一种电瓶铜质极片冲压成型设备的制作方法

本发明涉及铜电极片加工，具体是一种电瓶铜质极片冲压成型设备。

背景技术：

1、电瓶、电池等蓄电部件是移动式用电设备所必不可少的部件，电池、电瓶中除电解液、正负极材料外，还大量用到了对外通电的电极片，电极片一般使用高导电率的材质，除去手机、电脑等高价值电池外，新能源车、小型骑用电动车的电瓶极片都是采用铜质材料，用量很大。

2、铜电极片的加工现有技术中，一般采用冲压裁切的方式，大版面的铜片被送入冲压作业位置，机器冲压完成后，操作者抽出已加工极片并换入新的铜片等待冲压。对于一些大电流的电瓶用极片而言，铜片会要求较厚，防止极片在传导电流时局部电阻大而发热进一步影响电学性能，厚铜片冲压需要较大的冲压力完成，冲压机器的执行件抬升到更高，用更大的运动行程积累能量实现冲压作业，由于上下模之间空间留出过多，如果操作者作业不规范，或者在下降过程中有其他部件飘入到作业空间内，极易发生危险，现有技术中，在冲压机器的作业范围内加装防护网，影响操作者视野，也影响上下料效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种，以解决现有技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种电瓶铜质极片冲压成型设备，成型设备包括底座、立柱、升降平台、升降驱动、上模、下模，底座上竖直固定安装若干根立柱，升降驱动安装在立柱顶端，升降平台滑动安装在立柱上，上模固定在升降平台下表面，下模固定在底座上部，升降驱动与升降平台传动连接并驱动升降平台升降，升降驱动具有短距施力结构。

4、为了极片冲压时的安全性着想，上模和下模之间的张开距离不宜过大，否则操作者可能在不自觉的情况下手掌、手臂甚至上肢抵近观察冲压位置的铜片情况，或者在上下料过程中过于靠近冲压位置，一旦机械操作不规范，容易造成人身损伤，本申请上模的上极限位置设置地较低，让换料空间缩小，防止操作者过多进入，造成危险，在上模和下模之间张开距离较近的情况下，铜片冲压时的力需要充分保障，短距施力时，传统电机、曲柄滑块结构、液压缸等驱动方式可能不足以能够快速积累足以冲裁铜片的力，所以，需要另行设计升降驱动的施力结构，以便在狭小空间完成冲压作业。

5、升降平台包括导向板、芯柱、安装板，升降驱动包括壳体，壳体外表面固定立柱上端，壳体内部掏空且顶端封闭，壳体内表面上设置环形密封肩，导向板滑动安装在立柱上，导向板上表面固定安装芯柱，导向板下表面固定安装板，芯柱上部与密封肩滑动接触，芯柱与密封肩将壳体上部封闭形成气腔，气腔连接外部气源；气腔内气体在执行冲压作业时间段的前段进行蓄力。

6、当上模处于上极限位置，气腔内进入气体后，气压推动芯柱下移，直至完成冲压作业，芯柱在较短距离的狭小空间内，加速度可能较小让最终的接触速度较低，也就是说，积累的动量可能不足以实现冲裁作业，所以，本申请气腔内气体在执行动作时，会先进行蓄力过程，蓄力足够后，芯柱再行进行完整下移，在较大的压力差下快速下移冲压，积累足够动量，气腔的蓄力可以是有一定结构让气腔气压上升阶段将芯柱固定住，或者是允许少量的芯柱下移。

7、升降驱动还包括至少两个换向弹体，换向弹体一端与壳体内壁铰接，换向弹体另一端与芯柱外表面铰接，换向弹体绕芯柱轴线圆周均布，换向弹体具有向外撑开的弹性预紧力，当芯柱处于行程范围内的中间位置时，换向弹体处于水平姿态。

