‑
1的上表面设有成型模腔2
‑1‑
1；
58.待成形的电池极板5固定于极板成形凹模2
‑
1的上表面，且待成形的电池极板5的待成形部位位于成型模腔2
‑1‑
1上方；
59.磁脉冲匀压装置包括线圈抓取定位机构3
‑
1、金属驱动板3
‑
2和匀压线圈3
‑
3；
60.线圈抓取定位机构3
‑
1设于匀压线圈3
‑
3的上方，该线圈抓取定位机构3
‑
1与上模板连接；
61.线圈抓取定位机构3
‑
1的抓取部能够相对于下模板沿水平方向移动，使得线圈抓取定位机构3
‑
1能够抓取匀压线圈3
‑
3，并在上模板配合下带动匀压线圈3
‑
3沿竖直方向和水平方向移动，进而令匀压线圈3
‑
3能够分步达到金属驱动板3
‑
2上表面的相应驱动位置，相应驱动位置为金属驱动板3
‑
2上表面与待成形的电池极板5待成形部位对应的位置；
62.金属驱动板3
‑
2，固定于待成形的电池极板5的上表面，用于变形时下压待成形的
电池极板5，使待成形的电池极板5的待成形部位填充满成型模腔2
‑1‑
1；
63.匀压线圈3
‑
3作为电磁成型机的负载，位于上模板和金属驱动板3
‑
2之间，用于通电时产生排斥金属驱动板3
‑
2的排斥力，使金属驱动板3
‑
2变形。
64.具体地，本实施方式的电池极板的磁脉冲分步成形装置，用于制造的待成形的电池极板5所采用的金属薄板厚度是在0.1mm～1.0mm，且金属薄板是单层金属薄板。金属薄板的材料可以是不锈钢或钛合金。待成形的电池极板5的微流道结构宽度为0.1～1.0mm、深度为0.05～1.0mm、流道间距0.1～2.0mm；如图3所示，待成形的电池极板5的微流道结构纵向截面形状是圆弧形或矩形或梯形或阶梯式结构。待成形的电池极板5的流场形式可以是直流道流场、蛇形流场，也可以是交指型流场、仿生型流场、点状流场或网状流场。
65.如图1所示，上模板和下模板上下相对设置，且上模板能够相对于下模板沿竖直方向移动，待成形的电池极板5设于上模板和下模板之间，匀压线圈3
‑
3生成磁场，在金属驱动板3
‑
2上生成下压的电磁力，使得待成形的电池极板5能够在下模板的极板成形凹模2
‑
1上成形。
66.其中，如图4所示，极板成形凹模2
‑
1的成型模腔2
‑1‑
1中有波浪形流道沟槽(与待成形的电池极板5的微流道结构匹配)，波浪形流道沟槽四周外边缘均为小圆角。
67.匀压线圈3
‑
3中的螺线管线圈3
‑3‑
2设置在线圈外导槽3
‑3‑
1内，线圈外导槽3
‑3‑
1置于金属驱动板3
‑
2上，形成封闭回路。且如图29所示，匀压线圈3
‑
3与极板成形凹模2
‑
1的成型模腔2
‑1‑
1垂直摆放，形成十字交叉结构形式(即螺线管线圈3
‑3‑
2轴线方向和成型模腔2
‑1‑
1的长度方向是垂直的)。
68.线圈抓取定位机构3
‑
1定位匀压线圈3
‑
3与待成形的电池极板5的相对位置并移动匀压线圈3
‑
3。
69.金属驱动板3
‑
2采用铝板或者退火紫铜板，位于待成形的电池极板5的上方，压边板1
‑
2与极板成形凹模2
‑
1配合夹住金属驱动板3
‑
2。
70.本实施方式的电池极板的磁脉冲分步成形装置结构简单，模具制造成本低，生产效率高，能够降低电池极板的制造成本。同时，电池极板的磁脉冲分步成形，具有贴模性好，尤其利于双极板圆角过度区域的成形、无翘曲和回弹现象的优点，且成形零件尺寸精度高、表面质量好。
