專利名稱：鉛酸蓄電池的端子的制造方法和設(shè)備及用其制造的端子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)鉛酸蓄電池的所謂端子電極(terminal pole)或稱端子的方法和設(shè)備以及涉及用這些方法和設(shè)備制造的端子。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，蓄電池的電極是用鉛制造的，至少就接觸端而言，一般是制成為各種標(biāo)準(zhǔn)化的形式。眾所周知，電極有錐形的接觸部分和基部。后者可設(shè)有突緣、迷宮結(jié)構(gòu)和/或像螺紋一樣的元件，其用于改善把這樣的基部埋置于蓄電池蓋板的塑料里的密封。這兩個部分可以分別制造，而后用釬焊或其它適當(dāng)?shù)姆椒ńY(jié)合起來，或制成為一個單體零件。最終，端子電極應(yīng)該有致密的結(jié)構(gòu)，不應(yīng)有可能允許蓄電池內(nèi)容物漏泄或通氣的微孔。微孔還可能造成電極的早期腐蝕和氧化，從而影響電極的導(dǎo)電性。
普通的端子主要是用諸如澆鑄、模鑄、軋制成形或壓制等已知的方法制造。
在第一種即澆鑄方法中，把鉛熔化并澆鑄入模子，由模子給出電極所需要的最終形狀。以這種方法可以制成端子，但其幾乎沒有抗腐蝕的能力，并且由于電極結(jié)構(gòu)里的多孔性和破壞性的氣孔砂眼的存在容易引起酸從蓄電池的內(nèi)部向外面滲漏。因此，往往是做不到塑料蓋板和電極之間的有效密封。
在第二種方法中，是讓鉛以熔化狀態(tài)經(jīng)歷模鑄工藝過程。在這一情況中，高壓模鑄確保對表面多孔性和生產(chǎn)速度有某些改善。但是，前一種方法的典型的缺點不能完全消除。
在第三種即軋制成形方法中，用成形輥可用于得到致密性好的端子。一般地說，這種方法和所用的設(shè)備是用作模鑄方法的最后的補充的加工過程。所以，合起來的過程是復(fù)雜的，涉及繁多的附加系統(tǒng)和方法步驟，生產(chǎn)率是相當(dāng)?shù)偷摹?br> 在第四種方法中，從預(yù)先校準(zhǔn)的一般為圓柱形的鉛元件開始用壓制工藝制造電極，所以這總是需要先期的過程和設(shè)備來得到允差符合要求的直徑和長度。把這樣的元件放在壓制模子里，壓制成形狀類似于最終形狀的半成品，但是還必須用某些進(jìn)一步的工藝過程對半成品進(jìn)行最后加工，在所述工藝過程中去掉半成品的端部。以此，可以得到令人滿意的致密度，即不會有微孔，但是這種方法的生產(chǎn)率頗低，并且由于變形過程涉及很高的工作應(yīng)力而需要有非常堅固的設(shè)備。
還有，不同的工藝過程是在不同的機(jī)器上進(jìn)行，制造過程中最終變成廢物的材料百分比很高，一般占所用的全部材料的20-25％。
因此，其生產(chǎn)成本頗高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種方法和實現(xiàn)這種方法的設(shè)備，它們適于通過塑性變形生產(chǎn)蓄電池的端子電極，這樣生產(chǎn)的端子電極在完工成品的致密度和要求的尺寸允差方面都是高質(zhì)量的。
在這一目標(biāo)內(nèi)，本發(fā)明的一個重要目的是提供一種生產(chǎn)率高的方法和相關(guān)的設(shè)備，其能夠縮短生產(chǎn)時間，降低生產(chǎn)成本，不需要初步的過渡變形，能夠把所用的全部材料在制造過程中成為廢物的百分比降低到最小，優(yōu)選地，降低到3-4％范圍內(nèi)，更優(yōu)地，降低到3％以下，甚至可降低到0，那些廢物在許多情況中可回收利用，用于再加工。
本發(fā)明的另一個目的是提供這樣一種方法和相關(guān)的設(shè)備，其適用于制造任何型式的標(biāo)準(zhǔn)化端子電極，甚至特殊形狀的端子電極，不管是單體的，還是多件構(gòu)成的。
本發(fā)明的再一個目的是提供這樣一種方法和相關(guān)的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)輕質(zhì)，功率消耗低，運動零件的磨損小，幾乎不需要監(jiān)控和維護(hù)操作，適于以環(huán)境友好的方式分別地進(jìn)行和工作。
本發(fā)明的再一個目的是提供這樣一種方法和相關(guān)的設(shè)備，其特別適用于高速工作，不存在停工時間，以及適用于生產(chǎn)不同尺寸和選擇的尺寸的電極，不管初始原材料的尺寸如何。
將在下文中變得更加明顯的這一目標(biāo)、這些和其它目的將用按照本發(fā)明并在權(quán)利要求1中闡明的一種在冷加工設(shè)備上通過塑性變形制造蓄電池的鉛端子的方法來達(dá)到，所述設(shè)備有成形工位和至少一個變形工位，這種方法包括以下步驟a)在成形工位成形坯料，所述坯料具有沿著其縱向軸線的一縱向延伸長度以提供端子的基部和接觸部分且其尺寸適應(yīng)于要制造的端子最終成品的尺寸；b)把坯料傳送到設(shè)備的所述至少一個變形工位；c)對坯料進(jìn)行第一步變形以進(jìn)行其基部的內(nèi)部和外部成形；以及d)對坯料進(jìn)行至少一個第二步變形以進(jìn)行其基部的至少一進(jìn)一步的內(nèi)部和外部成形，其中，步驟c)和d)作為漸進(jìn)的變形步驟順序地進(jìn)行。
