本实用新型涉及锌饼的加工技术领域，具体涉及一种锌饼的制备装置。
背景技术：
目前我国干电池行业生产电池用锌饼时，先制取锌板坯，然后采用多个锌饼冲头冲压模具，一次性冲裁5个以上的锌饼。冲裁的圆锌饼之间必须有足够的搭边，锌板坯越厚，搭边就越大，且锌板坯边部因缺陷留有一定的尺寸，故废料多，材料一次成材率最低仅为52％左右，不仅浪费原料，能耗和资源消耗增加，冲裁过程产生强烈剪切噪声，冲裁的锌饼存在一侧边部毛刺较多，需进行除去毛刺的工序，使其边部带有圆弧r过渡，r一般不超过0.4mm。另研究表明轧制的锌板坯力学性能各向有较大的差异，纵向和横向力学性能相差一倍以上，因此锌饼在冲压成筒体时，易开裂、变形不一致等现象，易造成所制锌筒缺陷。
技术实现要素：
1、实用新型要解决的技术问题
针对以上的成材率低、带有有害噪声、产品质量不高的技术问题，本实用新型提供了一种锌饼的制备装置，它可以大幅度提高一次成材率、无强烈冲裁剪切噪声、无毛刺、锌饼各向力学性能趋于一致的制备方法以及制备装置。
2、技术方案
为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：
一种锌饼的制备装置，包括制球机、控径模板、布球机、移动机构、导板组、冲压模具、平辊轧机、锌饼分离装置和辅助设备，制球机的出口与布球机连接，布球机的出口与控径模板的圆孔对齐，导板组位于冲压模具、平辊轧机和锌饼分离装置之间，控径模板和冲压模具相配合，所述控径模板上设有锌球限位塑形结构。冲压模具将锌球在控径模板的圆孔内压成锌饼并且控制直径和厚度。
作为可选，所述布球机设有锌球放置结构，锌球放置结构与控径模板的圆孔的位置配合。布球机锌球放置结构与控径模板的圆孔的位置配合可以提高放置效率，从而提高锌饼的生产效率。
作为可选，所述锌球限位塑形结构为交错设置的圆孔，圆孔直径为预设直径，控径模板的边缘设有用于定位的槽。槽为三角形，供各工序位置精确定位用。
作为可选，所述移动机构设有推动结构，推动结构连接有动力机构。推动结构与动力机构通过齿轮或杠杆结构传动连接，用于将带有锌球的控径模板推入冲压模具工位，然后经导板组，依次推至平辊轧机、锌饼分离装置、辅助设备。
作为可选，所述冲压模具分为上冲模和下冲模，所述上冲模和下冲模的冲合面为平面，上冲模和下冲模的外缘和控径模板的外缘重合，下冲模的平面设有与控径模板孔的数量相等、位置相同的锥体凹坑；上冲模与冲压模具本体滑动连接，下冲模固定。冲模的平面设有与控径模板孔的数量相等、位置相同的锥体凹坑，锥体凹坑底径为锌饼直径的60％～70％，锥体凹坑深为0.4mm～0.7mm。锥体凹坑确保冲压过程将各锌球的中心与控径模板的各孔中心自动同步重合，锥体凹坑的深度过小，锌球不易定位，过大，不利于锌饼的外形成型。
作为可选，所述锌饼分离装置包括若干个冲杆和支撑平台，所述支撑平台设有若干脱饼孔，所述冲杆的位置、控径模板的孔和脱饼孔的位置对应，锌饼分离装置设有电机，电机控制冲杆，冲杆可将控径模板内的锌饼顶出。脱饼孔的孔径比控径模板的孔大1.5mm以上，以便锌饼分离时顺利落入收集系统。冲杆由锌饼分离装置提供下行动力，将支撑平台上的控径模板内锌饼分离。之后控径模板由移动机构移至辅助设备。
作为可选，所述冲压模具设有保温机构。锌球的力学性能被温度影响，冲压模具的保温机构可以将锌球的温度保持在需要的温度，方便冲压。
作为可选，控径模板为一体成型结构。一体成型结构的控径模板可以保证结构强度，控径模板会受到冲击力，较强的结构强度可以保证控径模板不会轻易破损，提高其使用寿命。
作为可选，所述导板组位于冲压模具前的工序起始位置、冲压模具与平辊轧机之间工序位置、平辊轧机与锌饼分离装置之间工序位置的底部，起支撑作用。导板组起到支撑带有锌球或锌饼的控径模板，及将控径模板导入下一道工序。
作为可选，所述辅助设备包括导轮和导轨结构或机器手。辅助设备用于将分离锌饼后的控径模板移回至工序起始位置以及其他移动任务。
3、有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本申请实施例提出的一种锌饼的制备装置，装置结构稳定可靠。