71.最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，匀压线圈3
‑
3包括线圈外导槽3
‑3‑
1、螺线管线圈3
‑3‑
2、绝缘层3
‑3‑
3和磁脉冲成形电路3
‑3‑
4；
72.线圈外导槽3
‑3‑
1内部设有横截面为扇形的线圈槽，且线圈外导槽3
‑3‑
1朝向金属驱动板3
‑
2上表面的侧壁设有槽口，线圈槽通过槽口与外部连通；
73.螺线管线圈3
‑3‑
2固定与线圈槽中，且螺线管线圈3
‑3‑
2的横截面与线圈槽适配；
74.螺线管线圈3
‑3‑
2的外侧固定套设有绝缘层3
‑3‑
3；且位于槽口处的绝缘层3
‑3‑
3将槽口封堵；
75.磁脉冲成形电路3
‑3‑
4包括电容c、电感l、开关k和电阻r，且电容c、电感l、开关k和电阻r依次串联；磁脉冲成形电路3
‑3‑
4的一端与螺线管线圈3
‑3‑
2的一端电气连接，另一端与螺线管线圈3
‑3‑
2的另一端电气连接。
76.具体地，如图5～图6所示，匀压线圈3
‑
3包括线圈外导槽3
‑3‑
1、螺线管线圈3
‑3‑
2、绝缘层3
‑3‑
3和磁脉冲成形电路3
‑3‑
4。
77.线圈外导槽3
‑3‑
1侧壁分别于螺线管线圈3
‑3‑
2的左侧、右侧和上方的最小距离是相等的。线圈外导槽3
‑3‑
1各侧壁的壁厚为10mm～15mm。
78.螺线管线圈3
‑3‑
2用紫铜经机械加工而成，并且缠绕成螺线管线圈3
‑3‑
2的单根导线横截面为矩形。
79.螺线管线圈3
‑3‑
2与线圈外导槽3
‑3‑
1相匹配的表面之间设有绝缘层3
‑3‑
3，从而实现螺线管线圈3
‑3‑
2与线圈外导槽3
‑3‑
1之间的绝缘隔离。且绝缘层3
‑3‑
3也用以限定匀压线圈3
‑
3中螺线管线圈3
‑3‑
2的位置。
80.并且绝缘层3
‑3‑
3和匀压线圈3
‑
3内部以及螺线管线圈3
‑3‑
2各匝距间的间隙采用环氧树脂、聚酰胺以及绝缘金属氧化物的混合材料灌封。
81.其中，匀压线圈3
‑
3的工作过程，先将螺线管线圈3
‑3‑
2作为负载线圈与电磁成形机进行连接，先对电容c进行充电，电容c充电完成后，导通高压开关k进行放电成形，设置合适的放电电容和放电电压，放电的瞬间，与匀压线圈3
‑
3接触的金属驱动板3
‑
2表面产生感应电流，该感应电流产生的方向与螺线管线圈3
‑3‑
2电流方向相反，使得匀压线圈3
‑
3与金属驱动板3
‑
2之间产生排斥力，金属驱动板3
‑
2受到电磁力的作用产生变形，进而金属驱动板3
‑
2受到变形力向下运动，待成形的电池极板5受到金属驱动板3
‑
2的驱动压力作用，使待成形的电池极板5填充满极板成形凹模2
‑
1的成型模腔2
‑1‑
1，沿待成形的电池极板5预先设定的成形方向移动匀压线圈3
‑
3重复多步，得到电池极板成形件。
82.最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，线圈抓取定位机构3
‑
1包括步进电机3
‑1‑
1、滚动丝杠3
‑1‑
2、轴承3
‑1‑
3、推进块3
‑1‑
4、连接台3
‑1‑
5和吸盘3
‑1‑
6；
83.滚动丝杠3
‑1‑
2的两端分别通过轴承3
‑1‑