一種在權(quán)利要求13中闡明的用于按照本發(fā)明實現(xiàn)通過冷加工塑性變形制造蓄電池的鉛端子的方法的設(shè)備，這種設(shè)備包括成形工位，其用于成形坯料，所述坯料具有沿著其縱向軸向的一縱向延伸長度以提供端子的基部和接觸部分且其尺寸適應(yīng)于要制造的端子最終成品的尺寸；至少一個變形工位，其適于通過對坯料的接觸部分和基部的內(nèi)部和外部成形來使進(jìn)行坯料的順序漸進(jìn)的變形；以及傳送裝置，用于在所述各個工位之間傳送被加工的坯料。
本發(fā)明的各詳細(xì)的優(yōu)點將在權(quán)利要求書中的各從屬權(quán)利要求中闡明。


本發(fā)明的其它特點和優(yōu)點將在下面結(jié)合附圖以非限制性的例子示出的蓄電池鉛端子的制造方法和設(shè)備的優(yōu)選的但非排它的實施例的詳細(xì)說明中變得更加明顯，各附圖中圖1是本發(fā)明的設(shè)備的變形工位的前視剖視圖；圖2A和2B是可用本發(fā)明的方法和設(shè)備制成的蓄電池端子電極的第一和第二兩個不同實施例的前視剖視圖；圖2C是圖2B的端子電極細(xì)節(jié)的局部放大剖視圖；圖2D是圖2B中所示的第二實施例的端子電極的立體圖；圖3是本發(fā)明的適用于在一個端子電極上做出一個通孔的設(shè)備的變形工位的前視剖視圖；圖4是以剖視方式表示出設(shè)備的四個變形工位以及圖示出用本發(fā)明的方法進(jìn)行的四個順序漸進(jìn)的變形步驟的前視圖；圖5是設(shè)備的第一變形工位的前視剖視圖，圖示出按照本發(fā)明的方法進(jìn)行的第一個變形步驟的各個階段；圖6是設(shè)備的第二變形工位的前視剖視圖，圖示出按照本發(fā)明的方法進(jìn)行的第二個變形步驟的各個階段；圖7是設(shè)備的第三變形工位的前視剖視圖，圖示出按照本發(fā)明的方法進(jìn)行的第三個變形步驟的各個階段；圖8是設(shè)備的第四變形工位的前視剖視圖，圖示出按照本發(fā)明的方法進(jìn)行的電極開孔步驟的各個階段；圖9A-9D分別是本發(fā)明的設(shè)備的成形工位和切斷裝置在各個工作位置的局部示意圖；圖10A是設(shè)備的校準(zhǔn)裝置的前視剖視圖，圖示出坯料在預(yù)變形步驟中的各個校準(zhǔn)階段；圖10B是本發(fā)明的校準(zhǔn)裝置的前視剖視圖；圖11是設(shè)備的可以替換的第四或第五變形工位的前視剖視圖，其圖示出可得到圖2所示的端子電極的一個變形步驟；圖12A-12B是前視剖視圖，它們圖示出圖2B所示的那種型式的端子電極分別處于最終制造前的階段和最終制造階段。
具體實施例方式
參照以上各圖，用于通過冷塑性變形加工來制造蓄電池的鉛端子的設(shè)備1在其一個優(yōu)選的但非排它的實施例中包括一個成形工位2，用于成形用鉛材料制成的坯料7。
坯料7有一個沿著其縱向軸線的縱向延伸長度，以為端子提供一個基部9和一個接觸部分8。坯料的尺寸應(yīng)確定為能夠與要制造的端子成品的尺寸相適應(yīng)。
設(shè)備1包括至少一個變形工位30，優(yōu)選的是兩個變形工位30、40，更優(yōu)的是四個變形工位30、40、50、60或80，它們適于通過對坯料7的接觸部分8和基部9進(jìn)行內(nèi)部和外部成形而使坯料7漸進(jìn)地變形。
還設(shè)有傳送裝置12，用于在各工位2、30、40、50、60之間傳送要被加工的坯料，其可由幾付夾子12a構(gòu)成，夾子12a用于把工件從一個工位傳送到下一個工位。還可以設(shè)置其它適當(dāng)?shù)膫魉脱b置，諸如機(jī)械的或液壓的或氣動的抓取臂。
在一個優(yōu)選的但非排它的實施例中，可為這種機(jī)器的各成形和變形裝置和工位設(shè)置所相同付數(shù)的夾子12a。
成形工位2包括開卷裝置3，用于把鉛筋(lead wire)4從鉛筋卷5上退卷出來。在鉛筋卷5的下游設(shè)有用于牽拉和矯直鉛筋4的鉛筋牽拉和矯直裝置6，該裝置可與開卷裝置重合并可由幾對輥子6a構(gòu)成。切斷裝置13可把鉛筋4切割成所需長度的段，其也是成形工位2的設(shè)備。
也可用其它適當(dāng)?shù)臓坷?矯直裝置替代各對輥子，諸如用幾對扣緊在鉛筋4上的滑靴，以矯直鉛筋4并使其前進(jìn)。
