具有夹底功能的金属空心体高速拉伸成型装置的制作方法

本发明涉及金属空心体拉伸设备，具体涉及一种具有夹底功能的金属空心体高速拉伸成型装置。

背景技术：

1、金属空心体是一种一端开口的金属筒状体，常见的如金属罐（如易拉罐）和动力电池壳（如方形电池壳、圆柱电池壳）等。例如，现有的方形电池壳生产工艺采用冲床和级进模组合的方式，为立式拉伸，且速度一般不超过40cpm。

2、目前生产动力电池壳的现有技术主要存在以下不足：

3、（1）采用上进料和上出料的方式，即进料端和出料端位于同一端面，在拉伸成型之后，需要再次经过拉伸机构中的拉伸模具，这样在壳体回程时存在反向拉伸，可能导致产品的表面质量变差，同时还会加剧拉伸模具的磨损，进而降低拉伸模具的寿命；

4、（2）电池壳体在冲床拉伸顶紧机构中需要通过冲杆撞击实现拉伸，而撞击会带来拉伸的不稳定，另外这种设计对于弹簧的压缩量要求较大，并对弹簧寿命要求高，导致弹簧的长度长，占用空间较大，不利于简化设备；

5、（3）随着新能源行业的快速发展，产能在不断扩大，冲床的数量需要大量增加，这不仅增加了投入成本，而且随着拉伸模具数量的增加，会影响产品的一致性，尤其是方壳产品，由于方壳模具没有互换性，因此会导致各机台之间拉出来的产品存在固定差异。

6、（4）传统拉伸方式为立式，因此只能采用冲床拉伸油润滑，且模具使用水路内冷却，由于拉伸油流量小、比热容小且模具内冷却无法直接冷却产模具成型面，因此拉伸成型产生的热量无法及时被带走，导致因发热量限制了产能上限。

7、因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的课题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有夹底功能的金属空心体高速拉伸成型装置。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有夹底功能的金属空心体高速拉伸成型装置，包括沿水平方向依次布置的冲压机构、拉伸模具组件以及夹紧机构；

3、所述冲压机构包括冲杆，该冲杆对应待拉伸金属空心体的水平方向一侧设置；

4、所述夹紧机构包括顶杆，该顶杆对应待拉伸金属空心体的另一侧设置；

5、所述冲杆与所述顶杆经驱动共同作用于待拉伸的金属空心体，并带动金属空心体在所述拉伸模具组件内运动完成拉伸；

6、所述夹紧机构还包括弹簧，所述弹簧作用于所述顶杆，并使所述顶杆保持朝向金属空心体的运动趋势；

7、在拉伸过程中，所述冲杆和所述顶杆的运动方向均与金属空心体的运动方向一致，同时，所述弹簧受压，使所述冲杆与所述顶杆共同带动金属空心体做拉伸动作，并实现出料；

8、所述冲杆以第一位移曲线的规律被驱动运动，所述顶杆以第二位移曲线的规律被驱动运动；两位移曲线形状相同，且所述第一位移曲线优先于所述第二位移曲线一相位差，使得顶杆的位移规律滞后于冲杆的位移规律。

9、进一步的技术方案，所述拉伸模具组件具有进料端和出料端，待拉伸金属空心体由所述进料端进入该拉伸模具组件，并经拉伸成型后由所述出料端离开所述拉伸模具组件。

10、进一步的技术方案，在所述冲杆的运动过程中具有第一死点位置和第二死点位置，所述冲杆在所述第一死点位置和所述第二死点位置之间往复运动；且所述第二死点位置对应于所述出料端的位置之后；在所述顶杆的运动过程中具有第三死点位置和第四死点位置，所述顶杆在所述第三死点位置和所述第四死点位置之间往复运动；所述第四死点位置对应于所述第二死点位置之后。

11、进一步的技术方案，所述冲压机构还包括第一滑块和第一导轨；所述第一滑块连接所述冲杆，并经驱动沿所述第一导轨对应所述拉伸模具组件做直线往复运动；所述夹紧机构还包括第二滑块组件和第二导轨，所述第二滑块组件连接所述顶杆，并沿所述第二导轨对应所述拉伸模具组件做直线往复运动。