3与上模板连接固定，且该滚动丝杠3
‑1‑
2的一端端头与步进电机3
‑1‑
1的动力输出轴传动连接，使得步进电机3
‑1‑
1的动力输出轴能够带动滚动丝杠3
‑1‑
2转动；
84.推进块3
‑1‑
4与滚动丝杠3
‑1‑
2螺纹匹配，使得推进块3
‑1‑
4能够在滚动丝杠3
‑1‑
2转动时沿滚动丝杠3
‑1‑
2的长轴方向水平移动；
85.推进块3
‑1‑
4的下方通过连接台3
‑1‑
5与吸盘3
‑1‑
6连接，吸盘3
‑1‑
6用于抓取和放下匀压线圈3
‑
3。
86.具体地，如图7所示，线圈抓取定位机构3
‑
1中，步进电机3
‑1‑
1安装在上模板的电机支座上，轴承3
‑1‑
3通过紧固螺栓固定在上模板上。滚动丝杠3
‑1‑
2由步进电机3
‑1‑
1提供动力，通过轴承3
‑1‑
3螺旋向前伸进，从而推动推进块3
‑1‑
4，进而带动吸盘3
‑1‑
6移动。吸盘3
‑1‑
6连通压缩气体管的一端，压缩气体管的另一端可以与真空压缩机连通用于通过吸盘3
‑1‑
6提供负压，对匀压线圈3
‑
3进行吸取。使得匀压线圈3
‑
3能够通过吸盘3
‑1‑
6固定在线圈抓取定位机构3
‑
1上，且位于极板成形凹模2
‑
1上方的对应位置。而吸盘3
‑1‑
6能够配合移动匀压线圈3
‑
3，使得匀压线圈3
‑
3达到分步成形的待成形的电池极板5所需的位置。
87.最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，极板成形凹模2
‑
1还包括排气通路2
‑1‑
2；
88.排气通路2
‑1‑
2设于极板成形凹模2
‑
1的内部，且该排气通路2
‑1‑
2一端与成型模腔2
‑1‑
1连通，另一端与外部连通。
89.具体地，如图1、图2以及图12～13所示，极板成形凹模2
‑
1上沿水平方向和竖直方
向均设有与极板成形凹模2
‑
1的成型模腔2
‑1‑
1相通的排气通路2
‑1‑
2，用于在对待成形的电池极板5进行冲击成形的时候，消除待成形的电池极板5与极板成形凹模2
‑
1之间的气体压力。
90.最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，下模板还包括下模座2
‑
2、卸料板2
‑
3、卸料螺钉2
‑
4和卸料弹簧2
‑
5；
91.极板成形凹模2
‑
1还包括凹模底座2
‑1‑
3、模腔凸台2
‑1‑
4和多个卸料板限位凸台2
‑1‑
5；
92.模腔凸台2
‑1‑
4和多个卸料板限位凸台2
‑1‑
5均固定于凹模底座2
‑1‑
3的上方；成型模腔2
‑1‑
1设于模腔凸台2
‑1‑
4上表面，多个卸料板限位凸台2
‑1‑
5的高度相同且大于等于模腔凸台2
‑1‑
4的高度；
93.极板成形凹模2
‑
1通过凹模底座2
‑1‑
3的底部固定于下模座2
‑
2的上表面；
94.卸料板2
‑
3设于下模座2
‑
2的上方，该卸料板2
‑
3于模腔凸台2
‑1‑
4和多个卸料板限位凸台2
‑1‑
5的对应位置镂空，模腔凸台2
‑1‑
4和多个卸料板限位凸台2
‑1‑
5插入卸料板2
‑
3的对应镂空位置；
95.该卸料板2
‑
3通过卸料螺钉2
‑
4与下模座2
‑
2活动地连接，使得卸料板2
‑
3能够相对于下模座2
‑
2沿竖直方向移动；1
96.卸料弹簧2
