CN102832398B - 一种质子交换膜燃料电池石墨碳板的加工工装 - Google Patents

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Abstract

一种质子交换膜燃料电池新型石墨碳板的加工工装，包括由真空吸盘底板（1）和真空吸盘面板（2），真空吸盘底板（1）四角设有四个特质定位销（4），用于定位真空吸盘面板（2），真空吸盘面板正面设有流道槽Ⅰ5，反面设有流道槽Ⅱ6，二侧设有二个气动接头（3），其特征在于：所述被加工的石墨碳板吸附紧贴于真空吸盘面板（2），并通过特质定位销（4）定位。本发明，氢板与空气板在一个真空吸盘上加工，加工时氢气板与空气板相互制约，提高生产率。同时在设计真空吸盘时将加工氢气板与空气板的流道分开，这样可避免在加工时因不同流道出现漏气现象。

Description

一种质子交换膜燃料电池石墨碳板的加工工装
技术领域
本发明属于新能源技术领域，涉及到一种质子交换膜燃料电池新型石墨碳板生产的加工工装。
背景技术
燃料电池是一种能够将燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应转变为电能的连续发电装置。其中石墨碳板在燃料电池中起到支撑、集流、分隔氧化剂与还原剂作用并引导氧化剂和还原剂在电池内电极表面流动的导电隔板的作用。
成本太高是质子交换膜燃料电池目前难以商业化应用的主要因素，其中在相关石墨碳板生产氢气板、空气板过程中，因石墨材质比较脆，加工流场时困难较大，造成成品率低，增加了生产成本。石墨碳板的成本约占整个质子交换膜燃料电池总质量的70％-80％，成本约占总成本的40％-50％。要降低燃料电池成本和提高输出功率，主要是寻求和设计成本较低的制备技术，这是使用石墨碳板的燃料电池发电机的发展方向。
发明内容
针对以上不足，本发明的目的在于提供一种质子交换膜燃料电池新型石墨碳板的加工工装，使得在采用氢气板、空气板相结合的方式由单片雕刻生产多片生产的集成方案中，有效解决了石墨碳板生产加工较难、成品率低的问题，大大的提高了生产加工效率，节约了用碳板加工空气板和氢板的生产成本。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种质子交换膜燃料电池新型石墨碳板的加工工装，包括真空吸盘底板和真空吸盘面板，真空吸盘底板四角设有四个特质定位销，用于定位真空吸盘面板，真空吸盘底板用螺栓与加工机床固定，贴紧并水平垂直；真空吸盘面板安装在真空吸盘底板之上，用于加工石墨碳板，真空吸盘面板正面设有流道槽Ⅰ，反面设有流道槽Ⅱ，二侧设有二个气动接头，其特征在于：所述被加工的石墨碳板吸附紧贴于真空吸盘面板，并通过特质定位销定位，。
所述的气动接头的一个与真空吸盘面板正面流道槽Ⅰ相通，另一个与反面设有流道槽Ⅱ相通。
所述的正面流道槽Ⅰ的尺寸为186mm*61mm*3mm，中间孔洞为Ø4，突出槽台高度为3mm，流道槽相交面角度为15°。
所述的反面设有流道槽Ⅱ为二个工字型结构，集流槽深度为10mm，集流槽相接触面角度为35°并且互不相通。
所述的气动接头为1/8"气动接头。
本发明，氢板与空气板在一个真空吸盘上加工，加工时氢气板与空气板相互制约，提高生产率。同时在设计真空吸盘时将加工氢气板与空气板的流道分开，这样可避免在加工时因不同流道出现漏气现象。同时很好的保证了氢气板与空气板生产后的精密度，多板整体加工更适合目前企业产业化生产的需求。
附图说明
图1是本发明整体示意图。
图2是按装碳板后结构示意图。
图3是碳板加工后示意图。
图4是真空吸盘面板正面示意图。
图5是真空吸盘面板反面示意图。
图6是图4的A-A剖面示意图。
图7是图4的B-B剖面示意图。
图中：1真空吸盘底板、2真空吸盘面板、3气动接头、4特质定位销、5正面流道槽Ⅰ、6反面设有流道槽Ⅱ、石墨碳板7。
具体实施方式
实施例1：
