CN114749718A - 一种有色金属带材的分切设备及分切生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有色金属带材的分切设备及其分切生产工艺，所述分切设备包括平行设置的两分切刀轴和至少一个剪切机构，每个所述剪切机构包括能够相互剪切配合的一雄刀与一雌刀，每个剪切机构中的所述雄刀固定安装在任一所述分切刀轴上、所述雌刀固定安装在另一所述分切刀轴上；待分切的有色金属带材由两所述分切刀轴之间通过进行分切；两所述分切刀轴的出料侧设置有至少一套去毛刺压辊装置，每套去毛刺压辊装置包括一转向辊和一毛刺压辊，分切后的有色金属带材由所述转向辊与所述毛刺压辊之间通过且其上的剪切毛刺朝向毛刺压辊；分切后的铝合金带材与所述毛刺压辊之间具有线速差。本发明能够有效去除分切卷材上的剪切毛刺。

Description

一种有色金属带材的分切设备及分切生产工艺

技术领域

本发明涉及有色金属领域，尤其涉及一种有色金属带材的分切设备及分切生产工艺。

背景技术

因刀片电池的结构优势，使其彻底摆脱了传统动力电池在针刺穿透测试时可能会发生的“热失控”噩梦，重新定义了新能源汽车的安全标准，引领全球动力电池安全新高度。但刀片式电池外壳对其制造用铝合金卷材的产品质量也提出了苛刻要求，除了一般的机械性能与表面质量外，还对铝合金卷材分切后的切边质量（镰刀弯与切边毛刺）的控制提出了更加严格的要求，特别是分切后的毛刺影响其成型后的焊接质量及气密性。而现有的有色金属卷材分切生产线一般包括沿其生产线方向依次设置的开卷机、开卷张紧辊道机构、分切设备和卷取机。而经现有的所述有色金属卷材分切生产线制得的铝合金分切卷经常会带有微小毛刺，这些微小毛刺通常是被忽略不计的，但却无法满足刀片电池对切边质量的要求。因此，亟待需要能够解决上述的铝合金分切卷材出现微小毛刺的问题的方案。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种有色金属带材的分切设备，其能够有效去除有色金属（特别是铝合金）分切卷材上的剪切毛刺，满足刀片电池对铝合金分切卷材切边质量的要求。

一种有色金属带材的分切设备，包括平行设置的两分切刀轴和至少一个剪切机构，每个所述剪切机构包括能够相互剪切配合的一雄刀与一雌刀，每个剪切机构中的所述雄刀固定安装在两所述分切刀轴中的任一所述分切刀轴上、所述雌刀固定安装在两所述分切刀轴中的另一所述分切刀轴上；

待分切的有色金属带材由两所述分切刀轴之间通过并在所述雄刀与所述雌刀的剪切配合下进行分切；

两所述分切刀轴的出料侧设置有至少一套去毛刺压辊装置，每套去毛刺压辊装置包括平行设置且相互辊压配合的一转向辊和一毛刺压辊，分切后的有色金属带材由所述转向辊与所述毛刺压辊之间通过且所述有色金属带材上的剪切毛刺朝向所述毛刺压辊；

分切后的铝合金带材与所述毛刺压辊之间具有线速差。

待分切的有色金属带材在雄刀与雌刀的剪切配合下进行分切。由于雄刀与雌刀之间存在轴向间隙，因此，在剪切过程中所述待分切的有色金属带材的待切割部位会沿切割方向发生撕裂从而形成剪切毛刺。分切后的有色金属带材的具有剪切毛刺的一侧表面为有色金属带材的毛刺面。

本发明通过在所述分切设备的出料侧设置转向辊，分切后的有色金属带材在卷取张力的作用下带动转向辊转动，分切后的有色金属带材在由所述转向辊与所述毛刺压辊之间通过时保持其上的剪切毛刺朝向所述毛刺压辊，加上，分切后的铝合金带材与所述毛刺压辊之间具有线速差，使得分切后的有色金属带材在从所述转向辊与对应的所述毛刺压辊之间通过时其毛刺面上的剪切毛刺能够在所述毛刺压辊的辊面的摩擦作用下进行磨削去除。