‑
5的两端分别固定于卸料板2
‑
3的下表面和下模座2
‑
2的上表面，能够令卸料板2
‑
3的上表面可以齐平于或高于卸料板限位凸台2
‑1‑
5的上表面。
97.具体地，如图1、图10～11以及图20～21所示，卸料板2
‑
3通过卸料弹簧2
‑
5安装在下模座2
‑
2上且卸料板2
‑
3和下模座2
‑
2之间设置卸料弹簧2
‑
5，用于在待成形的电池极板5完成成形操作后进行卸料，由于在对待成形的电池极板5时，排除了待成形的电池极板5与极板成形凹模2
‑
1之间的气体压力，因此成形后的电池极板上方的气压会令待成形的电池极板5贴合在极板成形凹模2
‑
1上，不利于卸料。可以通过将卸料板2
‑
3向下移动，从而令待成形的电池极板5两边的气压平衡，方便取出待成形的电池极板5。
98.最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，下模板还包括定位销2
‑
6和定位弹簧2
‑
7；
99.部分数量的卸料板限位凸台2
‑1‑
5的上表面设有定位销插槽；
100.定位销2
‑
6插入定位销插槽中；
101.定位弹簧2
‑
7的两端分别连接定位弹簧2
‑
7的下端和定位销插槽的底面，能够令定位销2
‑
6凸出于卸料板限位凸台2
‑1‑
5的上表面。
102.具体地，如图1所示，卸料板限位凸台2
‑1‑
5以嵌入的方式对卸料板2
‑
3进行水平方向的固定，在卸料板限位凸台2
‑1‑
5上设有的定位销2
‑
6，用于对进行双极板磁脉冲成形流道和冲裁工艺时的待成形的电池极板5精确定位。
103.此外，卸料板2
‑
3上还可设有挡料销2
‑3‑
1，防止被加工的待成形的电池极板5在进行冲裁下料时移动。
104.预先在待成形的电池极板5上与定位销2
‑
6对应的位置开有小螺栓孔，在冲压准备阶段，使用送料装置将已剪切的待成形的电池极板5(长条形金属薄板)传送到卸料板2
‑
3的上面，且通过挡料销2
‑3‑
1进行待成形的电池极板5的限位，在待成形的电池极板5的小螺栓孔经过定位销2
‑
6处时，通过定位销2
‑
6下方定位弹簧2
‑
7将定位销2
‑
6弹起并穿过小螺栓
孔，使得待成形的电池极板5待成形流道沟槽的部位能够被放置于成型模腔2
‑1‑
1与金属驱动板3
‑
2之间。
105.最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，上模板包括上模座1
‑
1、模柄1
‑
6、压边板1
‑
2、上模螺栓1
‑
5和上模弹簧1
‑
4；
106.上模座1
‑
1的上表面通过模柄1
‑
6与压力机的动作机构连接固定，使得上模座1
‑
1能够在压力机的带动下沿竖直方向移动；
107.压边板1
‑
2位于上模座1
‑
1的下方，该压边板1
‑
2与待成形的电池极板5的待成形部位的对应处镂空，
108.线圈抓取定位机构3
‑
1固定于上模座1
‑
1的下方，匀压线圈3
‑
3位于压边板1
‑
2的镂空范围内；
109.上模座1
‑
1通过上模螺栓1
‑
5与压边板1
‑
2活动连接，且上模座1
‑
1能够相对于压边板1
‑
2沿竖直方向移动；
110.上模弹簧1
‑
4套设在所述螺栓的外部且位于上模座1
‑
1与压边板1
‑
2之间，上模弹簧1
‑
4使得上模座1