在一個優(yōu)選實施例中，切割裝置13可由一個固定的切頭(matrix)13a和一個可動的切頭13b構(gòu)成，前者有一個內(nèi)通道14a，鉛筋4可被進(jìn)給入其中，后者有一個內(nèi)盲孔14b，其適于接納穿過固定的切頭進(jìn)給的鉛筋4的一個預(yù)定長度。鉛筋的長度是根據(jù)要成形的端子的所需尺寸來設(shè)定的。可動的切頭13b是適于相對于固定的切頭13a移動，以便切下對應(yīng)于鉛筋4的所述預(yù)定長度的坯料7。切斷裝置13還裝有一個止動沖頭13c，其適于，一旦預(yù)定長度的鉛筋4進(jìn)入可動的切頭13b內(nèi)就阻止鉛筋4在其內(nèi)的前進(jìn)，并帶有一個推出沖頭13d，用于把切割下來的坯料7從可動的切頭13b里推出去。
此外，有利的是，成形工位2可設(shè)置一個校準(zhǔn)裝置100(見圖10A-10B)，其適于把由切斷裝置13切割的那段鉛筋校準(zhǔn)到要求的直徑和總體形狀。
校準(zhǔn)裝置100允許用直徑不同的、甚至直徑小于必需隨后在各個變形工位進(jìn)行加工的坯料7的直徑的鉛筋作為初始材料。
校準(zhǔn)裝置100包括一個校準(zhǔn)模座(matrix)103和一個錘式?jīng)_頭101。后者受彈簧108的軸向偏壓并可運動而擠壓從切斷裝置13傳送來的并由夾子12a夾持著的一段鉛筋。校準(zhǔn)模座103設(shè)有一個校準(zhǔn)模具沖頭102，其可在被錘式?jīng)_頭102推進(jìn)校準(zhǔn)模座103的校準(zhǔn)腔109內(nèi)的那段鉛筋的推動作用下在校準(zhǔn)模座103的校準(zhǔn)腔109內(nèi)軸向運動。一個由杯形容器105構(gòu)成的推出器布置成可在校準(zhǔn)腔109內(nèi)軸向運動并且其內(nèi)裝有一個由彈簧107構(gòu)成的彈性裝置。這樣，可由錘式?jīng)_頭101施加在一段鉛筋上的擠壓力來在校準(zhǔn)腔109里校準(zhǔn)這段鉛筋，這個擠壓力受到在由彈簧107偏壓的推出器105的推動作用下通過模具沖頭102施加的彈性阻力的反作用。
這種設(shè)備設(shè)有至少一個變形工位30(圖1)，其包括固定部分20和可動部分21，兩者沿著工作軸線Y對準(zhǔn)?？蓜硬糠?0可沿著工作軸線Y運動。
可動部分21包括沖頭護(hù)套22、裝在沖頭護(hù)套22里的沖頭夾持件23、被容納在沖頭夾持件23里的錘式?jīng)_頭24、以及裝在沖頭夾持件23里并部分地包圍著錘式?jīng)_頭24的沖頭嵌入件25。沖頭夾持件23可在錘式?jīng)_頭24上滑動。沖頭護(hù)套22、沖頭夾持件23、錘式?jīng)_頭24和沖頭嵌入件25沿著工作軸線同軸地安裝在變形工位30中。
固定部分20包括一個模子保持件26，一個拼合的模子27可滑動地裝在其內(nèi)。一個模子沖頭28可運動地接納在模子保持件里，以可相對于拼合的模子27并在拼合的模子27內(nèi)運動。模子保持件26、拼合的模子27和模子沖頭28沿著工作軸線Y同軸地安裝在該變形工位中。
拼合的模子27是大致截頭圓錐形狀的襯套，其外表面是錐形的，以及其內(nèi)孔帶有成形模面。這個襯套由多個拼瓣29、例如八個拼瓣構(gòu)成，并可在模子保持件26里滑動，其錐形的外表面與模子保持件26的互補地成錐度的表面接觸。這樣的襯套27可在一個突出位置和一個嵌入位置之間滑動，在前一個位置上，各拼瓣29是張開的，以便接納坯料7的基部9；在后一個位置上，各拼瓣29合攏在一起而形成一個第一半模，其適于通過使坯料7的基部塑性變形而使之成形。
在拼合的模子27的嵌入位置的第一半模的形狀能夠有利地在坯料的基部9上成形出有突脊9a的迷宮形狀，所述突脊可以有平的側(cè)面和凹入的根部9b。
模子沖頭28有推壓端31，其形狀在各拼瓣29合攏時可推壓進(jìn)坯料7的基部而使其內(nèi)形成一個內(nèi)凹腔。
沖頭嵌入件25形狀為一個具有內(nèi)錐形的套筒，適于成形成品端子的接觸部分8的對應(yīng)錐形。這樣的內(nèi)錐形形成一個第二半模，其與由拼合的模子27形成的第一半模協(xié)作用于使坯料7產(chǎn)生塑性變形。
固定部分20設(shè)有至少一個第一偏壓彈簧32，其可以是碟形墊圈彈簧，以及設(shè)有至少一個支承拼瓣的偏壓彈簧33。彈簧32、33安裝在固定部分20里拼合的模子27的下方并從而可把拼合的模子27偏壓到突出位置，在這一位置各個拼瓣29張開。
錘式?jīng)_頭24可被驅(qū)動而沿著工作軸線Y運動并推壓在坯料上以致克服第一和第二偏壓彈簧32、33產(chǎn)生的偏壓力，而使拼合的模子27運動到嵌入位置，在這個位置，第一半模和第二半模一起形成成形模34，其可依靠錘式?jīng)_頭24施加在坯料7的一端上的壓力包圍坯料7并把坯料7成形為所需要的形狀。
在一種特定的構(gòu)造中(圖3或圖11)，錘式?jīng)_頭24可有一個設(shè)有切割型面的工作端37，其適于在內(nèi)凹腔完全形成時切掉其底端部分而使坯料7里形成通孔11。在錘式?jīng)_頭24上，在所述構(gòu)造中，還可設(shè)置一個帶有出口孔39的內(nèi)通道36，這個出口孔適于允許被切下來的底端部分38脫離出去。模子沖頭28還可設(shè)有一個內(nèi)孔35，其可連接于一個壓力空氣源41，用于推動切掉的底端部分39穿過內(nèi)通道36。
