方形电池壳体的成形方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及Li离子电池等的壳体即方形电池壳体的成形方法。
【背景技术】
[0002]作为移动电话、笔记本电脑或者电动车、混合动力车等的电源，广泛使用有锂离子充电电池(Li离子电池)。
[0003]在构成该Li离子电池壳体(以下，仅称作电池壳体)的板材中，包括其盖在内大多使用金属，使用不锈钢等铁合金、铝合金。尤其是电池壳体的盖、主体(罐)等由对铝合金板(冷轧板)材料进行冲压成形而成的成形品构成时，从耐腐蚀性、轻型化以及加工性、成本方面出发是有利的。
[0004]作为上述电池壳体的形状，作为安装效率高且散热性能也优异的、横截面形状为方形的电池壳体，广泛使用扁平度即侧面的宽幅面的宽度与窄幅面的宽度之比大的(短边侧远小于长边侧的)扁平形的电池壳体。上述的使用薄型的方形电池壳体的方形电池适于设备的薄型化、轻型化，并且空间效果高，因此受到重视。
[0005]作为上述的扁平度高且有底的方形电池壳体(电池罐)的成形方法，作为连续自动拉深加工方法，以铝合金等的金属板为成形材料，通过在10?20工序(级)中重复由连续自动冲压机进行的深拉深加工以及减薄加工，能够获得成形形状。然而，在上述的成形方法中，存在如下所述的问题:由于存在多个工序，需要多个昂贵的模具；由大型的连续自动冲压机导致的设备费的增大；还有因利用大型冲压机进行加工而无法增大冲压速度，从而导致生产率低等。
[0006]因此，一直以来，为了解决与上述那样的方形电池壳体的成形相关的课题，形成各种提案。
[0007]例如，在专利文献I中，对于作为冲裁为规定形状的电池罐材料而含有0.1%以下的碳的冷轧钢板进行深拉深加工，在成形了横截面形状为大致椭圆形的第一方筒体之后，利用连续地一并进行拉深加工与减薄加工的DI加工，从而成形有方形电池壳体。
[0008]然而，在专利文献I等使用连续地进行现有的拉深与减薄的DI成形方法的方法中，在将铝合金板成形为扁平度高的方形电池壳体的过程中，难以确保板厚、形状精度。这是因为，相对于刚性高的所述SUS等铁合金、钢，具有软质且弹性系数低的特性的铝合金板的成形时的变动、特性显著不同。
[0009]与此相对，在专利文献2、非专利文献I中公开有如下所述的内容:在由最先的拉深加工(初次拉深)形成的容器的上缘设置锥形、或者形成外径比产品底面部小的预备底面部和从该预备底面部倾斜竖立设置的预备倾斜侧壁部，从而获得中间的(预备的)成形体。而且还提出有如下所述的方案，即，通过对其进行再拉深成形，由于所述锥形、预备倾斜侧壁部的存在，由中间成形体的侧壁部的模面产生的弯曲角度小于90度，减小摩擦等相对于材料的流动的阻力，在此基础上进行再拉深加工。
[0010]在先技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1:日本第4119612号公报
[0013]专利文献2:日本第4325515号公报
[0014]非专利文献
[0015]非专利文献1:塑性加工学2，I约翰逊、P.B.梅勒共同编著，昭和40年10月30日培风馆发行，“11.10有底容器的再拉深加工”26-27页
[0016]发明要解决的课题
[0017]但是，根据上述专利文献2、非专利文献I的成形方法，利用连续地进行拉深与减薄的DI成形的方法，也还是难以在将铝合金板成形为扁平度高的方形电池壳体时确保板厚、形状精度。
【发明内容】
[0018]本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种能够高精度且高效地将铝合金板成形为扁平度高的方形电池壳体的成形方法。
[0019]解决方案
[0020]为了实现上述目的，本发明的方形电池壳体的成形方法的主旨在于，所述方形电池壳体的成形方法包括:
