CN115365957A - 一种电池极片辊的抛光装置及抛光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池极片辊的抛光装置及抛光方法，属于电池极片辊生产技术领域，抛光装置包括车身、主轴箱和车尾架，车尾架移动设置在车身的尾部，还包括移动设置在车身中部的抛光机，所述抛光机包括抛光机箱、设置在抛光机箱上的纵向支撑、设置在纵向支撑上的侧面支撑、以及设置在侧面支撑上的电气柜，所述电气柜后设置有抛光组件，抛光组件由电气柜控制。采用该装置并且按照抛光程序进行抛光，即可得到符合辊身磨削要求的极片辊。本申请的抛光机为柔性作业，砂带砂粒比砂轮更均匀，在抛光过程中可减少砂轮脱粒对辊面造成的拉毛缺陷。砂带抛光作业时间约为6‑8小时，相比磨床砂轮抛光，提高劳动效率约20%。

Description

一种电池极片辊的抛光装置及抛光方法
技术领域
本发明涉及电池极片辊生产技术领域，特别涉及一种电池极片辊的抛光设备及抛光方法。
背景技术
电池极片轧机工作辊是电池极片辊压机上的重要零件，近年来，新能源锂电池作为国家高新技术产业其产量得到大幅提高，目前在我国广东、河北、湖南等地区已经形成较大的极片辊压机生产规模。
常规电池极片轧机工作辊直径为40-50m，辊面长度为450-600Nmm。近年来，电池极片辊压机正朝着大直径、宽幅面、高硬度、高精度和自动控制方向发展，大型电池极片轧机工作辊品种、数量不断增多，直径为750~1200mm、辊面长度800~1500mm等。
为确保大锂电池使用安全可靠，电池极片轧机工作辊各项技术指标不断提高，设计结构较常规复杂，孔、螺纹孔、键槽多部位分布，制造难度不断加大：辊身硬度95~100HSD、硬度均匀性≯2HSD、淬硬层深度15~25mm；主轴颈调质硬度35~50HSD、部分辊颈硬度≥78HSD；辊身、辊颈同轴度≯0.002mm。除此之外，大型电池极片轧机工作辊辊面还要有较高的耐磨性和耐蚀性。
电池极片辊压机为两辊轧机结构，轧辊配对使用。极片辊辊身进行电镀硬铬或喷涂碳化钨，提高辊身耐磨性能，电镀或喷涂后上磨床进行镜面抛光，保证轧制的电池极片精度达到0.001-0.003mm、极片厚度误差达到0.001-0.0015mm。辊身镜面抛光后要求：螺旋印、振纹完全去除干净，表面达镜面程度；严格控制拉毛长度及数量，拉毛长度≤5mm、辊面拉毛数量≤15处；辊面粗糙度Ra≤0.03μm。极片辊成品结构和辊身磨削要求请见图5所示。
常规极片辊的抛光工艺方法为电镀后先将辊身电镀层磨圆，检查有无电镀针孔等缺陷，无缺陷后更换石墨抛光砂轮进行磨削抛光，边检测同轴度边进行抛光最终达到抛光的要求。由于极片辊一般为顶两端中心孔顶磨，中心孔与磨床顶尖之间存在摩擦力，长时间的顶磨磨削抛光容易引起中心孔发热膨胀造成顶磨定位基准不统一，在磨削过程中易引起同轴度的变化；由于抛光砂轮的砂粒脱落，在磨削抛光过程中容易产生拉毛等磨削缺陷，对镜面效果造成影响。并且整个抛光过程大约8-10小时，对磨床的占用时间较长，抛光效率较低。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种电池极片辊的抛光装置及抛光方法，能够解决极片辊在磨床使用砂轮抛光时成本较高、抛光质量不容易保证、效率较低的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种电池极片辊抛光装置，包括车身、主轴箱和车尾架，车尾架移动设置在车身的尾部，还包括移动设置在车身中部的抛光机，所述抛光机包括抛光机箱、设置在抛光机箱上的纵向支撑、设置在纵向支撑上的侧面支撑、以及设置在侧面支撑上的电气柜，所述电气柜后设置有抛光组件，抛光组件由电气柜控制。
本发明技术方案的进一步改进在于：车身的下部设置有滚珠丝杠，抛光机的抛光机箱和滚珠丝杠配合安装，通过滚珠丝杠沿着车身进行Z轴的运动。
本发明技术方案的进一步改进在于：滚珠丝杠上设置有极限限位和行程限位，电池极片辊抛光装置上设置有PLC控制系统，PLC控制系统控制抛光机自动往复运动。
本发明技术方案的进一步改进在于：抛光机箱外侧设置有横向手轮，可通过手动控制横向手轮进而控制抛光机沿滚珠丝杠往复运动。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述的纵向支撑由燕尾槽丝杠滑台和纵向手轮组成，所述的燕尾槽丝杠滑台包括底板、设置在底板上面的燕尾槽滑台以及设置在燕尾槽滑台和底板中间的丝杠，丝杠和纵向手轮相连接。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述的抛光组件包括砂带前端件和砂带卷轴，砂带前端件和砂带卷轴上设置有砂带。
本发明技术方案的进一步改进在于：主轴箱上设置有卡盘，卡盘上设置有卡爪。
一种电池极片辊的抛光方法，包括以下步骤：
S1、将经过检查无针孔电镀缺陷，辊身同轴度合格的轧辊吊运至权利要求1-7所述的电池极片辊抛光装置上，通过卡盘和车尾架进行紧固定位；
S2、极片辊上到抛光装置上后调整精度，在辊身5处不同位置检测偏量，要求达到0.03mm以内；
S3、调整抛光机的位置，开启抛光机进行抛光；