在一個實施例中，例如適用于成形無孔的端子，設(shè)備可包括第一和第二兩個變形工位30和40。在一個優(yōu)選的但非排它的實施例中，可補充地設(shè)置第三和第四兩個變形工位50和60。
可以設(shè)置六個不同的變形工位，用這些工位可將端子基部做成更獨特的結(jié)構(gòu)形狀。
第一變形工位30適用于進(jìn)行坯料7的基部9的內(nèi)部和外部成形過程的至少一第一步變形。
第二變形工位40進(jìn)行坯料7的基部9的進(jìn)一步內(nèi)部和外部成形過程的第二步變形?？蛇x地，坯料7的接觸部分8的外部成形可在第二變形工位40進(jìn)行。接觸部分8的外部第一外部成形也可在第一變形工位30進(jìn)行。
第三變形工位50適用于接觸部分8的內(nèi)部和外部成形過程的第三步變形以及適用于坯料7的基部9的進(jìn)一步內(nèi)部成形?？稍谂髁?上成形出內(nèi)凹腔11，其縱向地即軸向地在其內(nèi)穿過基部9和接觸部分8，基本上延伸于接觸部分8的除堵住坯料7的端部的底端部分38之外的整個縱向延伸長度。
第四變形工位60適用于由安裝有工作端37的錘式?jīng)_頭24進(jìn)行坯料7的內(nèi)凹腔11的沖成，通過切掉堵頭即底端部分38而形成各圖中以11標(biāo)示的通孔。
成形工位2和各變形工位30、40、50、60都是安裝在機(jī)架70上，機(jī)架內(nèi)裝有運動驅(qū)動裝置71，其可以是流體驅(qū)動型式的，用于驅(qū)動可動部分20和模子沖頭28。
如圖11所示，可附加地設(shè)置一個變形工位80，或替代工位60。
工位80設(shè)有一個拼合的模子27和一個錘式?jīng)_頭24，錘式?jīng)_頭24有一個帶有切割型面的工作端37，切割型面可在坯料7里形成通孔11。
在前幾個變形工位，坯料7被預(yù)成形為有突脊9a，這些突脊有冕形的尖端9c。
一旦帶有尖端的突脊的坯料9為了變形而被封閉在變形工位80里，拼瓣29就擠壓在弧頂9c上而把它們壓平，同時材料產(chǎn)生移位，使突脊變成帶有凹入的根部9b的蘑菇形，如圖2B和12B中所示。
控制單元CU設(shè)有用于感受設(shè)備的各個部分的液壓和氣動壓力、溫度和位置參數(shù)的傳感裝置，并提供指示信號，還設(shè)有用于儲存和處理來自傳感裝置的信號的儲存和處理裝置，以及還設(shè)有適當(dāng)?shù)挠布蛙浖?，以控制設(shè)備的工作。
從上面已經(jīng)進(jìn)行的描述和下面還將進(jìn)行的描述很容易理解設(shè)備的工作。
由拼瓣29形成的半模和沖頭嵌入件25在閉合時將使坯料金屬變形而達(dá)到所需要的形狀，而當(dāng)張開時，允許取出已經(jīng)變形的坯料金屬和插進(jìn)仍待變形的坯料金屬。
與已知的變形技術(shù)不同，它們是用半成品、通常為預(yù)先在不同的機(jī)器上做成的校準(zhǔn)的鉛條作為初始材料，而在本發(fā)明中，是把卷繞在金屬卷盤5上的連續(xù)的鉛(Pb)筋(卷料)供給成形設(shè)備。
卷盤5是裝在開卷裝置3上，其可設(shè)置在成形工位2作為設(shè)備/機(jī)器的一部分，根據(jù)卷盤的重量，其可以是惰轉(zhuǎn)或有動力驅(qū)動的，退卷軸線最好是水平的。
隨后，鉛筋4被導(dǎo)入機(jī)器的第一(成形)工位2，進(jìn)行拉制強(qiáng)化。在這樣的第一工位2，輥子或轉(zhuǎn)子6a的作用是以“抖動的方式”把鉛筋送給切斷裝置13，向前送去的鉛筋坯料7的長度可根據(jù)要生產(chǎn)的最終零件的功能和尺寸來調(diào)整。
在由切斷裝置13構(gòu)成的切斷工位中，鉛筋首先被導(dǎo)入由一塊鋼制成的固定的(刀具)切頭13a，其中裝有一個硬的金屬嵌入件，嵌入件的特性是可以互換的并有一個圓柱形的凹腔，其直徑略微大于正在使用的鉛筋的直徑。與固定的切頭13a同軸地設(shè)有一個可動的(刀具)切頭13b，它的幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點類似于固定的切頭13a，并且它還能繞一個平行于固定的切頭的圓柱形凹腔的軸線的軸線轉(zhuǎn)動，或能夠無論以什么方式運動到一個與固定的切頭13a偏置開的位置。這樣的運動能夠切斷被導(dǎo)入可動的切頭13b里的鉛筋坯料7。隨后推出沖頭13d可把被切掉的那一段鉛筋從可動的切頭推出去。
同時，切掉的鉛筋被為它設(shè)置的夾子12a收集。
當(dāng)?shù)谝缓偷诙肽堥_時，收集切下來的那段鉛筋的夾子12a把坯料7從成形工位2送到第一變形工位30，在那里，形成端子電極的基部，其有利地帶有一種迷宮結(jié)構(gòu)。
