一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型模具及其成型方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型模具，該模具分為上模、下模兩部分，上模部分包括上模沖棒、上模座、墊塊、夾緊套、夾緊螺母和固定螺栓，下模部分包括下模、墊頭、凹模座、凹模螺母、多塊夾緊塊和多根螺栓。本發(fā)明還公開了一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型方法，將輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑攪拌涂抹于鋁坯上，使用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)，將經(jīng)過(guò)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑攪拌涂抹處理的鋁坯一次性冷擠壓成動(dòng)力電池鋁殼。使用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)將鋁坯一次性冷擠壓成動(dòng)力電池鋁殼；其生產(chǎn)效率高；鋁殼的晶粒組織更致密，增強(qiáng)了韌性、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度；節(jié)省能耗，節(jié)省用工，降低了制造成本。
【專利說(shuō)明】一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型模具及其成型方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型模具。
[0002] 本發(fā)明還涉及一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型方法。屬于金屬成形領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0003] 動(dòng)力電池鋁殼用于高鐵、動(dòng)車、鋰電池汽車等的動(dòng)力電池外殼，是無(wú)排放的環(huán)保能 源行業(yè)新型產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)企業(yè)動(dòng)力電池鋁殼沖壓成形生產(chǎn)方法是使用一般沖床及油壓 機(jī)，將鋁鈑沖裁下料后經(jīng)多道拉伸（通常需7-8道)、多次回火去除應(yīng)力（通常需3-4次)，生 產(chǎn)工藝復(fù)雜、流程長(zhǎng)，耗能多，生產(chǎn)效率低，制造成本高，操作安全系數(shù)低，用工多且勞動(dòng)強(qiáng) 度大。因此，需要提供一種新的技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型模具。
[0005] 本發(fā)明還提供一種工藝簡(jiǎn)便、生產(chǎn)效率高、制造成本低、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良的動(dòng)力電池 鋁殼冷擠壓成型方法。
[0006] 本發(fā)明采用的技術(shù)方案： 一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型模具，該模具分為上模、下模兩部分，所述上模部分包括 上模沖棒、上模座、墊塊、夾緊套、夾緊螺母和固定螺栓，下模部分包括下模、墊頭、凹模座、 凹模螺母、多塊夾緊塊和多根螺栓，所述上模沖棒安裝于上模座前側(cè)，中間用墊塊調(diào)節(jié)距 離，所述夾緊套將上模夾住，由夾緊螺母將上模夾緊并安裝固定于上模座上，所述上模座通 過(guò)固定螺栓安裝固定于滑塊前端，所述滑塊設(shè)于導(dǎo)軌上；下模安裝于凹模座內(nèi)，中間用墊頭 調(diào)節(jié)距離，凹模螺母將下模、墊頭貼緊并固定于凹模座上，所述夾緊塊分別位于凹模座外側(cè) 的上、下、左、右，多根螺栓與夾緊塊協(xié)調(diào)配合調(diào)整下模的上、下、左、右。
[0007] -種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型方法，包括以下步驟： a、 根據(jù)動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成形所需的擠壓力，選擇公稱力最合適的臥式多連桿肘桿 式冷擠壓壓力機(jī)； b、 制作模具，該模具分為上模、下模兩部分，上模安裝固定于上模座上，所述上模座安 裝固定于滑塊前端； c、 將制作的鋁坯進(jìn)行處理，使用攪拌設(shè)備，將輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑攪拌涂抹于鋁坯上， 輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑事先于40_45°C的烘箱內(nèi)存放備用，輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑的用量為鋁坯的 0. 08-0. 1%，攪拌涂抹分兩次進(jìn)行，第一次：無(wú)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉，鋁坯攪拌12-15分鐘，以去 除表面較為粗糙的毛刺，攪拌結(jié)束后將鋁屑雜質(zhì)清理干凈；第二次：按劑量比例放入輕質(zhì) 硬酯酸鋅粉劑，攪拌涂抹10-15分鐘； d、 冷擠壓成形，使用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)，將經(jīng)過(guò)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑攪拌 涂抹處理的鋁坯一次性冷擠壓成動(dòng)力電池鋁殼，鋁坯被冷擠壓成形的過(guò)程方式是反擠壓， 即上模在滑塊的帶動(dòng)下，行進(jìn)擠向下模內(nèi)的鋁坯，鋁坯則在上模、下模相互擠壓作用下，沿 著下模的內(nèi)壁向上模行進(jìn)的相反方向拉伸成形。