8、换向弹体能够在芯柱下移行程的前半段被压缩，即，换向弹体在芯柱下移的前半段时间内是阻碍芯柱下移的，气腔能够有更多的时间让气源供应来的高压气体进入并升高气腔内的压力，这一过程即蓄力过程，气腔内积累较大压力后，对应换向弹体摆动到中间位置，之后，芯柱的进一步下移对应换向弹体的伸长过程，换向弹体不再作为芯柱下移的阻力，而是让芯柱能够进一步快速下移，提高芯柱下移加速度，快速提高上模的动量，进行冲压作业。

9、换向弹体包括第一摆杆、第二摆杆、弹性体，第一摆杆和第二摆杆伸缩连接，第一摆杆远离第二摆杆的一端与壳体内壁铰接，第二摆杆远离第一摆杆的一端与芯柱外壁铰接，第一摆杆和第二摆杆之间垫入弹性体。

10、弹性体被压缩状态压入第一摆杆和第二摆杆之间，弹性体撑开两个摆杆，两个摆杆分别与壳体、芯柱铰接，作为压缩弹性体的两端，当第一摆杆低于第二摆杆时，弹性体对芯柱下移构成阻力，当第一摆杆高于第二摆杆时，弹性体促进芯柱下移，提高动量，实现气腔的蓄力过程。

11、成型设备还包括缓冲套，缓冲套设置在导向板被立柱穿过位置的上表面。

12、缓冲套防止升降平台上升过程时对于上方固定部件的撞击，因为换向弹体的存在，在升降平台带动上模完成冲压作业后，升降平台抬升中也会有换向弹体蓄力并施力的过程，所以升降平台的抬升也可能有较大动量造成部件间撞击，缓冲套防止部件损坏，减小撞击程度。

13、成型设备还包括电箱，电箱设置在底座侧面，或者升降驱动侧面，电箱上分别伸出线缆连接至上模和下模的合模面，放置在下模上的待冲压铜片连接电箱线缆的一极，上模中间设置冲孔柱，冲孔柱连接电箱线缆的另一极。

14、冲压完毕后，电箱分别对工件铜片与上模通电，铜片被冲裁的边缘位置处存在一些毛刺，高压电在铜片与上模之间形成电弧，将毛刺在极短时间的高温下熔化，实现电火花去毛刺。

15、铜片连接电箱供电过程的正极。

16、在电火花放电过程中，正极温度更高，更容易熔化毛刺，也减少上模的电弧损耗。

17、冲孔柱下表面向内掏空为圆锥。

18、较尖的形状更容易提高局部电场强度，让电弧放电更容易发生，且铜片的毛刺位置更多的产生于被冲压出的内孔位置，冲孔柱是最临近的上模部分，冲孔柱下表面向内掏孔提升了边缘锋利程度，在提高冲裁性能同时，让电弧放电也更容易。

19、上模在安装板的安装可拆，下模与底座连接可拆。

20、方便更换上模和下模，便于适配不同型号铜电极片，扩大生产范围。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请通过设置气力驱动来带动升降平台进行升降作业完成冲压过程，气腔内气体压力可以在冲压行程的前半段积累较大压力，在换向弹体越过水平线后不在造成芯柱下移的阻力，让芯柱在气腔内较大的压力下进行运动，狭小空间内积累较大动量执行冲压动作，防止冲压作业的上下模空间较大造成危险。额外设置的电箱在冲压完毕后对铜片和上模通以高压电，形成电弧，电弧自发从尖锐的毛刺上过流，毛刺被熔融，实现去毛刺效果。

技术特征：

1.一种电瓶铜质极片冲压成型设备，其特征在于：所述成型设备包括底座（1）、立柱（2）、升降平台（3）、升降驱动（4）、上模（51）、下模（52），所述底座（1）上竖直固定安装若干根立柱（2），所述升降驱动（4）安装在立柱（2）顶端，所述升降平台（3）滑动安装在立柱（2）上，所述上模（51）固定在升降平台（3）下表面，所述下模（52）固定在底座（1）上部，所述升降驱动（4）与升降平台（3）传动连接并驱动升降平台（3）升降，所述升降驱动（4）具有短距施力结构。