(2)本申请实施例提出的一种锌饼的制备装置，冲裁剪切噪声小。
(3)本申请实施例提出的一种锌饼的制备装置，锌饼质量较好，无毛刺，各向力学性能趋于一致。
(4)本申请实施例提出的一种锌饼的制备装置，材料的一次成材率和生产效率极大提高。
附图说明
图1为本实用新型实施例提出的一种锌饼的制备方法的流程示意图；
图2为本实用新型实施例提出的一种锌饼的制备装置的控径模板的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提出的一种锌饼的制备装置的冲压模具的结构示意图。
1、控径模板；11、圆孔；12、槽；2、冲压模具；21、上冲模；22、锌球；23、下冲模。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。本实用新型中所述的第一、第二等词语，是为了描述本实用新型的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本实用新型的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本实用新型要求保护的范围内。
实施例1
结合附图1-3，所制备锌饼型号r6，锌饼直径13mm，厚度5.5mm，标准厚度公差为 0.18mm/－0.1mm，考虑到冲压模具2的锥形凹坑，锌球22直径按锌饼理论体积的1.01倍计算，计算所需锌球22的直径为11.2mm。锌饼的直径与厚度比为2.36。
本实用新型的一种锌饼的制备方法，包括制球机、控径模板1、布球机、移动机构、导板组、冲压模具2、平辊轧机、锌饼分离装置和辅助设备。制球机，系常规制球设备，断后伸长率35％的锌棒材为原料。制备的锌球22直径为11.2mm。锌棒经过制球和圆整去毛边即成为锌球22，随后落入布球机待用。
控径模板1为正方形，边长为90mm，厚度取锌饼的负公差尺寸为5.40mm；在板内设置为13个圆孔11，孔径为13mm；各圆孔11的水平和垂直距离为15mm，两孔之间留有的间距为为8.21mm；孔与四边最小间距为15mm。控径模板1两平面与孔采用r为0.3mm圆弧过渡。控径模板1采用模具钢制作成，硬度hrc48。控径模板1四边所设的三角形槽12，供各工序位置精确定位用。控径模板为一体成型结构。一体成型结构的控径模板可以保证结构强度，控径模板会受到冲击力，较强的结构强度可以保证控径模板不会轻易破损，提高其使用寿命。
布球机，采用市场提供的成熟技术，控制锌球22，每次给位于工序起始位置的控径模板1所有孔内各落入一粒锌球22；移动机构，在确认控径模板1每个孔内落入一粒锌球22后，可以将带有锌球22的控径模板1推入冲压模具2位置，然后经导板组，依次推至平辊轧机、锌饼分离装置、辅助设备工位。导板组，设置在冲压模具2前的工序起始位置、冲压模具2与平辊轧机之间工序位置、平辊轧机与锌饼分离装置之间工序位置，起到支撑带有锌球22或锌饼的控径模板1，及将控径模板1导入下一道工序的作用；冲压模具2分上冲模21和下冲模23，可将锌球22冲压成初成型锌饼。冲压模具设有保温机构。锌球的力学性能被温度影响，冲压模具的保温机构可以将锌球的温度保持在需要的温度，方便冲压。上冲模21的冲合面为平面，可以上下移动，平面与控径模板1边长一致。下冲模23固定不动，下冲模23的冲合面为平面，平面与控径模板1边长一致，在平面上设有13个锥体凹坑，位置与控径模板1的孔相同。锥体凹坑底径直径为8.5mm，锥体凹坑深度为0.5mm。锌球22，冲压过程的温度控制在90℃。上冲模21下行时，与下冲模23最小平面间距5.5mm，冲压过程模具温度控制在80℃；平辊轧机，辊径为φ180mm，辊面宽度160mm，将初成型锌球22压制成厚度为5.65mm的锌饼；锌饼分离装置，由多个冲杆和支撑平台组成，冲杆的数量为13个，冲杆的位置与控径模板1的孔的位置一致，冲杆直径为φ12mm。支撑平台，设有13个脱饼孔，脱饼孔的位置与控径模板1的孔一致，脱饼孔的孔径为φ15.5mm。冲杆由锌饼分离装置提供下行动力，将支撑平台上的控径模板1内锌饼分离。锌饼分离后顺利落入收集系统，控径模板1由移动机构移至辅助设备；辅助设备，由一系列常规的导轮和导轨等组成，将分离锌饼后的控径模板1移回至工序起始位置。