[0021]第一拉深加工工序，在该第一拉深加工工序中，对铝合金板进行拉深加工而成形为第一方筒体，该第一方筒体由底部和从该底部周缘立起的侧壁部构成，并且在所述侧壁部的四周范围内局部地形成有朝向所述底部缩径的斜壁面；
[0022]第二拉深加工工序，在该第二拉深加工工序中，对所述第一方筒体进行再拉深加工而成形为第二方筒体，该第二方筒体由底部和从该底部周缘立起的侧壁部构成，并且在所述侧壁部的四周范围内局部地形成有朝向所述底部缩径的斜壁面，而且所述侧壁部的高度比所述第一方筒体高，另外将所述第一方筒体的底部留作所述底部；以及
[0023]精加工工序，在该精加工工序中，对所述第二方筒体进行加工而成形为方形电池壳体，该方形电池壳体由底部和从该底部周缘立起的侧壁部构成，并且所述侧壁部的高度比所述第二方筒体高，而且所述侧壁部的板厚为所述铝合金板的板厚的60%以下，另外将所述第二方筒体的底部留作所述底部。
[0024]发明效果
[0025]根据本发明，在第一拉深加工工序中，形成在侧壁部的四周范围内局部形成有朝向底部缩径的斜壁面的第一方筒体。由于该斜壁面的存在，通过第二拉深加工工序对第一方筒体进行再拉深加工时的、所成形的第一方筒体的侧壁部的弯曲角度小于90度。
[0026]由此，当对第一方筒体进行再拉深加工时，因该侧壁部的弯曲产生的变形阻力减小。其结果是，由于第二工序中的拉深成形更顺畅地完成，提高成形性，因此能够将薄壁的金属板成形加工为扁平度高的有底的方形电池壳体。
[0027]另外，在此基础上，以将第一方筒体的底部直接留作方形电池壳体的底部的方式进行第二拉深加工、精加工，由此除去第一方筒体、第二方筒体的各底部，主要成形包括第一方筒体、第二方筒体的斜壁面在内的侧壁部。因此，与将第一方筒体、第二方筒体的各底部与侧壁部一并成形的情况相比，进一步减小因弯曲而产生的变形阻力。
[0028]通过上述的形成斜壁面和将第一方筒体的底部直接作为方形电池壳体的底部的组合，能够高精度且以较少工序数来高效地成形铝合金制方形电池壳体，该铝合金制方形电池壳体的高度比第二方筒体高，且使侧壁部的最终板厚减少至铝合金板的板厚的60%以下。
【附图说明】
[0029]图1是表示本发明的第一拉深加工工序的一种方式的冲压装置的剖视图。
[0030]图2是表示本发明的第二拉深加工工序的一种方式的冲压装置的剖视图。
[0031]图3是表示本发明的精加工工序的一种方式的冲压装置的剖视图。
[0032]图4是表示在图1中成形的坯料I的立体图。
[0033]图5是表示在图1中成形的第一方筒体2的立体图。
[0034]图6是表示在图2中成形的第二方筒体3的立体图。
[0035]图7是表示在图3中成形的最终的方形电池壳体4的立体图。
[0036]附图标记说明如下:
[0037]1:金属板，2:第一方筒体，2a,2b:侧壁，2d:底部，2f、2g:斜壁面，3:第二方筒体，2a,2b:侧壁，3d:底部，3f、3g:斜壁面，4:方形电池壳体，4a、4b:侧壁，4d:底部，10 ??第一方形冲头，11:第一方形冲模，12:坯料支架，13:第二方形冲头，14:第二方形冲模，15:套筒，16:第三方形冲头，17:第三方形减薄冲模
【具体实施方式】
[0038]以下，参照附图，并且对将铝合金板成形为方形电池壳体的本发明优选的实施方式进行详细说明。需要说明的是，在本说明书以及附图中，对于实际上具有相同的功能结构的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
[0039]在本发明中，在进行了图1的第一拉深加工工序、图2的第二拉深加工工序(再拉深加工)之后，利用图3的第三精加工工序来成形图7所示的产品方形电池壳体。图3的精加工的方式示出减薄加工例，示出通过与前段的图1、2的拉深加工组合而成形图7所示的产品方形电池壳体的方式。在此，本发明所述的工序的第一、第二、第三这样的呼称仅是示出工序的顺序、区别，但