2.根据权利要求1所述的一种电瓶铜质极片冲压成型设备，其特征在于：所述升降平台（3）包括导向板（31）、芯柱（32）、安装板（33），所述升降驱动（4）包括壳体（41），所述壳体（41）外表面固定立柱（2）上端，壳体（41）内部掏空且顶端封闭，壳体（41）内表面上设置环形密封肩（43），所述导向板（31）滑动安装在立柱（2）上，导向板（31）上表面固定安装芯柱（32），导向板（31）下表面固定安装板（33），所述芯柱（32）上部与密封肩（43）滑动接触，芯柱（32）与密封肩（43）将壳体（41）上部封闭形成气腔（42），所述气腔（42）连接外部气源；所述气腔（42）内气体在执行冲压作业时间段的前段进行蓄力。

3.根据权利要求2所述的一种电瓶铜质极片冲压成型设备，其特征在于：所述升降驱动（4）还包括至少两个换向弹体（44），所述换向弹体（44）一端与壳体（41）内壁铰接，换向弹体（44）另一端与芯柱（32）外表面铰接，换向弹体（44）绕芯柱（32）轴线圆周均布，换向弹体（44）具有向外撑开的弹性预紧力，当芯柱（32）处于行程范围内的中间位置时，换向弹体（44）处于水平姿态。

4.根据权利要求3所述的一种电瓶铜质极片冲压成型设备，其特征在于：所述换向弹体（44）包括第一摆杆（441）、第二摆杆（442）、弹性体（443），所述第一摆杆（441）和第二摆杆（442）伸缩连接，第一摆杆（441）远离第二摆杆（442）的一端与壳体（41）内壁铰接，第二摆杆（442）远离第一摆杆（441）的一端与芯柱（32）外壁铰接，所述第一摆杆（441）和第二摆杆（442）之间垫入弹性体（443）。

5.根据权利要求3所述的一种电瓶铜质极片冲压成型设备，其特征在于：所述成型设备还包括缓冲套（8），所述缓冲套（8）设置在导向板（31）被立柱（2）穿过位置的上表面。

6.根据权利要求3所述的一种电瓶铜质极片冲压成型设备，其特征在于：所述成型设备还包括电箱（6），所述电箱（6）设置在底座（1）侧面，或者升降驱动（4）侧面，所述电箱（6）上分别伸出线缆连接至上模（51）和下模（52）的合模面，放置在下模（52）上的待冲压铜片（9）连接电箱（6）线缆的一极，所述上模（51）中间设置冲孔柱（511），所述冲孔柱（511）连接电箱（6）线缆的另一极。

7.根据权利要求6所述的一种电瓶铜质极片冲压成型设备，其特征在于：所述铜片（9）连接电箱（6）供电过程的正极。

8.根据权利要求7所述的一种电瓶铜质极片冲压成型设备，其特征在于：所述冲孔柱（511）下表面向内掏空为圆锥。

9.根据权利要求7所述的一种电瓶铜质极片冲压成型设备，其特征在于：所述上模（51）在安装板（33）的安装可拆，所述下模（52）与底座（1）连接可拆。

技术总结本发明涉及铜电极片加工技术领域，具体是一种电瓶铜质极片冲压成型设备，成型设备包括底座、立柱、升降平台、升降驱动、上模、下模，底座上竖直固定安装若干根立柱，升降驱动安装在立柱顶端，升降平台滑动安装在立柱上，上模固定在升降平台下表面，下模固定在底座上部，升降驱动与升降平台传动连接并驱动升降平台升降，升降驱动具有短距施力结构。通过设置气力驱动来带动升降平台进行升降作业完成冲压过程，气腔内气体压力可以在冲压行程的前半段积累较大压力，在换向弹体越过水平线后不在造成芯柱下移的阻力，让芯柱在气腔内较大的压力下进行运动。技术研发人员：朱丹旦,刘群受保护的技术使用者：宜春市华津电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/12