[0008] d步驟中冷擠壓成形具體包括如下步驟：1)該模具安裝于臥式多連桿肘桿式冷擠 壓壓力機(jī)上；2)對(duì)模，使上模沖棒進(jìn)入下模模腔，運(yùn)用下模部分的螺栓和夾緊塊，調(diào)整下模 的上、下、左、右位置；3)試模，將經(jīng)過(guò)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉攪拌涂抹處理的鋁坯取單片放入下模 模腔內(nèi)，采用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)將鋁坯冷擠壓成鋁殼；4)調(diào)整送料機(jī)械手，鋁 坯經(jīng)上料機(jī)構(gòu)送入模腔，依靠臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)已配置的機(jī)械手自動(dòng)送料； 5)擠壓產(chǎn)品，將經(jīng)過(guò)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑處理后的鋁坯放入上料機(jī)構(gòu)，運(yùn)用臥式多連桿肘桿 式冷擠壓壓力機(jī)連續(xù)將鋁坯冷擠壓成鋁殼。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：本工藝是使用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)將鋁坯一 次性冷擠壓成動(dòng)力電池鋁殼，替代使用一般沖床冷沖后油壓機(jī)多道拉伸、多次回火去除應(yīng) 力；本工藝生產(chǎn)動(dòng)力電池鋁殼的速度一般在每分鐘36只以上，其生產(chǎn)效率較之目前國(guó)內(nèi)企 業(yè)使用一般沖床冷沖后油壓機(jī)多道拉伸成形提高5倍以上；應(yīng)用本工藝生產(chǎn)的動(dòng)力電池 鋁殼，由于塑性變形好，鋁殼的晶粒組織更致密，增強(qiáng)了韌性、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng) 度；節(jié)省能耗，節(jié)省用工，降低了制造成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本發(fā)明模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 1、上模沖棒，2、上模座，3、墊塊，4、夾緊套，5、夾緊螺母，6、固定螺栓，7、滑塊，8、導(dǎo) 軌，9、下模，10、墊頭，11、凹模座，12、凹模螺母，13、夾緊塊，14、螺栓。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下述實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，但并不能限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0013] 圖1中所示，本發(fā)明的一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型，該模具分為上模、下模兩部 分，上模部分包括上模沖棒1、上模座2、墊塊3、夾緊套4、夾緊螺母5和固定螺栓6,下模部 分包括下模9、墊頭10、凹模座11、凹模螺母12、4塊夾緊塊13和4根螺栓14,上模沖棒1 安裝于上模座2前側(cè)，中間用墊塊3調(diào)節(jié)距離，夾緊套4將上模夾住，由夾緊螺母5將上模 夾緊并安裝固定于上模座2上，上模座2通過(guò)固定螺栓6安裝固定于滑塊7前端，滑塊7設(shè) 于導(dǎo)軌8上；下模9安裝于凹模座11內(nèi)，中間用墊頭10調(diào)節(jié)距離，凹模螺母12將下模、墊 頭10貼緊并固定于凹模座11上，夾緊塊13分別位于凹模座11外側(cè)的上、下、左、右，多根 螺栓14與夾緊塊13協(xié)調(diào)配合調(diào)整下模的上、下、左、右。
[0014] 該模具的上模一般采用高速鋼，如ASSAB88,性能更好的材料，如CALDIE等，并設(shè) 計(jì)拔模斜度和工作帶。下模一般采用硬質(zhì)合金，如YG20、YG15、YG8等。
[0015] 該模具的制作工藝一般均需經(jīng)過(guò)正火、粗車、淬火、磨加工(或精車）等過(guò)程，具體 流程因各零部件的用途不同而有所區(qū)別。如制作下模，按模具圖紙要求采購(gòu)坯料，其后的加 工工藝主要流程為：坯料、外圓磨、內(nèi)圓磨、平磨、拋光。
[0016] 該模具的有益效果是：a、整套模具結(jié)構(gòu)合理，精度穩(wěn)定性好；b、由于一次性冷擠 壓成形，鋁殼的金屬晶粒組織致密，韌性好，抗拉、抗壓、抗彎性強(qiáng)，表面光潔度高；c、擠壓成 形產(chǎn)品的尺寸精度均一穩(wěn)定；d、連續(xù)批量生產(chǎn)過(guò)程中調(diào)整擠壓成形產(chǎn)品的壁厚、底厚靈活 便捷。
