[发明专利]一种双极板加工专用夹具及使用该夹具的双极板加工方法

说明书

本发明公开一种双极板加工专用夹具及使用该夹具的双极板加工方法，用于加工燃料电池中的石墨双极板，所述石墨双极板具有主流道口、密封圈槽、分流道口、流道，其中加工方法包括如下步骤：A.石墨板上磨床；B.石墨板上铣床铣外形；C.石墨板装夹至双极板加工专用夹具；D.双极板第一面流道、密封槽加工及流道口半加工；E.双极板主流道口及分流道口加工；F.关闭双极板加工专用夹具，取下双极板；G.双极板翻面装夹；H.加工双极板第二面流道及密封槽。本发明解决了现有石墨双极板加工夹具复杂，装夹时间长，加工误差大等问题，本发明具有加工精度高，加工所需夹具简单，加工步骤少，加工快速等优点。

技术领域

本发明涉及机械技术领域，特别涉及一种双极板加工专用夹具及使用该夹具的双极板加工方法。

背景技术

燃料电池作为一种高效清洁能源，可以用于电动汽车、移动电源、发电站、移动雷达及航天事业，近年来已成为各国竞相商业化的研究热点。双极板作为其关键零部件，在燃料电池中起着集流、导气、隔气及机械支撑作用。目前燃料电池双极板加工方法有冲压、辊压及机加工。冲压法及辊压法主要针对金属双极板，但由于金属双极板防腐蚀效果差，应用时需要进行防腐涂层处理，生产工艺相对复杂，故少有公司商业化产品采用金属双极板。石墨双极板由于其本身就具有良好的防腐蚀及导电导热性，成为大多数商业化燃料电池的选择。

目前燃料电池石墨双极板的加工可采用机加工方法或柔性石墨板冷压或者采用石墨粉与酚醛树脂混合后热压制作而成。冷压石墨双极板是由膨胀石墨制作的柔性石墨板冲压而成，往往含有大量微小气泡，故需要树脂浸泡处理以达到隔气作用，该工艺复杂且制作周期长。热压石墨双极板前期需要较长时间的石墨粉制作及混合树脂准备，并且热压时需要的加热时间长，往往需要几个小时，同样存在制作周期长的缺点，同时热压双极板由于加入了非导电树脂降低了燃料电池的导电率。故目前石墨双极板大多采用机加工方式来制作，但由于石墨双极板其结构上两面均有槽道及通孔，无法用常规的真空吸盘对其进行加工，故目前的机加工方法大多采用特殊定制的复杂夹具对石墨双极板进行加工，这种方法存在着装夹时间长、劳动强度大、加工成本高以及加工精度难以保证的缺点，无法满足燃料电池商业化应用精度高、成本低及加工效率高的需求。

申请号为CN102832398B的发明专利申请公开了一种质子交换膜燃料电池新型石墨碳板的加工工装，该授权公告号CN102832398B专利不能对同一块待加工双极板开孔区域和非开孔区域进行独立的抽真空控制，只能实现阴极板和阳极板的不同时间加工，因此也不能实现阴极板或阳极板的通孔加工。该发明专利抽真空面板开槽较宽，不能对待加工石墨板提供良好的刚性平面贴合支撑，在进行厚度小于1mm的薄双极板加工时可能出现塌方或者变形现象，加工精度得不到保证。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种双极板加工的专用夹具及使用该夹具的双极板加工方法。

本发明提供一种双极板加工的专用夹具，用于加工燃料电池中的石墨双极板，包括：

一基座、两个拐角快接接头、两个直通开关快接接头、多根串连气管、一个三通快接接头、两圈密封条以及若干个密封堵头；所述基座正面设有双极板放置槽，所述双极板放置槽底面设有阵列矩形连通通气槽，所述基座侧面还设有一个主吸气孔和两个侧吸气孔；两个拐角快接接头、三通快接接头分别安装于两个侧吸气孔及主吸气孔口并通过多根串连气管串接连通；两个所述直通开关快接接头分别设置在所述三通快接接头与两个拐角快接接头之间；

两圈所述密封条用于在双极板翻面装夹时布置于双极板与所述双极板放置槽底面之间，使双极板与所述双极板放置槽底面之间形成两个密封区域，所述主流道口、分流道口以及两个侧吸气孔均处于一个密封区域内；

若干所述密封堵头与主流道口及分流道口一一对应，用于在装夹是封堵所述主流道口及分流道口。

较佳地，所述拐角快接接头、直通开关快接接头以三通快接接头为对称轴呈镜面设置。