优选的，分切后的铝合金带材与所述毛刺压辊之间的线速差大于0，避免刮下的毛刺向带材运行前方飞溅影响带材去除毛刺之后的张紧和收卷。

优选的，所述转向辊由有色金属带材带动同步转动，所述转向辊的任一轴端固定套装有第一齿轮，所述毛刺压辊的轴端固定套装有与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮，且所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿数相等；所述毛刺压辊的外径与所述转向辊的外径不等，从而实现分切后的有色金属带材与所述毛刺压辊之间具有线速差，并且，结构简单，安装方便。在具体实施过程中，所述毛刺压辊的外径小于所述转向辊的外径，实现分切后的铝合金带材与所述毛刺压辊之间的线速差大于0。

当所述剪切机构的数量≥两个时，各所述剪切机构沿所述分切刀轴的轴向间隔设置，且在每根所述分切刀轴上所述雄刀和所述雌刀依次交替设置。分切后的有色金属带材的两侧剪切边处的剪切毛刺朝向一致，使得既便分切后的有色金属带材的两侧边均为剪切边，也只要采用一套去毛刺压辊装置就能够对分切后的有色金属带材两侧剪切边处的剪切毛刺进行一并去除。

优选的，所述转向辊与所述分切刀轴平行设置，便于分切后的有色金属带材顺利承接到对应的转向辊上，同时也保证横向张力均匀。

所述去毛刺压辊装置的数量优选为两个。分切后产生的剪切毛刺朝向其中一所述分切刀轴的所有分切后有色金属带材作为第一组分切后有色金属带材，分切后产生的剪切毛刺朝向另一所述分切刀轴的所有分切后有色金属带材作为第二组分切后有色金属带材，所述第一组分切后有色金属带材均通过其中一所述去毛刺压辊装置，所述第二组分切后有色金属带材均通过另一所述去毛刺压辊装置，实现对剪切毛刺朝向不同的两种分切后有色金属带材进行分类收卷。进一步的，两个所述去毛刺压辊装置分居所述有色金属带材两侧设置，第一种分切后有色金属带材和第二种分切后有色金属带材分别向两侧分开，避免交叉，布局更合理。

优选的，在每个所述去毛刺压辊装置的出料侧均沿有色金属带材的运行方向依次设置有面压辊和收卷机，分切后有色金属带材呈S形依次张紧绕过所述去毛刺压辊装置的所述转向辊、对应的所述面压辊并卷绕在对应的所述收卷机的卷轴外套筒上实现收卷。分切后有色金属带材在经过所述面压辊时其上的剪切毛刺朝向所述面压辊，在分切后有色金属带材自身张力与面压辊的辊压作用下，提高了分切后有色金属带材的毛刺面的平整度进而提高卷取的平整度。

优选的，每根所述分切刀轴的两轴端分别设置有轴座，各所述分切刀轴架设在对应的两所述轴座之间；所述其中一分切刀轴对应的两轴座与所述另一分切刀轴对应的两轴座之间相对移动实现所述雄刀与所述雌刀的剪切配合。

优选的，所述毛刺压辊为浮动辊。具体的，所述毛刺压辊横向设置于两机架之间，所述毛刺压辊的两轴端的所述机架上分别固设有一气缸座，每个所述气缸座的上方均竖向安装有一气缸，所述气缸的活塞杆朝上设置，每个所述气缸的所述活塞杆的自由端均对接安装有一万向球，所述毛刺压辊的两轴端分别安装在与其对应的一个所述万向球内。

优选的，每个所述毛刺压辊均为一空心辊结构，所述毛刺压辊为一外周面上镀有铬层的钢套。具体的，所述毛刺压辊的辊身两端分别通过滚动轴承同轴安装有一芯轴，所述芯轴的外轴端再安装在所述万向球内。

本发明的目的之二在于提供一种有色金属带材的分切生产工艺，其采用上述有色金属带材的分切设备进行，开卷后的所述有色金属带材先由两所述分切刀轴之间通过进行分切；分切后的有色金属带材由所述去毛刺压辊装置的所述转向辊与所述毛刺压辊之间通过并向前运行。

优选的，分切后的有色金属带材按照剪切毛刺朝向所述其中一分切刀轴为第一种有色金属带材、剪切毛刺朝向所述另一分切刀轴为第二种有色金属带材分为两组，所述两组有色金属带材分别依次经各自对应的所述去毛刺压辊装置的所述转向辊和所述面压辊并卷绕在对应的所述收卷机的卷轴外套筒上进行收卷。