[0017] 本發(fā)明的一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型方法，包括以下步驟： a、 根據(jù)動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成形所需的擠壓力，選擇公稱力最合適的臥式多連桿肘桿 式冷擠壓壓力機(jī)； b、 制作模具，該模具分為上模、下模兩部分，上模安裝固定于上模座上，所述上模座安 裝固定于滑塊前端； c、 將制作的鋁坯進(jìn)行處理，使用攪拌設(shè)備，將輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑攪拌涂抹于鋁坯上， 輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑事先于40-45 °C的烘箱內(nèi)存放備用，輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑的用量為鋁坯的 0. 08-0. 1%，攪拌涂抹分兩次進(jìn)行，第一次：無(wú)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉，鋁坯攪拌12-15分鐘，以去 除表面較為粗糙的毛刺，攪拌結(jié)束后將鋁屑雜質(zhì)清理干凈；第二次：按劑量比例放入輕質(zhì) 硬酯酸鋅粉劑，攪拌涂抹10-15分鐘； d、 冷擠壓成形，使用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)，將經(jīng)過(guò)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑攪拌 涂抹處理的鋁坯一次性冷擠壓成動(dòng)力電池鋁殼，鋁坯被冷擠壓成形的過(guò)程方式是反擠壓， 即上模在滑塊的帶動(dòng)下，行進(jìn)擠向下模內(nèi)的鋁坯，鋁坯則在上模、下模相互擠壓作用下，沿 著下模的內(nèi)壁向上模行進(jìn)的相反方向拉伸成形。
[0018] 在c步驟中使用輕質(zhì)硬酯酸鋅粉攪拌涂抹的作用是：a、改善鋁坯的結(jié)垢析出現(xiàn) 象，有利于去除鋁坯表面的毛刺及雜質(zhì)；b、優(yōu)化鋁坯的延伸性能，有利于鋁坯被冷擠壓成形 時(shí)的塑性變形；c、增強(qiáng)鋁坯的潤(rùn)滑性，有利于擠壓成形產(chǎn)品的脫模脫料。
[0019] d步驟中冷擠壓成形具體包括如下步驟：1)該模具安裝于臥式多連桿肘桿式冷擠 壓壓力機(jī)上；2)對(duì)模，使上模沖棒進(jìn)入下模模腔，運(yùn)用下模部分的螺栓和夾緊塊，調(diào)整下模 的上、下、左、右位置，運(yùn)用塞尺檢測(cè)下模（凹模）模腔間隙達(dá)到圖紙要求；3)試模，將經(jīng)過(guò)輕 質(zhì)硬酯酸鋅粉攪拌涂抹處理的鋁坯取單片放入下模模腔內(nèi)，采用臥式多連桿肘桿式冷擠壓 壓力機(jī)將鋁坯冷擠壓成鋁殼，運(yùn)用測(cè)厚儀、游標(biāo)卡尺等檢測(cè)工作測(cè)量鋁殼的壁厚、底厚和高 度，然后調(diào)模，高度調(diào)整運(yùn)用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)的滑塊行程調(diào)整功能，壁厚、 底厚的調(diào)整仍運(yùn)用下模的螺栓(調(diào)整螺栓）和夾緊塊的調(diào)整功能，其調(diào)整方法和檢測(cè)方法與 前述對(duì)模時(shí)相同，如此反復(fù)，直至連續(xù)試模擠壓成形的鋁殼均達(dá)到產(chǎn)品圖紙要求；4)調(diào)整送 料機(jī)械手，本生產(chǎn)工藝的上料(鋁坯)，產(chǎn)品規(guī)格較小的鋁坯可采用臥式多連桿肘桿式冷擠 壓壓力機(jī)已配置的震動(dòng)料斗自動(dòng)上料；較大的鋁坯則應(yīng)另行配置提升機(jī)自動(dòng)上料，鋁坯經(jīng) 上料機(jī)構(gòu)送入模腔，依靠臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)已配置的機(jī)械手自動(dòng)送料，調(diào)整 送料機(jī)械手包括調(diào)整機(jī)械手對(duì)鋁坯的抓握情況、抓握住鋁坯后將其送入凹模的到位情況， 以及上述"抓握"、"送入"的連續(xù)性、協(xié)調(diào)性等；5)擠壓產(chǎn)品，將經(jīng)過(guò)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑處理 后的鋁坯放入上料機(jī)構(gòu)，運(yùn)用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)連續(xù)將鋁坯冷擠壓成鋁殼。
[0020] 本發(fā)明采用的壓力機(jī)為多連桿肘桿式機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并具備以下功能：a.有一定 距離的擠壓行程；b.滑塊在擠壓行程間行進(jìn)，速度逐漸減慢；c.滑塊在擠壓行程間行進(jìn)，擠 壓力逐漸增大；d.滑塊行進(jìn)至下死點(diǎn)時(shí)有保壓時(shí)間。該壓力機(jī)能將鋁坯一次性冷擠壓成符 合形狀、尺寸要求的動(dòng)力電池鋁殼。