‑
1在带动匀压线圈3
‑
3离开金属驱动板3
‑
2上表面一定距离内时，能够令压边板1
‑
2保持压紧金属驱动板3
‑
2。
111.具体地，如图1、图8～9、图14～15所示，压边板1
‑
2位于极板成形凹模2
‑
1的上方，压边板1
‑
2与极板成形凹模2
‑
1配合夹住待成形的电池极板5。
112.在进行分步成形之前，上模座1
‑
1在压力机的驱动下可以带动匀压线圈3
‑
3一起上行，上行至匀压线圈3
‑
3距金属驱动板3
‑
2的上表面适当位置时停止，此时上行的距离应当超过上模螺栓1
‑
5最大允许长度，使得上模座1
‑
1能够带动压边板1
‑
2上行至一定的高度，从而可以进行上述待成形的电池极板5运送到于极板成形凹模2
‑
1上方的步骤，并在待成形的电池极板5上放置金属驱动板3
‑
2。再使用线圈抓取定位机构3
‑
1移动匀压线圈3
‑
3，通过抓取定位机构的线圈定位口3
‑1‑
9来调整匀压线圈3
‑
3的工作部位。然后上模座1
‑
1在压力机的驱动下带动匀压线圈3
‑
3和压边板1
‑
2一起下行，使压边板1
‑
2先压在金属驱动板3
‑
2上，再进一步下行压缩上模弹簧1
‑
4一定高度，直至匀压线圈3
‑
3使螺线管线圈3
‑3‑
2的下表面与双待成形的电池极板5上方的金属驱动板3
‑
2的上表面形成紧密接触。
113.在分步成形过程中，上模座1
‑
1在压力机的驱动下可以带动匀压线圈3
‑
3一起上行，上行至匀压线圈3
‑
3距金属驱动板3
‑
2的上表面适当位置时停止(此时并未超过上模螺栓1
‑
5最大允许长度，并且由于存在上模弹簧1
‑
4，使得压边板1
‑
2能够保持始终压紧金属驱动板3
‑
2的状态。但是压边板1
‑
2保持始终压紧金属驱动板3
‑
2的状态并不是必要的，也可以根据工艺需求使得在在分步成形过程中压边板1
‑
2也可以离开金属驱动板3
‑
2的上表面)。使用线圈抓取定位机构3
‑
1移动(可以事先在待成形的电池极板5的长度方向按照螺线管线圈3
‑3‑
2与金属驱动板3
‑
2的接触面积划分为多个连续的待成形区)装配好的匀压线圈3
‑
3，通过抓取定位机构的线圈定位口3
‑1‑
9来调整匀压线圈3
‑
3的工作部位，使得螺线管线圈3
‑3‑
2与成型模腔2
‑1‑
1呈十字交叉的对应状态，从而完成分步成形的精确定位。然后上模板在压力机的驱动下下行，推动匀压线圈3
‑
3使螺线管线圈3
‑3‑
2的下表面与双待成形的电池极板5上方的金属驱动板3
‑
2的上表面形成紧密接触，为第下一步放电分步成形做好准备。
114.最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，上模板还包括板材打孔装置；板材打孔装置包括凸模固定板1
‑3‑
1、凸模1
‑3‑
2和导料销1
‑3‑
3；
115.凸模固定板1
‑3‑
1固定于上模座1
‑
1的下方，且线圈抓取定位机构3
‑
1通过凸模固定板1
‑3‑
1固定于上模座1
‑
1的下方；
116.凸模1
‑3‑
2为柱状，凸模1
‑3‑
2的一端与凸模固定板1
‑3‑
1固定，另一端作为打孔端位于待成形的电池极板5需打孔位置的正上方；
117.导料销1
‑3‑
3为管状，导料销1
‑3‑
3的一端位于待成形的电池极板5需打孔位置的正下方，另一端与下模座2