12、进一步的技术方案，所述冲压机构还包括用于驱动所述冲杆运动的第一直线驱动部，所述夹紧机构还包括用于驱动所述顶杆运动的第二直线驱动部；所述第一直线驱动部包括转动连接的第一曲轴和第一连杆，所述第一连杆与所述第一滑块定位连接，并在所述第一曲轴的转动下带动所述第一滑块沿所述第一导轨滑动；所述第二直线驱动部包括转动连接的第二曲轴和第二连杆，所述第二连杆与所述第二滑块组件定位连接，并在所述第二曲轴的转动下带动所述第二滑块组件沿所述第二导轨滑动。

13、进一步的技术方案，所述第一曲轴与所述第二曲轴的转动方向及转速均一致；所述第一曲轴优先于所述第二曲轴一相位差，该相位差的范围为5°~120°，以冲杆的第一死点位置曲拐所在位置为零点，沿转动方向逐渐增大。

14、进一步的技术方案，所述第二滑块组件包括两滑块部和连接于两所述滑块部之间的所述弹簧；其中第一滑块部与所述顶杆连接，第二滑块部与所述第二连杆连接，所述弹簧作用于两滑块部之间。在成型时，两滑块部的速度不同，连杆侧的顶杆滑块速度是跟随顶杆曲轴的转速，第一滑块部的速度与冲杆接触前和第二滑块部的速度相同，接触冲杆后与冲杆的速度相同，弹簧的作用在于通过压缩平衡两滑块部的速度差。

15、进一步的技术方案，所述第一曲轴和所述第一滑块之间、所述第二曲轴和所述第二滑块组件之间均设有冲程放大机构。借此设计，可使冲程增大，以满足产品高度的更高要求。具体的，冲程放大机构可以通过在曲轴和滑块之间增加摆杆实现。

16、本文的用语只为描述特定实施例，而无意为本案的限制。单数形式如“一”、“这”、“此”、“本”以及“该”，如本文所用，同样也包含复数形式。

17、关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本案，其仅为了区别以相同技术用语描述的组件或操作。

18、关于本文中所使用的“连接”或“定位”，均可指二或多个组件或装置相互直接作实体接触，或是相互间接作实体接触，亦可指二或多个组件或装置相互操作或动作。

19、关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

20、关于本文中所使用的用词（terms），除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在本案内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本案的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本案描述上额外的引导。

21、本发明的工作原理及优点如下：

22、1.本发明在拉伸成型过程中，通过顶杆配合冲杆夹紧金属空心体的底部，可以保证拉伸成型后金属空心体的底部平面度，提高了产品质量。

23、2.本发明拉伸模具组件具有进料端和出料端，金属空心体自进料端进入并由水平方向另一侧的出料端排出，可避免因同一端进出料带来的不利影响，例如拉伸成型后的金属空心体还需回程由进料端排出，可能会导致金属空心体的反向拉伸，破坏产品表面质量，并加剧拉伸模具组件内拉伸模具的磨损。相较于现有技术，本发明避免了反向拉伸，且简化了拉伸成型的装置结构，使得拉伸出的产品的一致性更好。

24、3.本发明弹簧在受压后可使顶杆保持朝向金属空心体的运动趋势，进而使顶杆和冲杆配合夹紧金属空心体的底部，在金属空心体的拉伸过程中，弹簧受压缩时，顶杆和冲杆一起运动，且运动方向相同，相比于顶杆静止的情况，可以减少弹簧的压缩量，进而延长弹簧的使用寿命；同时，由于压缩量的减少也可降低对弹簧长度的要求，从而降低对设备空间占用。

25、4.本发明为卧式水平拉伸，原料从水平方向的一侧进料，产品从另一侧出料，借此设计可以实现模具和产品的外冷却，使散热效果提升明显，相较于现有技术的油润滑和模具内冷却方式，本发明可提高因发热量限制的产能上限，从而实现高速生产。