优选的，所述毛刺压辊的线速度与有色金属带材的运行速度之间保持≥15%的线速差，即（分切后的有色金属带材的运行速度－所述毛刺压辊的线速度）/所述毛刺压辊的线速度≥15%。在所述转向辊由分切后的有色金属带材带动同步转动时，所述毛刺压辊的线速度与对应的所述转向辊的线速度之间保持≥15%的线速差，即（所述转向辊的线速度－所述毛刺压辊的线速度）/所述毛刺压辊的线速度≥15%。

优选的，所述有色金属带材在运行过程中的开卷张应力和收卷张应力均控制在所述有色金属带材的屈服极限的12～15%。现有的有色金属带材分切生产工艺中开卷张力和卷取张力均通常控制在所述有色金属带材的屈服极限的5～8%，本发明的分切生产工艺的开卷张力和卷取张力均更大，减少分切时所产生的剪切毛刺的同时，也提高了片材表面平整度以及卷取平整度。

附图说明

图1是本发明的有色金属带材的分切设备的主视结构简图，其中，位于有色金属带材上的箭头指示的方向为有色金属带材的运行方向；位于收卷机卷轴上的箭头指示的是收卷机卷轴的旋转方向；

图2是本发明的两分切刀轴的俯视结构示意图；

图3是本发明的相邻两个剪切机构对有色金属带材分切后所得到的分切后有色金属带材上剪切毛刺的分布示意图；

图4是本发明的去毛刺压辊装置的左侧或右侧结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的有色金属带材的分切设备及其分切生产工艺进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

以0.3mm*204.1规格的3003铝合金带材分切为例，采用本发明的有色金属带材的分切设备进行分切生产工艺。

结合图1～图3，所述有色金属带材的分切设备，包括平行设置的两分切刀轴（10、20）和五个剪切机构30，每个所述剪切机构30均包括能够相互剪切配合的一雄刀31和一雌刀32，每个剪切机构30中的所述雄刀31固定安装在两所述分切刀轴中的任一所述分切刀轴（10、20）上、所述雌刀30固定安装在两所述分切刀轴（10、20）中的另一所述分切刀轴（20、10）上；

待分切的铝合金带材40由两所述分切刀轴（10、20）之间通过并在所述雄刀10与所述雌刀20的剪切配合下进行分切；

两所述分切刀轴（10、20）的出料侧设置有两套去毛刺压辊装置50，每套去毛刺压辊装置50包括平行设置且相互辊压配合的一转向辊51和一毛刺压辊52，分切后的所述铝合金带材40由所述转向辊51与所述毛刺压辊52之间通过且所述铝合金带材40上的剪切毛刺60朝向所述毛刺压辊52；

分切后的铝合金带材40与所述毛刺压辊52之间存在线速差；

其中，各所述剪切机构30沿所述分切刀轴（10、20）的轴向间隔设置，且在每根所述分切刀轴（10、20）上所述雄刀31和所述雌刀32依次交替设置；

所述去毛刺压辊装置50的数量为两个；分切后产生的剪切毛刺60朝向其中一所述分切刀轴10的所有分切后铝合金带材作为第一组分切后铝合金带材，分切后产生的剪切毛刺60朝向另一所述分切刀轴20的所有分切后铝合金带材作为第二组分切后铝合金带材，所述第一组分切后铝合金带材均通过其中一所述去毛刺压辊装置50，所述第二组分切后铝合金带材均通过另一所述去毛刺压辊装置50上；

在每个所述毛刺压辊装置50的出料侧均沿铝合金带材40的运行方向依次设置有面压辊80和收卷机，分切后铝合金带材40呈S形依次张紧绕过所述毛刺压辊装置50的所述转向辊51、对应的所述面压辊80并卷绕在对应的所述收卷机的卷轴外套筒90上实现收卷。

本发明还采用上述铝合金带材进行分切生产工艺，开卷后的所述铝合金带材40先由两所述分切刀轴（10、20）之间通过进行分切；分切后的铝合金带材40由所述去毛刺压辊装置50的所述转向辊51与所述毛刺压辊52之间通过并向前运行；

其中，分切后的铝合金带材40按照剪切毛刺朝向所述其中一分切刀轴10为第一组分切后铝合金带材、剪切毛刺朝向所述另一分切刀轴20为第二组分切后铝合金带材，所述两组分切后铝合金带材分别依次经各自对应的所述去毛刺压辊装置50的所述转向辊51和所述面压辊80并卷绕在对应的所述收卷机的卷轴外套筒90上进行收卷；