‑
2固定且与外部连通；
118.且上模螺栓1
‑
5能够在凸模1
‑3‑
2的另一端恰好位于待成形的电池极板5上表面时，使上模座1
‑
1具有沿竖直方向向下移动的高度余量，高度余量大于待成形的电池极板5的厚度；
119.线圈抓取定位机构3
‑
1还包括弹性连接件3
‑1‑
7和工作台3
‑1‑
8；
120.工作台3
‑1‑
8位于连接台3
‑1‑
5的下方，吸盘3
‑1‑
6与连接台3
‑1‑
5的下表面固定；
121.弹性连接件3
‑1‑
7设置于工作台3
‑1‑
8和连接台3
‑1‑
5之间，且该弹性连接件3
‑1‑
7两端分别与工作台3
‑1‑
8和连接台3
‑1‑
5固定，能够在凸模1
‑3‑
2的另一端恰好位于待成形的电池极板5上表面时，使工作台3
‑1‑
8和连接台3
‑1‑
5之间具有沿竖直方向压缩余量，压缩余量大于等于高度余量。
122.具体地，如图1所示，此实施例中增加了板材打孔装置，通过凸模1
‑3‑
2向下冲击待成形的电池极板5进而打孔。当冲孔和磁脉冲成形流场在一个工步上进行时，能降低采用传统冲压工艺由于定位而造成的制造误差。
123.凸模固定板1
‑3‑
1如图16～17所示，在上模座1
‑
1和凸模固定板1
‑3‑
1之间还设有用于稳固的垫板1
‑3‑
5，垫板1
‑3‑
5如图18～19所示。
124.上模座1
‑
1、垫板1
‑3‑
5和凸模固定板1
‑3‑
1之间通过紧固螺栓固定连接。如图28所示，凸模1
‑3‑
2固定在凸模固定板1
‑3‑
1下表面，凸模1
‑3‑
2上还可设有冲裁孔，用来成形双极板的燃料气体和冷却介质通道。而上模弹簧1
‑
4位于凸模固定板1
‑3‑
1与压边板1
‑
2之间。凸模固定板1
‑3‑
1和压边板1
‑
2上下正对设置，匀压线圈3
‑
3设置在凸模固定板1
‑3‑
1的下方并压边板1
‑
2的中间镂空处。
125.如图7所示，线圈抓取定位机构3
‑
1中，还设置了弹性连接件3
‑1‑
7和工作台3
‑1‑
8，用以在自身结构内增加可以被压缩的结构。而吸盘3
‑1‑
6固定在工作台3
‑1‑
8的下表面。
126.其中，弹性连接件3
‑1‑
7包括导向套3
‑1‑7‑
1、连接柱3
‑1‑7‑
2和弹性机构3
‑1‑7‑
3，连接柱3
‑1‑7‑
2上设有弹性机构3
‑1‑7‑
3(可以选择弹簧，套装在连接柱3
‑1‑7‑
2外侧)，连接台3
‑1‑
5沿竖直方向可活动地与连接柱3
‑1‑7‑
2连接，导向套3
‑1‑7‑
1与连接台3
‑1‑
5下表面连接且套设于对应的连接柱3
‑1‑7‑
2上，并可与连接柱3
‑1‑7‑
2滑动配合。使得连接台3
‑1‑
5和工作台3
‑1‑
8直接能够在竖直方向上进行压缩。
127.其中，对待成形的电池极板5的冲孔的过程如下：
128.开孔主要用作如空气、氢气及冷却液入口或其他开孔。
129.开孔时，通过压力机以一定的速度向下运行驱动凸模固定板1
‑3‑
1带动凸模1
‑3‑
2向下快速运动，待凸模1
‑3‑
2与待冲孔的待成形的电池极板5接触后将压力机下行速度调低，进行待成形的电池极板5开口的冲孔工艺，人工或者使用机械手从成型模腔2
‑1‑
1内取出成形后的待成形的电池极板5。
130.而线圈抓取定位机构3
‑
1设置弹性连接件3
