Рекомендації щодо контролю деформації при обробці накладок акумуляторних батарей і компонентів з алюмінієвих сплавів

У галузі виробництва силових акумуляторів такі ключові компоненти, як кришки акумуляторів, алюмінієві кришки для акумуляторів, призматичні кришки літієвих акумуляторів і пластини кришки літій-іонних акумуляторів широко використовують конструкції з тонкостінних-алюмінієвих сплавів. Завдяки таким характеристикам алюмінієвих сплавів, як висока теплопровідність, високий коефіцієнт теплового розширення та недостатня жорсткість, деформація легко генерується під час механічної обробки компонентів корпусу батареї, таких як верхні кришки для призматичних елементів батареї, кришки алюмінієвої коробки для батареї та набори захисних кришок LFP. Ця деформація впливає на ефективність ущільнення, точність узгодження та якість зварювання.

 

Щоб підвищити стабільність виробництва таких компонентів, як кришки акумулятора та мідні й алюмінієві біметалічні біполярні пластини, нижче систематично підсумовуються ефективні методи зменшення деформації при обробці з точки зору матеріалів, процесів, ріжучих інструментів, затискачів і методів роботи.
 

 

Деформація тонкостінних-компонентів, таких як кришки батареї живлення, верхня кришка та клемні блоки, в основному виникає з трьох аспектів:

1. Зняття внутрішньої напруги в заготовці

Застосовується до: додатка до призматичної літієвої батареї / верхньої кришки літієвої батареї

Вільне кування або великі екструзійні деталі створюють значні залишкові напруги під час процесу формування.

Оскільки матеріал видаляється під час різання, перерозподіл внутрішньої напруги призводить до деформації деталі.

 

2. Сила різання та тепло різання

Екструзія матеріалу ріжучим інструментом викликає локальну концентрацію тепла, що посилює деформацію поверхні.

Це має особливо значний вплив на тонкостінні алюмінієві кришки акумуляторів.

 

3. Пружна деформація, викликана методом затиску

Нестабільний затиск може спричинити нерівномірне навантаження на деталі.

Після ослаблення затиску деталі пружинять назад, що призводить до відхилень у розмірах.

 

 

1. Зменшення внутрішнього напруження в заготовці

Застосовується до: алюмінієвої кришки батареї / літій-іонної кришки батареї

Наступні методи можуть ефективно зменшити внутрішню напругу та підвищити точність розмірів:

Природне старіння/штучне старіння: поступово знімайте напругу в заготовці за стабільних умов.

Вібраційне старіння: використовуйте-низькочастотну вібрацію, щоб прискорити вирівнювання внутрішньої напруги.

Метод попередньої-механічної обробки: видаліть надлишки матеріалу → дайте постояти певний період → виконайте вторинну механічну обробку, щоб забезпечити більш повне зняття напруги.

 

2. Оптимізація інструментів і параметрів різання

(1) Вибір геометрії інструменту

Бажано використовувати більший передній кут: це зменшує деформацію різання та покращує видалення стружки.

Малий кут зазору для чорнової обробки; великий кут зазору для обробки, щоб збалансувати міцність ріжучої кромки та якість поверхні.

Бажано використовувати більший кут спіралі: підходить для високо-швидкісного різання, покращуючи стабільність обробки.

Зменшити головний кут ріжучої кромки: знижує температуру в зоні різання, зменшуючи термічну деформацію.

(2) Оптимізація структури інструменту

Зменшіть кількість зубів і збільште канавку для стружки, щоб підвищити ефективність видалення стружки.

Контролюйте шорсткість ріжучої кромки до Ra менше або дорівнює 0,4 мкм.

Суворо контролюйте знос інструменту до 0,2 мм або менше, щоб уникнути-утворення кромок.

(Це інструментальне рішення також застосовне для обробки структурних деталей, таких як мідні пресовані компоненти та мідна та алюмінієва біметалева біполярна пластина.)

 

3. Покращена конструкція затискної конструкції

Застосовується до: верхньої кришки для призматичного елемента батареї / кришки призматичної батареї

Методи затискання, які ефективно зменшують деформацію, включають:

Осьове затискання торця: запобігає радіальному стисненню тонкостінних деталей.

Затискання вакуумного патрона: рівномірно розподілене, менше ймовірність спричинити деформацію пластини, дуже підходить для обробки алюмінієвої кришки акумулятора.

Метод внутрішнього наповнення: введіть легкоплавке середовище в тонкостінну-деталь, щоб підвищити жорсткість, потім розчиніть і вилийте його після механічної обробки.

 

4. Планування процесу та оптимізація послідовності обробки

Кришки акумуляторних батарей є тонкостінними-герметизуючими деталями, і наукова організація процесів має вирішальне значення.

Розумний процес:

Чорнова обробка → Напів{0}}чистова → Очищення кутів → Чистова обробка

Додайте другу напів{0}}завершенню, якщо необхідно, щоб зняти проміжне напруження.

Зберігайте рівномірний припуск на чистову обробку, який зазвичай контролюється в межах 0,2–0,5 мм.
 

 

1. Симетрична обробка для зменшення концентрації тепла

Наприклад, обробка алюмінієвої пластини від 90 мм до 60 мм:

Один розріз може призвести до площинної деформації до 5 мм.

Багатошарове симетричне різання може контролювати деформацію з точністю до 0,3 мм.

 

2. Пошарова обробка багато-порожнинних структур

Наприклад, набори захисних кожухів LFP або призматичні кришки для батарей із багато-порожнинами

Не можна обробляти порожнину за порожниною, інакше нерівномірний розподіл напруги може легко призвести до викривлення;

Кілька порожнин необхідно обробляти одночасно шарами.

 

3. Контроль сили різання та тепла різання

Зменшення глибини різання, збільшення швидкості подачі та швидкості обертання шпинделя більше підходять для високошвидкісної -обробки з ЧПУ.

Для фінішної обробки рекомендується фрезерування, щоб зменшити зміцнення та поверхневу напругу.

 

4. Оптимізуйте траєкторію інструменту та щільність затиску

Відповідним чином послабте затиск перед фінішною обробкою → дайте деталі відскочити природним чином → потім злегка натисніть, щоб закріпити її, що може значно зменшити кінцеву деформацію.

Сила затиску повинна бути якомога меншою, а напрямок сили має бути розумним.

 

5. Уникайте прямого -різання вниз» під час обробки порожнин

Рекомендується спершу просвердлити отвір для інструмента або використовувати гвинтову траєкторію, щоб зменшити накопичення тепла та ризик поломки інструменту.

 

 

Застосовується до наступних продуктів: кришка батарейного відсіку живлення / алюмінієва кришка батарейного відсіку / призматична кришка літієвої батареї / верхня кришка літієвої батареї / комплект захисної кришки LFP

 

Зменшення деформації необхідно комплексно контролювати з таких аспектів:

 

Зменшення внутрішньої напруги в заготовці (старіння та попередня-обробка)

Оптимізація інструментів і параметрів різання

Застосування передових затискних конструкцій (вакуумні кріплення, методи заповнення)

Раціональне планування процесів і стратегії руху інструменту

Техніка роботи, заснована на структурі порожнини та характеристиках тонких{0}}стінок

 

Завдяки цим заходам можна значно покращити точність виготовлення, якість зовнішнього вигляду та ефективність герметизації зварювальних накладок акумуляторних батарей і відповідних конструкційних компонентів з алюмінієвого сплаву, забезпечуючи надійну гарантію безпеки та надійності систем живлення акумуляторних батарей.