上述制备工艺流程见图1，具体步骤顺序为：步骤1：制球机制取符合直径要求的锌球22，并落入布球机待用，步骤2：布球机确认控径模板1位于工序起始位置并定位后，在控径模板113个孔内各落入一粒锌球22，步骤3：移动机构确认控径模板1落满锌球22后，将带锌球22的控径模板1通过导板组移入冲压模具2位置，步骤4：冲压模具2确认控径模板1到位并定位后，将锌球22冲压成初成型锌饼：步骤5：初成型锌饼和控径模板1一起被移动机构推入平辊轧机，平辊轧机将初成型锌饼压制成符合厚度要求的锌饼：步骤6：锌饼与控径模板1一起，被移动机构推入锌饼分离装置位置的支撑平台上，锌饼分离装置确认控径模板1到位并定位后，冲杆落下将锌饼脱离后抬起至起始位置，锌饼进入收集系统：步骤7：分离锌饼后的控径模板1，被移动机构推入辅助设备，辅助设备自动将控径模板1移回到工序起始位置。具体循环步骤：步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6、步骤7、步骤2···依次循环，步骤1为单独实施步骤，步骤1可以一次性生产多个锌球22。各工位彼此形成控制联锁，实现连续的锌饼制备工艺流程。
本实施例的锌球22直径小于控径模板1孔径，故步骤4冲压起始时，需保持控径模板1厚度中心线与锌球22的球心重合，冲压时控径模板1可以在上冲模21的下行力作用下，与下冲模23贴合。
控径模板1移动顺序：循环起始时，起始工序位置的第一块控径模板1，落入锌球22后，被移动机构推入下一个工位，第二块控径模板1被辅助设备移入起始工序位置，再次落入锌球22后，又被移动机构推入下一个工位，而此前第一块控径模板1在第二块控径模板1的推动下，依次进入后续工位，即前一块控径模板1推动后一块控径模板1后移一个工位，依次循环移动，直至第一块控径模板1被推入辅助设备，辅助设备将控径模板1循环移回至起始工序位置。
锌饼的制备方法，包括以下步骤：
(1)制球机制取符合直径要求的锌球，并落入布球机待用；
(2)布球机确认控径模板位于工序起始位置并定位，之后在控径模板每个圆孔内落入一粒锌球；
(3)移动机构确认控径模板落满锌球，然后将带锌球的控径模板通过导板组移入冲压模具位置；
(4)冲压模具确认控径模板到位并定位，然后将锌球冲压成初成型锌饼；
(5)初成型锌饼与控径模板一起被移动机构推入平辊轧机，平辊轧机将初成型锌饼压制成符合厚度要求的锌饼；
(6)移动机构将锌饼与控径模板一起推入锌饼分离装置位置的支撑平台上，锌饼分离装置确认控径模板到位并定位后，冲杆落下将锌饼脱离后抬起至起始位置，锌饼进入收集系统；
(7)分离锌饼后的控径模板，被移动机构推入辅助设备，辅助设备自动将控径模板移回到工序起始位置。制球机用于将锌棒制作成锌球，锌球的直径预先设置好。制备锌球精度要求较低，锌棒只需分切冲压制球和圆整光球去毛边两道工序即可成为锌球，制好的锌球落入布球机待用。布球机用于将锌球放置在控径模板相应的位置处，具有一个锌球接口、锌球储存结构和锌球分布结构，锌球接口接收锌球，储存于锌球储存结构中，锌球分布结构将锌球分布于控径模板相应的位置处。控径模板可控制锌球压成饼状的厚度和直径，此时锌球温度在80℃～100℃。圆孔直径与锌饼预设的直径相同，各圆孔均匀分布，两孔之间所留间距＞8mm。孔与四边留有的间距＞10mm。控径模板两平面与内孔用半径为0.3mm圆弧过渡。
作为可选，步骤(1)、步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)、步骤(5)、步骤(6)和步骤(7)依序实施，步骤(1)可一次性制造众多个锌球并进入后续步骤，形成流水线。
实施例2
本实施例的一种锌饼的制备装置，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：