一种质子交换膜燃料电池新型石墨碳板的加工工装，包括由真空吸盘底板1和真空吸盘面板2，真空吸盘底板1四角设有四个特质定位销4，用于定位真空吸盘面板2，真空吸盘面板正面设有流道槽Ⅰ5，反面设有流道槽Ⅱ6，二侧设有二个气动接头3，气动接头3的一个头与真空吸盘面板正面流道槽Ⅰ5-1相通，另一个头与反面设有流道槽Ⅱ6相通。真空吸盘底板1的作用在于与机床连接固定，同时与机加工设备保持水平平整，保证石墨碳板7加工时的精准度；真空吸盘面板2的作用在于吸附石墨碳板7，能保证石墨碳板表面密封平整。所述的石墨碳板7分为氢气板与空气板，都是由石墨碳板加工而成，其中：将加工好后不镂空的称为氢气板，镂空的称为空气板。氢板与空板的流道分开工作； 1/8"气动接头3的作用在于连接真空泵管道，使石墨碳板吸附于真空吸盘面板2上；特质定位销4的作用在于定位石墨碳板7，使石墨碳板7固定在真空吸盘面板2上，特质定位销的公差范围±5um。
由图2知，是按装碳板后结构示意图。被加工的石墨碳板7吸附紧贴于真空吸盘面板2上，并通过特质定位销4定位。
由图3知，是碳板加工后示意图。采用尺寸为1111.3mm * 64 mm*2.5mm的石墨碳板加工。首先将真空吸盘底板1四周固定在加工台上，保证真空吸盘底板与加工台水平垂直。再将石墨碳板7放置在真空吸盘面板2上，特质定位销4将确定石墨碳板7的加工位置。用精雕机加工时开通左右两侧气阀，使石墨碳板紧密吸附在吸盘面板上，将将气体正面进入]流道槽Ⅰ5，反面进入流道槽Ⅱ6进行加工。加工完成后关闭气阀。1/8"气动接头通入气体，加工碳板方时，开通氢板气阀，先加工氢板流道，加工完成后关闭氢板气阀，开通空板气阀，加工空板流道，加工完成后测量加工精准度。保证误差在±10um左右。确定精准度无误，取下石墨碳板。即此段工序完成。
由图4知，是真空吸盘面板正面示意图。真空吸盘面板2的正面流道槽Ⅰ5有五排，每排之间由面板隔开。
由图5知，是真空吸盘面板反面示意图。真空吸盘面板2的反面设有流道槽Ⅱ6为二个工字型流道槽。
由图6知，是图4的A-A剖面示意图。真空吸盘面板2的正面流道槽Ⅰ5的尺寸为186mm*61mm*3mm，中间孔洞为Ø4，突出槽台高度为3mm，流道槽相交面角度为15°。
图7是图4的B-B剖面示意图。流道槽Ⅱ6的槽深度为10mm，集流槽相接触面角度为35°。
实施例2：
质子交换膜燃料电池发电机石墨碳板生产加工工装是：由真空吸盘底板1、真空吸盘面板2、1/8"气动接头3、特质定位销4等构成组成。采用尺寸为1124.8mm * 58 mm*3mm的石墨碳板加工（图1）。首先将真空吸盘底板四周固定在加工台上，保证吸盘底板与加工台水平垂直。再将碳板放置在真空吸盘面板上，特质定位销将确定碳板的加工位置。真空吸盘面板正面所示（图4）流道槽流道槽Ⅰ5尺寸为186mm*61mm*3mm,中间孔洞为Ø4，突出槽台高度为3mm。流道槽相交面角度为15°。这样可以将碳板与面板的有效面积最大化，同时相交角度15°更有效吸附紧贴于面板上。真空吸盘面板反面所示，反面设有流道槽Ⅱ6深度为10mm，集流槽相接触面角度为35°这样既保证工装整体硬度够，同时保证流道能最大化流动来实现工装的吸附作用，从而完成碳板正常的加工（如图6 和图7）。
流道槽Ⅰ5和流道槽Ⅱ6互不相通。这样既保证工装整体硬度够，同时保证流道能最大化流动来实现工装的吸附作用，从而完成碳板正常的加工。

Claims (2)

1.一种质子交换膜燃料电池石墨碳板的加工工装，包括由真空吸盘底板（1）和真空吸盘面板（2），真空吸盘底板（1）四角设有四个定位销（4），用于定位真空吸盘面板（2），真空吸盘面板正面设有流道槽Ⅰ（5），反面设有流道槽Ⅱ（6），二侧设有二个气动接头（3），所述的气动接头（3）的一个与真空吸盘面板正面流道槽Ⅰ（5）相通，另一个与反面设有的流道槽Ⅱ（6）相通，流道槽Ⅰ（5）和流道槽Ⅱ（6）互不相通；其特征在于：被加工的所述石墨碳板吸附紧贴于真空吸盘面板（2），并通过定位销（4）定位。
2.根据权利要求书1所述的加工工装，其特征在于：所述的气动接头（4）为1/8英寸气动接头。
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