‑1‑
7是为了在凸模固定板1
‑3‑
1下压
时，能够被压缩。
131.最佳实施例，本实施例是对实施方式一的进一步说明，本实施例中，还包括推件装置；
132.如图1所示，推件装置包括推杆4
‑
1、推板4
‑
2、推销4
‑
3和推件块4
‑
4；
133.如图26～27所示，模柄1
‑
6为管状，上模座1
‑
1内设有空腔，且模柄1
‑
6与空腔连通；
134.推杆4
‑
1套设于模柄1
‑
6中，推板4
‑
2设于空腔内，推杆4
‑
1的一端与压力机的动作机构连接固定，且如图24～25所示，推杆4
‑
1另一端与推板4
‑
2的上表面固定；空腔具有设定的高度，使得推板4
‑
2能够在空腔的高度范围内沿竖直方向移动；
135.推销4
‑
3的一端与推板4
‑
2的下表面固定；推销4
‑
3的另一端从空腔的内部下表面穿出至凸模固定板1
‑3‑
1的外部下表面，并与推件块4
‑
4的上表面固定；
136.如图22～23所示，推件块4
‑
4为管状，该推件块4
‑
4套设于凸模1
‑3‑
2的外部。
137.具体地，推件装置包括推杆4
‑
1、推板4
‑
2、推销4
‑
3和推件块4
‑
4，推杆4
‑
1位于模柄1
‑
6内，推板4
‑
2位于上模座1
‑
1内具有一定高度的空腔内，推销4
‑
3位于推板4
‑
2和推件块4
‑
4之间并被夹紧，且贯通于上模座1
‑
1、垫板1
‑3‑
5和凸模固定板1
‑3‑
1之间。
138.开孔时，可以先令压边板1
‑
2压住待冲孔的待成形的电池极板5，推杆4
‑
1在压力机的驱动下带动推板4
‑
2去推动推销4
‑
3，推销4
‑
3去推顶推件块4
‑
4，从而固定待冲孔的待成形的电池极板5的冲孔边缘位置，防止冲孔后待成形的电池极板5开口的边缘位置发生起皱翘曲现象。再令上模座1
‑
1带动凸模固定板1
‑3‑
1向下运行驱动凸模1
‑3‑
2打孔。
139.具体实施方式二，本实施方式的用于制造电池极板成形件的磁脉冲分步成形方法，方法基于上述的电池极板的磁脉冲分步成形装置，具体步骤如下：
140.步骤一、将待成形的电池极板5的待成形部位放置于金属驱动板3
‑
2与成型模腔2
‑1‑
1之间；
141.步骤二、将匀压线圈3
‑
3置于金属驱动板3
‑
2的上表面并紧密接触；
142.步骤三、通过线圈抓取定位机构3
‑
1抓取匀压线圈3
‑
3，并放置在金属驱动板3
‑
2上与放电成形的初始部位对应的位置；
143.步骤四、通过压边板1
‑
2将金属驱动板3
‑
2与待成形的电池极板5固定；
144.步骤五、对匀压线圈3
‑
3进行充放电，使得待成形的电池极板5于匀压线圈3
‑
3下方的对应位置处成形；
145.步骤六、通过线圈抓取定位机构3
‑
1抓取匀压线圈3
‑
3，并放置在金属驱动板3
‑
2上与放电成形的下一部位对应的位置，并返回执行步骤五，直至待成形的电池极板5的待成形部位全部成形。
146.具体地，可以具体分为如下步骤，其中分布成形过程的原理如图29所示：
147.步骤1：传送和定位待成形流道沟槽的待成形的电池极板5及装配匀压线圈。
148.上模板在压力机的驱动下带动凸模1
‑3‑
2和一起上行，上行至凸模1
‑3‑
2和匀压线圈3
‑
3距极板成形凹模2
‑