S4、完成抛光，下机床，配对辊进行对缝检测。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤S3中具体的抛光程序为：
S3-1、使用60μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光3-4趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.04以内；
S3-2、换30μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光3-4趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.03以内；
S3-3、换15μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光3-4趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.025以内；
S3-4、换9μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光5趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.02以内；
S3-5、换3μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光6趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.01-Ra0.015以内。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果如下：
本申请采用电池极片辊抛光装置进行抛光，减少了对数控磨床的长时间占用，降低了辊身镜面抛光成本。电池极片辊抛光装置为活主轴顶尖，顶尖跟轧辊中心孔不会发生相对转动，抛光机为镜面抛光机，只要在磨床保证了辊身同轴度，则镜面抛光机抛光去量时为均匀去量，能保证辊身同轴度，避免了在磨床使用砂轮抛光时中心孔和磨床死顶尖长时间摩擦造成的精度变化。
镜面抛光机为柔性作业，砂带砂粒比砂轮更均匀，在抛光过程中可减少砂轮脱粒对辊面造成的拉毛缺陷。砂带抛光作业时间约为6-8小时，相比磨床砂轮抛光，提高劳动效率约20%。
附图说明
图1为本申请抛光机的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的后视图；
图4为本申请抛光装置结构示意图；
图5为电池极片辊示意图；
其中，1、抛光机箱，2、纵向支撑，3、侧面支撑，4、砂带卷轴，5、砂带前端件，6、抛光机，7、电气柜，8、纵向手轮，9、横向手轮，10、砂带，11、主轴箱，12、卡盘，13、车尾架，14、卡爪，15、滚珠丝杠，16、车身。
具体实施方式
为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。
如图4所示，一种电池极片辊抛光装置，包括车身16、主轴箱11和车尾架13，车尾架13移动设置在车身1的尾部，还包括移动设置在车身16中部的抛光机6，所述抛光机6包括抛光机箱1、设置在抛光机箱1上的纵向支撑2、设置在纵向支撑2上的侧面支撑3、以及设置在侧面支撑3上的电气柜7，所述电气柜7后设置有抛光组件，抛光组件由电气柜7控制。
车身1的下部设置有滚珠丝杠15，抛光机6的抛光机箱1和滚珠丝杠15配合安装，抛光机6通过滚珠丝杠15沿着车身进行Z轴的运动。滚珠丝杠15上设置有极限限位和行程限位，电池极片辊抛光装置上设置有PLC控制系统，PLC控制系统控制抛光机6自动往复运动。
如图1-3所示，抛光机箱1外侧设置有横向手轮9，可通过手动控制横向手轮9进而控制抛光机6沿滚珠丝杠15往复运动。
即抛光机6可通过手动移动，也可以通过自动控制进行Z轴移动。
所述的纵向支撑2由燕尾槽丝杠滑台和纵向手轮8组成，所述的燕尾槽丝杠滑台包括底板、设置在底板上面的燕尾槽滑台以及设置在燕尾槽滑台和底板中间的丝杠，丝杠沿底板的长度方向设置，丝杠和纵向手轮8相连接。槽孔纵向手轮8控制抛光组件的X轴移动。
抛光组件包括砂带前端件5和砂带卷轴4，砂带10套在砂带前端件5和砂带卷轴4上，砂带前端件5受电气柜7控制，带动砂带卷轴4转动，进而带动砂带10转动。砂带卷轴4可设置1-2个，砂带前端件5和2个砂带卷轴4呈三角形设置，或砂带前端件5和1个砂带卷轴4分开设置即可，在进行抛光时，多个型号的砂带10更换使用。
主轴箱11上设置有卡盘12，卡盘12上设置有卡爪14，车尾架13上设置有顶尖，极片辊安装在抛光装置上，通过卡盘12和车尾架13进行固定并可旋转。
一种电池极片辊的抛光方法，包括以下步骤：
S1、将经过检查无针孔电镀缺陷，辊身同轴度合格的轧辊吊运至权利要求1-7所述的电池极片辊抛光装置上，通过卡盘（12）和车尾架（13）进行紧固定位；
S2、极片辊上到抛光装置上后调整精度，在辊身5处不同位置检测偏量，要求达到0.03mm以内；
S3、调整抛光机6的位置，开启抛光机6进行抛光；
具体的抛光程序为：