各個變形工位的構(gòu)造使得這種設(shè)備特別適合于很容易地形成帶有凹入部的迷宮結(jié)構(gòu)，而已有技術(shù)的設(shè)備對此即使不是不可能也是非常難的。
作為選項，可用校準(zhǔn)裝置100對切下來的那段鉛筋進(jìn)行預(yù)先校準(zhǔn)。
圖4表示出坯料7在四個不同變形工位30、40、50、60的擠壓順序。
圖5表示出在第一變形工位30進(jìn)行的變形步驟，在機(jī)器的可動部分向固定部分移動的過程中，切下來的那段鉛筋坯料被夾子12a保持在切頭的同一軸線上。
在這一時刻，在彈簧32、33的作用下，拼合的模子27是張開的。
隨著可動部分前進(jìn)，錘式?jīng)_頭24把坯料推靠在模子沖頭28上，使設(shè)在模子沖頭28之下(如圖1所示)的并受模具推出器彈簧偏壓的推出器讓開。
這一運動一直繼續(xù)進(jìn)行，直到?jīng)_頭嵌入件25和攜帶著沖頭嵌入件25的沖頭夾持件23觸及拼合的模子27并迫使其向下，克服彈簧32、33的推力，而把待成形的坯料封閉住。
整個鉛筋坯料承受變形，變形使坯料占滿設(shè)在拼合的模子27里的自由容積。
然后模子張開以及被變了形的坯料的推出步驟開始。
隨著錘式?jīng)_頭24離開，偏壓拼合的模子27的彈簧32、33釋放，使拼合的模子27回到停止、張開位置，這允許把坯料推出去。
被這樣變形了的鉛坯料仍是支承(依靠過盈)在模子沖頭28上(最后的工作階段表示于圖5)。
夾子12a再次介入，把變形了的坯料收集在正確的位置。
實際上，這個夾子可以不是在初始插進(jìn)步驟中支承坯料、之后立即放寬以允許機(jī)器閉合的同一個夾子12a，而是接下來的動作(變形工位)的夾子12a，只要機(jī)器的張開已經(jīng)開始，它就被送到這一動作以收集變形了的坯料并把它帶到下一個工位。
在其它各工位的動作類似于其各個階段，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人很容易從圖4、6-8和11推斷出來。
這樣，在包括成形工位2和至少一個變形工位30、40、5、60、80的冷加工設(shè)備1上通過塑性變形制造蓄電池的鉛端子的方法包括以下步驟a)在設(shè)備1的成形工位2，對沿著其縱向軸線Y有一縱向延伸長度的坯料7進(jìn)行成形，例如將其成形出端子的基部9和接觸部分8，且該坯料的尺寸適應(yīng)于要制造的端子最終成品的尺寸；b)把坯料7傳送到設(shè)備的所述至少一個變形工位；c)對坯料7進(jìn)行一個第一步變形來成形其基部9的內(nèi)部和外部；以及d)對坯料7進(jìn)行至少一個第二步變形來進(jìn)一步成形其基部9的內(nèi)部和外部。
步驟c)和d)作為漸進(jìn)的變形步驟順序地進(jìn)行。
還可進(jìn)一步地進(jìn)行一個進(jìn)一步的步驟e)，對坯料7進(jìn)行一個第三步變形來成形它的接觸部分8的內(nèi)部和外部以及進(jìn)一步成形它的基部9的內(nèi)部。
術(shù)語“漸進(jìn)的變形”是意思是，在幾個相繼的變形步驟中逐漸地進(jìn)行坯料的塑性變形，直至使它達(dá)到適于端子電極的最終成品的形狀，這樣可防止設(shè)備的各部分承受過高的應(yīng)力，同時也允許以一種協(xié)調(diào)的方式以高速進(jìn)行之。
術(shù)語“順序地”的意思是，在適當(dāng)配備的各個不同的變形工位，或在同一變形工位，不過無論如何在允許產(chǎn)生變形力的幾個不連續(xù)的時刻，對同一坯料按順序進(jìn)行各個變形步驟。
有利的是，步驟c)包括在坯料的基部9的外表面形成出由幾個突脊構(gòu)成的迷宮結(jié)構(gòu)，這些突脊從基部的所述外表面突出并且可有凹入的根部，以及形成具有在基部內(nèi)沿著坯料的縱向軸線布置的一延伸長度的凹腔；步驟d)包括在坯料的基部和接觸部分之間的外部區(qū)域形成出一個冕形部分10，它由突緣構(gòu)成，并且該突緣的邊緣上有多個缺口10a，還包括增大凹腔沿著坯料的縱向軸線的延伸長度。步驟e)包括成形接觸部分的外表面，使其成為截頭圓錐的形狀，其大端在冕形部分10處，以及進(jìn)一步增大凹腔沿著坯料的縱向軸線的延伸長度，以致也延伸到接觸部分內(nèi)，基本上延伸于其整個縱向延伸長度，但底端部分除外。
在被制造的端子是圖2A-2D所示的那種型式的時，也就是有一個軸向通孔11，還進(jìn)行一個補充的步驟f)，就是切掉凹腔的底端部分以形成坯料內(nèi)的通孔11，如圖3和圖4的最后動作階段所示。
用以實現(xiàn)本發(fā)明的設(shè)備，在其一個可能的實施例中，可僅設(shè)有一個變形工位，并且其中的工作部件可根據(jù)要進(jìn)行的變形步驟自動地互換。
在一個優(yōu)選實施例中，各個變形步驟在設(shè)備的各獨立的變形工位30、40、50、60、80進(jìn)行，每兩個相繼的所述變形步驟之間設(shè)有一個相應(yīng)的附加的傳送步驟。
補充的步驟f)還包括使從坯料7上切掉的底端部分38脫離出去。