1上表面合适的位置时停止，使用送料装置将已剪切的待成形的电池极板5(长条形金属薄板)传送到卸料板2
‑
3的上面，且通过挡料销2
‑3‑
1进行限位，以及通过定位销2
‑
6使得待成形的电池极板5的待成形流道沟槽的部位被放置于成型模腔2
‑1‑
1与金属驱动板3
‑
2之间，然后将匀压线圈的螺线管线圈3
‑3‑
2置于待成形金属板材上方的金属驱动板3
‑
2的上表面，再将线圈外导槽3
‑3‑
1套设在匀压线圈的螺线管线圈3
‑3‑
2外部(也可
以事先进行装配)，并使线圈外导槽3
‑3‑
1的下表面与待成形的电池极板5上方的金属驱动板3
‑
2的上表面形成紧密接触。接着上模板在压力机的驱动下下行，使得压边板1
‑
2固定住待成形流道沟槽的待成形的电池极板5，以及推动线圈抓取定位机构3
‑
1通过吸盘3
‑1‑
6去抓取装配好的匀压线圈3
‑
3，通过抓取定位机构的线圈定位口3
‑1‑
9来调整匀压线圈3
‑
3的工作部位，使得匀压线圈的螺线管线圈3
‑3‑
2与成型模腔2
‑1‑
1呈十字交叉式相对应且进行第一步放电成形的精确定位，为第一步放电分步成形做好准备。
149.步骤二：对待成形流道沟槽的待成形的电池极板5进行放电分步成形。
150.令匀压线圈3
‑
3与金属驱动板3
‑
2间产生排斥力，金属驱动板3
‑
2受到电磁力的作用产生变形，金属驱动板3
‑
2受到变形力向下运动，待成形的电池极板5受到金属驱动板3
‑
2强大的驱动压力作用，使板料填充满极板成形凹模2
‑
1型腔，得到一分步定位的不锈钢双极板分步成形件，上模座1
‑
1在压力机的驱动下带动匀压线圈3
‑
3一起上行(此时压边板1
‑
2也跟随上行，或通过上模弹簧1
‑
4使压边板1
‑
2在一定的行程内始终压在金属驱动板3
‑
2的上表面)，上行至匀压线圈3
‑
3距金属驱动板3
‑
2上表面合适的位置时停止，使用线圈抓取定位机构3
‑
1移动装配好的匀压线圈3
‑
3，通过抓取定位机构3
‑
1的线圈定位口3
‑1‑
9来调整匀压线圈3
‑
3的工作部位，使得匀压线圈的螺线管线圈3
‑3‑
2与模具的成形模腔呈十字交叉式相对应，从而完成下一步分步成形的精确定位。接着上模座1
‑
1在压力机的驱动下下行，推动匀压线圈3
‑
3使匀压线圈螺线管线圈3
‑3‑
2的下表面与待成形的电池极板5上方的金属驱动板3
‑
2的上表面形成紧密接触，(若之前压边板1
‑
2也跟随上模座1
‑
1上行，则也使得压边板1
‑
2固定住待成形流道沟槽的待成形的电池极板5)，为下一步放电分步成形做好准备。再如此反复执行上述步骤，经过多步放电直至最后完成待成形的电池极板5流道沟槽的磁脉冲局部渐进分步成形。上模座1
‑
1在压力机的驱动下带动凸模1
‑3‑
2一起上行，上行至凸模1
‑3‑
2距金属驱动板3
‑
2上表面合适的位置时停止，为待成形的电池极板5开口的冲孔做好准备。
151.步骤三：对待待成形的电池极板5进行金属双极板开口的冲孔，如空气、氢气及冷却液入口或其他开孔的部位，并且从模具的成形模腔内取出工件。
152.本发明成形的待成形的电池极板5不受上述实例的限制，当待成形的电池极板5的材料为不锈钢或者其他材料，待成形的电池极板5的厚度为0.l～lmm、待成形的电池极板5的流场为蛇形、直流场或者其他流场形式采用本工艺进行成形的时候，也在本专利保护范围之内。