S3-1、使用60μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光3-4趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.04以内；
S3-2、换30μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光3-4趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.03以内；
S3-3、换15μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光3-4趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.025以内；
S3-4、换9μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光5趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.02以内；
S3-5、换3μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光6趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.01-Ra0.015以内。
S4、完成抛光，下机床，配对辊进行对缝检测。
本申请的极片辊抛光装置可由卧式车床改造得到，将机床上的刀架和溜板箱拆下，用滚珠丝杠替换掉光杠和丝杠，将本申请的抛光机安装上去，制作成本低，操作方便。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权力要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电池极片辊抛光装置，包括车身（16）、主轴箱（11）和车尾架（13），车尾架（13）移动设置在车身（1）的尾部，其特征在于：还包括移动设置在车身（16）中部的抛光机（6），所述抛光机（6）包括抛光机箱（1）、设置在抛光机箱（1）上的纵向支撑（2）、设置在纵向支撑（2）上的侧面支撑（3）、以及设置在侧面支撑（3）上的电气柜（7），所述电气柜（7）后设置有抛光组件，抛光组件由电气柜（7）控制。
2.根据权利要求1所述的一种电池极片辊抛光装置，其特征在于：车身（1）的下部设置有滚珠丝杠（15），抛光机（6）的抛光机箱（1）和滚珠丝杠（15）配合安装，抛光机（6）通过滚珠丝杠（15）沿着车身进行Z轴的运动。
3.根据权利要求2所述的一种电池极片辊抛光装置，其特征在于：滚珠丝杠（15）上设置有极限限位和行程限位，电池极片辊抛光装置上设置有PLC控制系统，PLC控制系统控制抛光机（6）自动往复运动。
4.根据权利要求1所述的一种电池极片辊抛光装置，其特征在于：抛光机箱（1）外侧设置有横向手轮（9），可通过手动控制横向手轮（9）进而控制抛光机（6）沿滚珠丝杠（15）往复运动。
5.根据权利要求1所述的一种电池极片辊抛光装置，其特征在于：所述的纵向支撑（2）由燕尾槽丝杠滑台和纵向手轮（8）组成，所述的燕尾槽丝杠滑台包括底板、设置在底板上面的燕尾槽滑台以及设置在燕尾槽滑台和底板中间的丝杠，丝杠沿底板的长度方向设置，丝杠和纵向手轮（8）相连接。
6.根据权利要求5所述的一种电池极片辊抛光装置，其特征在于：所述的抛光组件包括砂带前端件（5）和砂带卷轴（4），砂带前端件（5）和砂带卷轴（4）上设置有砂带（10）。
7.根据权利要求1所述的一种电池极片辊抛光装置，其特征在于：主轴箱（11）上设置有卡盘（12），卡盘（12）上设置有卡爪（14）。
8.一种电池极片辊的抛光方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、将经过检查无针孔电镀缺陷，辊身同轴度合格的轧辊吊运至权利要求1-7所述的电池极片辊抛光装置上，通过卡盘（12）和车尾架（13）进行紧固定位；
S2、极片辊上到抛光装置上后调整精度，在辊身5处不同位置检测偏量，要求达到0.03mm以内；
S3、调整抛光机（6）的位置，开启抛光机（6）换用不同的砂带进行抛光；
S4、完成抛光，下机床，配对辊进行对缝检测。
9.根据权利要求8所述的一种电池极片辊的抛光方法，其特征在于：步骤S3中具体的抛光程序为：
S3-1、使用60μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光3-4趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.04以内；
S3-2、换30μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光3-4趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.03以内；
S3-3、换15μm型号砂带抛光1-2小时，在辊身抛光3-4趟，轧辊转速44r/min，检查辊面质量，要求无螺旋纹、振纹，粗糙度达到Ra0.025以内；
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