為了具有高的生產(chǎn)率，這種設(shè)備適于并可這樣地工作，就是各個變形步驟同時地在各工位30、40、50、60、80進(jìn)行。具體地說，對處于在上一變形步驟后獲得的漸進(jìn)的變形中的不同變形階段的各不同坯料，在各自的變形工位進(jìn)行各變形步驟，各傳送步驟與各漸進(jìn)的變形步驟相協(xié)調(diào)。
可用本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知和對他們來說顯然的技術(shù)上等同的其它方案來替代本文結(jié)合本發(fā)明的圖示的非限制性優(yōu)選實施例詳細(xì)描述的內(nèi)容。
對本發(fā)明很容易做出各種變型和變動，所有這些都在熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人的常規(guī)技術(shù)知識范圍內(nèi)。
在實際應(yīng)用中，所用的材料以及形狀和尺寸，根據(jù)各種要求，都可以是任意的，因此不放棄后附權(quán)利要求書中提出的本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本申請要求對英國專利申請No.0425342.3享有優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容本文引為參考。
權(quán)利要求
1.一種用于在具有成形工位和至少一個變形工位的冷加工設(shè)備上通過塑性變形制造蓄電池的鉛端子的方法，它包括以下步驟a)在成形工位成形坯料，所述坯料具有沿著其縱向軸線的一縱向延伸長度以提供所述端子的基部和接觸部分，且其尺寸適應(yīng)于要制造的端子最終成品的尺寸；b)把坯料傳送到所述設(shè)備的所述至少一個變形工位；c)對坯料進(jìn)行第一步變形以進(jìn)行其基部的內(nèi)部和外部成形；以及d)對坯料進(jìn)行第二步變形以進(jìn)行其基部的至少一進(jìn)一步的內(nèi)部和外部成形，其中，步驟c)和d)作為漸進(jìn)的變形步驟順序地進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，它包括步驟e)，用于對坯料進(jìn)行第三步變形，以進(jìn)行其接觸部分的內(nèi)部和外部成形以及其基部的進(jìn)一步內(nèi)部成形。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟c)包括在坯料的基部的外表面上形成由突脊構(gòu)成的迷宮結(jié)構(gòu)，這些突脊從基部的所述外表面突出，以及形成凹腔，該凹腔具有在所述基部內(nèi)沿著坯料的所述縱向軸線布置的一延伸長度。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，包括把所述突脊形成為在其冕區(qū)域有尖端。
5.如權(quán)利要求3和4所述的方法，其特征在于，還包括把所述突脊形成為有凹入的根部。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟d)進(jìn)行的所述的坯料第二步變形包括用于成形所述端子的所述接觸部分的所述坯料的外部成形。
7.如權(quán)利要求1-6中的任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述步驟d)包括在坯料的所述基部和接觸部分之間的外部區(qū)域形成出冕形部分，該冕形部分由突緣構(gòu)成，并且該突緣的邊緣上有多個缺口，還包括增大所述凹腔沿著所述坯料的縱向軸線的延伸長度。
8.如權(quán)利要求3或7所述的方法，其特征在于，步驟e)包括成形接觸部分的外表面，使其成為截頭圓錐的形狀，其大端連接于所述基部，以及增大所述凹腔沿著坯料的所述縱向軸線的延伸長度，以致從所述基部延伸到所述接觸部分內(nèi)，以基本上延伸于坯料的整個縱向延伸長度，但底端部分除外。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括補充步驟f)，其包括切掉所述凹腔的所述底端部分以使所述坯料內(nèi)形成通孔。
10.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述各變形步驟在所述設(shè)備的各獨立的變形工位進(jìn)行，并且，在每兩個相繼的所述變形步驟之間設(shè)有相應(yīng)的附加傳送步驟。
11.如權(quán)利要求7或權(quán)利要求8在從屬于權(quán)利要求7時所述的方法，其特征在于，所述補充步驟f)包括使從所述坯料上切掉的底端部分脫離出去。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述各個變形步驟同時地在所述設(shè)備的所述各變形工位進(jìn)行，對處于在上一變形步驟后獲得的漸進(jìn)的變形過程中的不同變形階段的各不同坯料，在各自的變形工位進(jìn)行各變形步驟，各傳送步驟與各漸進(jìn)的變形步驟相協(xié)調(diào)。
