[发明专利]一种新能源汽车动力电池铝外壳方管制造工艺及装置

权利要求书

1.一种新能源汽车动力电池铝外壳方管制造装置，其特征在于，包括：依次排列设置的开卷机(1)、立椭方管成型机(5)、高频焊接工作站(8)、立椭变方管定径机(10)和高速飞剪机(12)，所述开卷机(1)和立椭方管成型机(5)之间依次排列设置有张力缓冲装置(2)、剪切对焊平台(3)和夹送加速缓冲机(4)；立椭方管成型机(5)和高频焊接工作站(8)之间依次设置有内毛刺清除刀杆座(14)、陶瓷直片式焊缝导向装置(6)和陶瓷挤压焊接装置(7)；所述高频焊接工作站(8)与立椭变方管定径机(10)之间设置有毛刺清除装置(9)；所述立椭变方管定径机(10)和高速飞剪机(12)之间设置有校直装置(11)。

2.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池铝外壳方管制造装置，其特征在于：所述立椭方管成型机(5)和立椭变方管定径机(10)的一侧分别连接有高速高精度传动系统(13)，高速高精度传动系统(13)由高速高精度减速机、高精度传动轴、驱动电机和电气控制PLC构成，其中高速高精度减速机的齿轮精度为3－4级，高精度传动轴采用高精度万向节，高精度万向节的滚针轴承为P4级，且高精度万向节采用花键轴，精度为2级，而驱动电机由电气控制PLC控制为2800rpm的输入转速。

3.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池铝外壳方管制造装置，其特征在于：所述开卷机(1)采用张力传感器检测铝卷，通过PLC控制涨力；所述张力缓冲装置(2)采用激光检测平衡辊的设定高度，通过PLC控制开放卷速度；所述夹送加速缓冲机(4)一侧预存1.2米长度的自由铝带。

4.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池铝外壳方管制造装置，其特征在于：所述陶瓷直片式焊缝导向装置(6)采用陶瓷直片式导向控制焊缝的稳定和开口角大小，且在直接扁管成型时更换专用导向直片与陶瓷挤压辊配合控制铝带焊接时的高低；所述陶瓷挤压焊接装置(7)采用特种陶瓷且通过高精度数控车床加工成型，其粗糙度为0.2um，径向跳动小于0.005mm；所述高频焊接工作站(8)的频率为(735～300)kHz±0.1％，纹波系数小于1。

5.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池铝外壳方管制造装置，其特征在于：所述毛刺清除装置(9)包括外毛刺清除装置、内毛刺清除刀杆及刮刀装置。

6.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池铝外壳方管制造装置，其特征在于：所述校直装置(11)采用槽型三点校直装置，且在扁管宽度面和高度的直线度不大于0.15mm。

7.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池铝外壳方管制造装置，其特征在于：所述立椭方管成型机(5)由平辊和立棍组合构成，且立椭方管成型机(5)采用精密P2级轴承组装，其主轴的径向跳动在0.005mm以内，轴向跳动在0.012mm以内。

8.如权利要求1所述的一种新能源汽车动力电池铝外壳方管制造装置，其特征在于：所述立椭变方管定径机(10)由平辊和立棍组合构成，且立椭变方管定径机(10)的定径段采用平辊立辊交替布置，挤压精度为±0.02㎜以内。

9.如权利要求1-8任意一项所述的一种新能源汽车动力电池铝外壳方管制造装置的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1,开卷机(1)上卷绕的铝胚料通过张力缓冲装置(2)的缓冲拉直、剪切对焊平台(3)的头尾对焊和夹送加速缓冲机(4)应力释放后喂入立椭方管成型机(5)的第一架，在第一架中铝胚料受挤压后，边缘变形半径R1边＝焊接挤压辊半径R挤边，中间变形半径R1中＝0，中间变形角r1中＝150°，底变形半径R1底为常数，然后进入下一道工序；

S2,经过第一架弯曲变形的铝胚料送入立椭方管成型机(5)的第二架，在第一架弯曲变形的基础上，进行第二次弯曲，使铝胚料边缘不变形，中间变形半径R2中＝0.7R挤中，中间变形角r2中＝r1中-30°，底变形半径R2底＝底变形半径R1底-1，然后进入下一道工序；

S3,经过第二架弯曲变形的铝胚料送入立椭方管成型机(5)的第三架，在第二架弯曲变形的基础上，进行第三次弯曲，使铝胚料边缘不变形，中间变形半径R3中＝0.6·R挤中，中间变形角r3中＝r2中-30°，底变形半径R3底＝R2底-2，然后进入下一道工序；

S4,经过第三架弯曲变形的铝胚料送入立椭方管成型机(5)的第四架，在第三架弯曲变形的基础上，进行第四次弯曲，使铝胚料边缘不变形，中间变形半径R4中＝0.9·R挤中，中间变形角r4中＝r3中-30°，底变形半径R4底＝R3底-3，然后进入下一道工序；

S5,经过第四架弯曲变形的铝胚料送入立椭方管成型机(5)的第五架，在第四架弯曲变形的基础上，进行第五次弯曲，让铝胚料封闭孔第1架变形半径R5中＝1.02·R挤中，中间变形角r5中＝r4中-30°，底变形半径R5底＝R3底-4，然后进入下一道工序；

S6，经过第五架弯曲变形的铝胚料在立棍挤压后送入立椭方管成型机(5)的第六架，在第六架弯曲变形的基础上，进行第六次弯曲，让铝胚料封闭孔第2架变形半径R6中＝1.01·R挤中，中间变形角r6中＝34°，底变形半径R6底＝R挤边，然后进入下一道工序；

S7，经过第六架弯曲变形的铝胚料送入立椭方管成型机(5)的第七架，在第七架弯曲变形的基础上，进行第七次弯曲，让铝胚料封闭孔第3架变形半径R7中＝1.01·R挤中，中间变形角r7中＝23°，底变形半径R7底＝R挤边，使得铝胚料立椭圆成型，然后进入下一道工序；

S8，经过第七架弯曲变形的铝胚料通过陶瓷直片式焊缝导向装置(6)的导向后送入陶瓷挤压焊接装置(7)，在第七架弯曲变形的基础上进行挤压变形，然后高频焊接工作站(8)焊接，焊接结束后，送入毛刺清除装置(9)内，去除焊缝上凸起的焊瘤，而后再送入立椭变方管定径机(10)内；

S9，立椭变方管定径机(10)内交替布置的平辊和立辊对立椭圆铝胚料尖角挤压变形，四个尖角变形为以第7架R7＝2和第12架R12＝1.5,R7～12＝(2+1.5)/7＝0.5，递增量，使每架均匀尖角变形，让新能源汽车动力电池扁平长条铝外壳方管完全成型。