所述铝合金带材40在运行过程中的开卷张应力和收卷张应力均控制在所述铝合金带材40的屈服极限的12～15%，本实施方式中，开卷张应力为22N/mm²，卷取张应力为25N/mm²。

采用以上分切设备与分切生产工艺，各第一组分切后铝合金带材40的两侧剪切边处的剪切毛刺均朝向一致，各第二组分切后铝合金带材40的两侧剪切边处的剪切毛刺均朝向一致，两个所述去毛刺压辊装置50就能够对对应组的分切后铝合金带材40的两侧剪切边处剪切毛刺60进行一并去除。本发明的分切后的铝合金带材的剪切毛刺＜0.01mm，完全满足刀片电池对铝合金材料的分切切边质量要求。并且，分切后铝合金带材40在经过所述面压辊80时其上的剪切毛刺60朝向所述面压辊80，在分切后铝合金带材40自身张力与面压辊80的辊压作用下，提高了分切后铝合金带材40的毛刺面的平整度进而提高卷取的平整度。

当然，本发明的所述剪切机构30的数量可根据待分切铝合金带材的宽度以及分切后铝合金带材的宽度进行调整。所示剪切机构30的数量还可以是一个，或≥三个。另外，所述去毛刺压辊装置50的数量也不限于两个，如分切后只能获得一条符合要求的铝合金带材时，此时，所述去毛刺压辊装置50的数量只需要一个，满足所述符合要求的铝合金带材的输送即可。当然，当第一组分切后铝合金带材的数量多于两根时，第一组分切后铝合金带材可以共用一个所述去毛刺压辊装置50，也可以分用不同的所述去毛刺压辊装置50，同理，当第二组分切后铝合金带材的数量多于两根时也是如此，此时，所述去毛刺压辊装置50的数量为≥两个。

优选的，分切后的铝合金带材40与所述毛刺压辊52之间的线速差大于0，避免刮下的毛刺向带材运行前方飞溅影响去除毛刺之后的张紧和收卷。当然，分切后的铝合金带材40与所述毛刺压辊52之间的线速差也可以小于0。

优选的，所述转向辊51由分切后的铝合金带材40带动同步转动，所述转向辊51的任一轴端固定套装有第一齿轮71，所述毛刺压辊52的轴端固定套装有与所述第一齿轮71相啮合的第二齿轮72，且所述第一齿轮71与所述第二齿轮72的齿数相等；所述毛刺压辊52的外径与所述转向辊51的外径不等，从而实现所述毛刺压辊52与分切后的铝合金带材40之间存在速度差，并且，结构简单，安装方便。所述毛刺压辊52的外径优选小于所述转向辊51的外径，从而实现分切后的铝合金带材40与所述毛刺压辊52之间的限速差大于0。

优选的，如图1所示，所述转向辊51与所述分切刀轴（10、20）平行设置，便于分切后的铝合金带材40顺利承接到对应的转向辊50上，同时也保证横向张力均匀。

优选的，如图1所示，两个所述转向辊51分居所述铝合金带材40两侧设置，第一种分切后铝合金带材和第二种分切后铝合金带材分别向两侧分开，避免交叉，布局更合理。

优选的，如图2所示，每根所述分切刀轴（10、20）的两轴端分别设置有轴座（100、110），各所述分切刀轴（10、20）架设在对应的两所述轴座（100、110）之间；所述其中一分切刀轴10对应的两轴座100与所述另一分切刀轴20对应的两轴座110之间相对移动实现所述雄刀31与所述雌刀32的剪切配合。具体实施过程中，如图2所示，所述其中一分切刀轴10对应的两轴座100均固定设置，在所述另一分切刀轴20对应的两轴座110的外侧设有能够驱动所述两轴座110相对于所述其中一分切刀轴10对应的两轴座100作相对移动的往复驱动机构。如图2所示，所述往复驱动机构可以是丝杆螺母机构。

优选的，如图4所示，所述毛刺压辊52为浮动辊。具体的，如图4所示，所述毛刺压辊52横向设置于两机架120之间，所述毛刺压辊52的两轴端的所述机架120上分别固设有一气缸座130，每个所述气缸座130的上方均竖向安装有一气缸140，所述气缸140的活塞杆朝上设置，每个所述气缸140的所述活塞杆的自由端均对接安装有一万向球150，所述毛刺压辊52的两轴端分别安装在与其对应的一个所述万向球150内。进一步的，如图4所示，每个所述毛刺压辊51均为一空心辊结构，所述毛刺压辊51为一外周面上镀有铬层的钢套。具体的，如图4所示，所述毛刺压辊51的辊身两端分别通过滚动轴承同轴安装有一芯轴160，所述芯轴160的外轴端再安装在所述万向球150内。当然，所述毛刺压辊52也可以为非浮动辊。但是，当所述毛刺压辊52为非浮动辊。