所制备的锌饼型号为r3，锌饼的直径为9.6mm，厚度为6.8mm，标准的厚度公差为 0.18/－0.10mm，考虑到冲压模具2的锥形凹坑，锌球22直径按锌饼体积1.01倍计算，计算所需锌球22直径为9.9mm。锌饼的直径与厚度比为1.41。
控径模板1为正方形，边长为为140mm，厚度取锌饼负公差厚度h＝6.7mm；在板内设置为41个圆孔11，孔径为9.6mm；各圆孔11的水平和垂直距离为13mm，两孔之间留有的最小间距为为8.78mm；孔与四边的最小间距为18.5mm。控径模板1两平面与孔采用r0.3mm圆弧过渡。控径模板1采用模具钢制作成，硬度hrc50。控径模板1四边所设的三角形槽12，供各工序位置精确定位用。冲压模具2，将锌球22压成初成型锌饼，图中为9.6mm，为6.8mm。冲压模具2分上冲模21和下冲模23，上冲模21的冲合面为平面，可以上下移动。下冲模23固定不动，下冲模23的冲合面为平面，在平面上设有41个锥体凹坑，位置与控径模板1的孔相同。锥体凹坑底径直径为6.3mm，深度为为0.4mm。锌球22，冲压过程的温度控制在90℃。上冲模21下行时，与下冲模23最小平面间距6.8mm，冲压过程模具温度控制在80℃；平辊轧机，辊径为φ170mm，辊面宽度160mm，将初成型锌球22压制成厚度为6.9mm的锌饼。锌饼分离装置，由多个冲杆和支撑平台组成，冲杆的数量为41个，冲杆的位置与控径模板1的孔的位置一致，冲杆直径为φ8.5mm。支撑平台，设有41个脱饼孔，脱饼孔的位置与控径模板1的孔一致，脱饼孔的孔径为φ12mm。冲杆由锌饼分离装置提供下行动力，将支撑平台上的控径模板1内锌饼分离。锌饼分离后顺利落入收集系统，控径模板1由移动机构移至辅助设备。其他步骤与结构与实施例1相同。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
1.一种锌饼的制备装置，其特征在于，包括制球机、控径模板、布球机、移动机构、导板组、冲压模具、平辊轧机、锌饼分离装置和辅助设备，制球机的出口与布球机连接，布球机的出口与控径模板的圆孔对齐，导板组位于冲压模具、平辊轧机和锌饼分离装置之间，控径模板和冲压模具相配合，所述控径模板上设有锌球限位塑形结构。
2.根据权利要求1所述的一种锌饼的制备装置，其特征在于，所述布球机设有锌球放置结构，锌球放置结构与控径模板的圆孔的位置配合。
3.根据权利要求1所述的一种锌饼的制备装置，其特征在于，所述锌球限位塑形结构为交错设置的圆孔，圆孔直径为预设直径，控径模板的边缘设有用于定位的槽。
4.根据权利要求1所述的一种锌饼的制备装置，其特征在于，所述移动机构设有推动结构，推动结构连接有动力机构。
5.根据权利要求1所述的一种锌饼的制备装置，其特征在于，所述冲压模具分为上冲模和下冲模，所述上冲模和下冲模的冲合面为平面，上冲模和下冲模的外缘和控径模板的外缘重合，下冲模的平面设有与控径模板孔的数量相等、位置相同的锥体凹坑；上冲模与冲压模具本体滑动连接，下冲模固定。
6.根据权利要求1所述的一种锌饼的制备装置，其特征在于，所述锌饼分离装置包括若干个冲杆和支撑平台，所述支撑平台设有若干脱饼孔，所述冲杆的位置、控径模板的孔和脱饼孔的位置对应，锌饼分离装置设有电机，电机控制冲杆，冲杆可将控径模板内的锌饼顶出。
7.根据权利要求1所述的一种锌饼的制备装置，其特征在于，所述冲压模具设有保温机构。
8.根据权利要求1所述的一种锌饼的制备装置，其特征在于，控径模板为一体成型结构。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种锌饼的制备装置，其特征在于，所述导板组位于冲压模具前的工序起始位置、冲压模具与平辊轧机之间工序位置、平辊轧机与锌饼分离装置之间工序位置的底部，起支撑作用。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的一种锌饼的制备装置，其特征在于，所述辅助设备包括导轮和导轨结构或机器手。
技术总结