[0021] 本發(fā)明的成型方法具有如下優(yōu)點(diǎn)： 一是工藝簡(jiǎn)便，本工藝是使用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)將鋁坯一次性冷擠壓成 動(dòng)力電池鋁殼，替代使用一般沖床冷沖后油壓機(jī)多道拉伸、多次回火去除應(yīng)力； 二是生產(chǎn)效率高，本工藝生產(chǎn)動(dòng)力電池鋁殼的速度一般在每分鐘36只以上，其生產(chǎn)效 率較之目前國(guó)內(nèi)企業(yè)使用一般沖床冷沖后油壓機(jī)多道拉伸成形提高5倍以上； 三是鋁殼金屬性能好，應(yīng)用本工藝生產(chǎn)的動(dòng)力電池鋁殼，由于塑性變形好，鋁殼的晶粒 組織更致密，增強(qiáng)了韌性、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)企業(yè)使用一般沖床冷沖后 油壓機(jī)多道拉伸成形的鋁殼，由于經(jīng)過(guò)多次反復(fù)的變形發(fā)熱和成形后的冷卻，鋁殼變硬變 脆，致使其力學(xué)性能減弱； 四是節(jié)省能耗，節(jié)省用工，降低了制造成本。
【權(quán)利要求】
1. 一種動(dòng)力電池錯(cuò)殼冷擠壓成型模具，該模具分為上模、下模兩部分，其特征在于：所 述上模部分包括上模沖棒、上模座、墊塊、夾緊套、夾緊螺母和固定螺栓，下模部分包括下 模、墊頭、凹模座、凹模螺母、多塊夾緊塊和多根螺栓，所述上模沖棒安裝于上模座前側(cè)，中 間用墊塊調(diào)節(jié)距離，所述夾緊套將上模夾住，由夾緊螺母將上模夾緊并安裝固定于上模座 上，所述上模座通過(guò)固定螺栓安裝固定于滑塊前端，所述滑塊設(shè)于導(dǎo)軌上；下模安裝于凹模 座內(nèi)，中間用墊頭調(diào)節(jié)距離，凹模螺母將下模、墊頭貼緊并固定于凹模座上，多塊夾緊塊分 別位于凹模座外側(cè)的上、下、左、右，多根螺栓與夾緊塊協(xié)調(diào)配合調(diào)整下模的上、下、左、右。
2. -種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型方法，其特征在于，包括以下步驟： a、 根據(jù)動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成形所需的擠壓力，選擇公稱力最合適的臥式多連桿肘桿 式冷擠壓壓力機(jī)； b、 制作權(quán)利要求1所述的模具，該模具分為上模、下模兩部分，上模安裝固定于上模座 上，所述上模座安裝固定于滑塊前端； c、 將制作的鋁坯進(jìn)行處理，使用攪拌設(shè)備，將輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑攪拌涂抹于鋁坯上， 輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑事先于40-45°C的烘箱內(nèi)存放備用，輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑的用量為鋁坯的 0. 08-0. 1%，攪拌涂抹分兩次進(jìn)行，第一次：無(wú)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉，鋁坯攪拌12-15分鐘，以去 除表面較為粗糙的毛刺，攪拌結(jié)束后將鋁屑雜質(zhì)清理干凈；第二次：按劑量比例放入輕質(zhì) 硬酯酸鋅粉劑，攪拌涂抹10-15分鐘； d、 冷擠壓成形，使用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)，將經(jīng)過(guò)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑攪拌 涂抹處理的鋁坯一次性冷擠壓成動(dòng)力電池鋁殼，鋁坯被冷擠壓成形的過(guò)程方式是反擠壓， 即上模在滑塊的帶動(dòng)下，行進(jìn)擠向下模內(nèi)的鋁坯，鋁坯則在上模、下模相互擠壓作用下，沿 著下模的內(nèi)壁向上模行進(jìn)的相反方向拉伸成形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種動(dòng)力電池鋁殼冷擠壓成型方法，其特征在于：d步驟中 冷擠壓成形具體包括如下步驟：1)該模具安裝于臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)上；2)對(duì) 模，使上模沖棒進(jìn)入下模模腔，運(yùn)用下模部分的螺栓和夾緊塊，調(diào)整下模的上、下、左、右位 置；3)試模，將經(jīng)過(guò)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉攪拌涂抹處理的鋁坯取單片放入下模模腔內(nèi)，采用臥式 多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)將鋁坯冷擠壓成鋁殼；4)調(diào)整送料機(jī)械手，鋁坯經(jīng)上料機(jī)構(gòu)送 入模腔，依靠臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)已配置的機(jī)械手自動(dòng)送料；5)擠壓產(chǎn)品，將經(jīng) 過(guò)輕質(zhì)硬酯酸鋅粉劑處理后的鋁坯放入上料機(jī)構(gòu)，運(yùn)用臥式多連桿肘桿式冷擠壓壓力機(jī)連 續(xù)將鋁坯冷擠壓成鋁殼。
【文檔編號(hào)】B21C25/02GK104096719SQ201410335390
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】施永飛, 王英 申請(qǐng)人:江蘇啟力鍛壓機(jī)床有限公司