13.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述變形步驟a)包括對坯料進(jìn)行校準(zhǔn)。
14.一種用于通過冷塑性變形加工制造蓄電池的鉛端子的設(shè)備，其特征在于，它包括成形工位(2)，用于成形坯料(7)，所述坯料具有沿著其縱向軸線的一縱向延伸長度以提供所述端子的基部(9)和接觸部分(8)且其尺寸適應(yīng)于要制造的端子最終成品的尺寸；至少一個變形工位(30、40、50、60、80)，它們適于通過對所述坯料的接觸部分(8)和基部(9)進(jìn)行內(nèi)部和外部成形來進(jìn)行所述坯料的順序漸進(jìn)的變形；以及傳送裝置(12)，其用于在所述各工位(2、30、40、50、60、80)之間傳送被加工的所述坯料。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述成形工位(2)包括開卷裝置，其用于把鉛筋(4)從鉛筋盤卷上退卷出來；鉛筋牽拉和矯直裝置(6)，其用于牽拉和矯直所述鉛筋；以及切斷裝置(13)，其用于把所述鉛筋切斷成所需長度的段。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，所述切斷裝置(13)包括用于允許鉛筋進(jìn)給穿過其中的固定切頭(13a)；用于接納穿過所述固定切頭(13a)進(jìn)給過來的預(yù)設(shè)定長度的鉛筋(4)的可動切頭(13b)，所述可動切頭(13b)適于相對于所述固定切頭(13a)移動而從坯料(7)切割出一個長度，這個長度對應(yīng)于所述鉛筋(4)的預(yù)設(shè)定長度；止動沖頭(13c)，其適于當(dāng)所述鉛筋(4)的預(yù)設(shè)定長度進(jìn)入所述可動切頭(13b)內(nèi)時就阻止所述鉛筋(4)在其內(nèi)的前進(jìn)；以及推出沖頭(13d)，其用于從所述可動切頭(13b)內(nèi)推出被切下來的坯料(7)。
17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，所述成形工位(2)附加地包括用于校準(zhǔn)被切下來的鉛筋段的校準(zhǔn)裝置(100)。
18.如權(quán)利要求14或15所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一個變形工位(2、30、40、50、60、80)包括沿著工作軸線(Y)對準(zhǔn)的固定部分(20)和可動部分(21)，所述可動部分可沿著所述工作軸線運動。
19.如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，所述可動部分(21)包括沖頭護(hù)套(22)；裝在所述沖頭護(hù)套(22)內(nèi)的沖頭夾持件(23)；容裝在所述沖頭夾持件(23)內(nèi)的錘式?jīng)_頭(24)；以及裝在沖頭夾持件(23)里并部分地包圍著所述錘式?jīng)_頭(24)的沖頭嵌入件(25)，該沖頭嵌入件(25)可在錘式?jīng)_頭(24)上滑動，所述沖頭護(hù)套、沖頭夾持件、錘式?jīng)_頭和沖頭嵌入件是沿著工作軸線(Y)同軸地安裝的。
20.如權(quán)利要求18或19所述的設(shè)備，其特征在于，所述固定部分(20)包括模子保持件(26)；可滑動地裝在所述模子保持件(26)內(nèi)的拼合模子(27)；模子沖頭(28)，其可運動地容裝在所述模子保持件(26)里，并可在所述拼合模子(27)內(nèi)相對于它運動，所述模子保持件、拼合的模子和模子沖頭是沿著所述工作軸線(Y)同軸地安裝的。
21.如權(quán)利要求14-20中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，它包括第一變形工位(30)和第二變形工位(40)，以及優(yōu)選的是，還包括第三變形工位(50)和第四變形工位(60)。
22.如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，所述各變形工位由如下構(gòu)成所述第一變形工位(30)，在該工位進(jìn)行所述坯料(7)的基部的內(nèi)部和外部成形的第一步變形；所述第二變形工位(40)，在該工位進(jìn)行所述坯料(7)的基部的進(jìn)一步內(nèi)部和外部成形的第二步變形，以及可選地，進(jìn)行所述坯料(7)的接觸部分(8)的外部成形；第三變形工位(50)，在該工位進(jìn)行接觸部分(8)的內(nèi)部和外部成形以及坯料(7)的基部(9)的進(jìn)一步內(nèi)部成形的第三步變形，其中，形成在所述坯料(7)中縱向地延伸穿過所述基部(9)和所述接觸部分(8)以基本上延伸于所述接觸部分(8)的除其底端部分(38)外的整個縱向延伸長度的內(nèi)凹腔；以及第四變形工位(60)，在該工位通過切掉所述底端部分最終在所述坯料(7)內(nèi)形成通孔(11)。