优选的，铝合金带材40的运行速度与所述毛刺压辊52的线速度之间保持≥15%的线速差。在具体实施过程中，所述转向辊51由分切后的铝合金带材带动同步转动，所述转向辊51的线速度与对应的所述毛刺压辊52的线速度之间保持≥15%的线速差。

本发明的有色金属带材的分切设备及其分切生产工艺不仅适用于铝合金，其适用于所有的有色金属带材。

本发明对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种有色金属带材的分切设备，包括平行设置的两分切刀轴和至少一个剪切机构，每个所述剪切机构包括能够相互剪切配合的一雄刀与一雌刀，每个剪切机构中的所述雄刀固定安装在两所述分切刀轴中的任一所述分切刀轴上、所述雌刀固定安装在两所述分切刀轴中的另一所述分切刀轴上；

待分切的有色金属带材由两所述分切刀轴之间通过并在所述雄刀与所述雌刀的剪切配合下进行分切；其特征在于：

两所述分切刀轴的出料侧设置有至少一套去毛刺压辊装置，每套去毛刺压辊装置包括平行设置且相互辊压配合的一转向辊和一毛刺压辊，分切后的有色金属带材由所述转向辊与所述毛刺压辊之间通过且所述有色金属带材上的剪切毛刺朝向所述毛刺压辊；

分切后的铝合金带材与所述毛刺压辊之间具有线速差。

2.根据权利要求1所述的有色金属带材的分切设备，其特征在于：分切后的铝合金带材与所述毛刺压辊之间的线速差大于0。

3.根据权利要求1所述的有色金属带材的分切设备，其特征在于：所述转向辊由有色金属带材带动同步转动，所述转向辊的任一轴端固定套装有第一齿轮，所述毛刺压辊的轴端固定套装有与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮，且所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿数相等；所述毛刺压辊的外径小于所述转向辊的外径。

4.根据权利要求1所述的有色金属带材的分切设备，其特征在于：当所述剪切机构的数量≥两个时，各所述剪切机构沿所述分切刀轴的轴向间隔设置，且在每根所述分切刀轴上所述雄刀和所述雌刀依次交替设置。

5.根据权利要求1所述的有色金属带材的分切设备，其特征在于：所述去毛刺压辊装置的数量为两个；分切后产生的剪切毛刺朝向其中一所述分切刀轴的所有分切后有色金属带材作为第一组分切后有色金属带材，分切后产生的剪切毛刺朝向另一所述分切刀轴的所有分切后有色金属带材作为第二组分切后有色金属带材，所述第一组分切后有色金属带材均通过其中一所述去毛刺压辊装置，所述第二组分切后有色金属带材均通过另一所述去毛刺压辊装置。

6.根据权利要求1所述的有色金属带材的分切设备，其特征在于：在每个所述去毛刺压辊装置的出料侧均沿有色金属带材的运行方向依次设置有面压辊和收卷机，分切后有色金属带材呈S形依次张紧绕过所述去毛刺压辊装置的所述转向辊和所述面压辊并卷绕在对应的所述收卷机的卷轴外套筒上实现收卷。

7.根据权利要求1所述的有色金属带材的分切设备，其特征在于：所述毛刺压辊为浮动辊；每个所述毛刺压辊均为一空心辊结构，所述毛刺压辊为一外周面上镀有铬层的钢套。

8.一种有色金属带材的分切生产工艺，其采用权利要求1～7中任一项所述的有色金属带材的分切设备进行，开卷后的所述有色金属带材先由两所述分切刀轴之间通过进行分切；分切后的有色金属带材由所述去毛刺压辊装置的所述转向辊与所述毛刺压辊之间通过并向前运行。

9.根据权利要求8所述的一种有色金属带材的分切生产工艺，其特征在于：所述毛刺压辊的线速度与有色金属带材的运行速度之间保持≥15%的线速差。

10.根据权利要求8所述的一种有色金属带材的分切生产工艺，其特征在于：所述有色金属带材在运行过程中的开卷张应力和收卷张应力均控制在所述有色金属带材的屈服极限的12～15%。

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