23.如權(quán)利要求21或22所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一變形工位(30)設(shè)有拼合模子(27)，它是大致截頭圓錐形的襯套，有錐形的外表面和帶有成形模面的內(nèi)孔，所述襯套是由多個拼瓣(29)構(gòu)成的并可在突出位置和嵌入位置之間在所述模子保持件(26)內(nèi)滑動，以其錐形的外表面滑動接觸所述模子保持件(26)的互補的錐形表面，在所述突出位置，所述各拼瓣是張開的以接納一個被加工的坯料(7)的基部(9)，而在所述嵌入位置，所述各拼瓣合攏到一起而形成第一半模，該半模適于通過塑性變形成形所述坯料(7)的基部。
24.如權(quán)利要求19或22或23所述的設(shè)備，其特征在于，所述模子沖頭(28)有一個推壓端(31)，其形狀適于在所述拼瓣(29)合攏時推壓入所述坯料(7)的基部而使其內(nèi)形成內(nèi)凹腔。
25.如權(quán)利要求19-24中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述沖頭嵌入件(25)是套筒形狀的，它的內(nèi)部錐形適于成形端子成品的接觸部分(8)的對應(yīng)的錐形表面，所述內(nèi)錐形形成第二半模，該第二半模與由拼合模子(27)形成的所述第一半模協(xié)作而使所述坯料(7)產(chǎn)生塑性變形。
26.如權(quán)利要求20-25中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述固定部分(20)設(shè)有至少一個第一偏壓彈簧(32)和至少一個第二偏壓彈簧(33)，它們安裝成把所述拼合模子(27)偏壓到所述突出位置，在這一位置所述各拼瓣(29)是張開的。
27.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述錘式?jīng)_頭(24)可被驅(qū)動而沿著所述工作軸線(Y)運動而推動所述坯料以克服由所述第一和第二偏壓彈簧(32、33)施加的推力，而使所述拼合模子(27)運動到所述嵌入位置，一旦到達(dá)這一位置，所述第一半模和第二半模就一起構(gòu)成成形模(34)，該成形模依靠由所述錘式?jīng)_頭(24)施加在坯料一端的壓力封閉所述坯料(7)并將其成形為所需的形狀。
28.如權(quán)利要求20或27中的任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述錘式?jīng)_頭(24)有設(shè)有切割型面的工作端(37)，該工作端適于切掉凹腔的所述底端部分(38)而在所述坯料(7)內(nèi)形成所述通孔(11)，以及所述錘式?jīng)_頭(24)上還有帶有出口孔(39)的內(nèi)通道(36)，這個出口孔適于允許被切下來的底端部分(38)脫離出去，并且，所述模子沖頭(28)設(shè)有內(nèi)孔(35)，其可連接于壓力空氣源(41)，用于推動切掉的底端部分(38)穿過所述內(nèi)通道(36)。
29.如權(quán)利要求15或21所述的設(shè)備，其特征在于，所述成形工位和各變形工位(2、30、40、50、60、80)安裝在機(jī)架(70)上，該機(jī)架上設(shè)有用于驅(qū)動所述可動部分(20)和所述模子沖頭(28)的驅(qū)動裝置(71)。
30.一種用權(quán)利要求1-13所述的方法和用權(quán)利要求14-29中所述的設(shè)備制造的用于蓄電池的鉛端子電極。
全文摘要
一種用于在冷加工設(shè)備上通過塑性變形制造蓄電池的鉛端子的方法，這種設(shè)備有成形工位(2)和至少一個變形工位(30、40、50、60、80)，該方法在成形工位成形坯料(7)，所述坯料(7)具有沿著其縱向軸向的一縱向延伸長度以提供端子的基部(9)和接觸部分(8)且其尺寸適應(yīng)于要制造的端子最終成品的尺寸；把坯料(7)傳送到變形工位(30、40、50、60、80)；為坯料(7)的基部(9)的內(nèi)部和外部成形，進(jìn)行坯料(7)的第一步變形；以及為坯料(7)的基部(9)的至少一進(jìn)一步的內(nèi)部和外部成形，進(jìn)行坯料(7)的第二步變形；各步變形是作為漸進(jìn)的變形步驟順序地進(jìn)行。
文檔編號B21K21/10GK101057352SQ200580038903
公開日2007年10月17日 申請日期2005年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月17日
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