一种燃料电池金属极板流道纵向辊轧成形设备及方法与流程

本发明涉及燃料电池领域，特别涉及一种燃料电池金属极板流道纵向辊轧成形设备及方法。

背景技术：

现有的基于辊压成形的金属极板流道加工方法中使用单一辊子对加工金属极板的完整流道的方法和设备，在加工较深的流道会导致极开裂，且回弹现象比较突出。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种燃料电池金属极板流道纵向辊轧成形设备采用预成形、二次成形辊轧金属极板的流道，能增大加工出的流道的深度，避免成形过程中发生的开裂，并减少成形后金属极板流道的回弹，并能满足连续生产的要求。

为实现上述目的，本发明采用以下燃料电池金属极板流道纵向辊轧成形设备及方法技术方案：一种燃料电池金属极板流道纵向辊轧成形设备，包括一组直线形流道纵向辊轧成形装置、极板剪切装置、极板转运装置、一组u形流道纵向辊轧成形装置和台架，其特征在于：所述直线形流道纵向辊轧成形装置包含直线形流道纵向辊轧预成形装置和直线形流道纵向辊轧二次成形装置，所述u形流道纵向辊轧成形装置包含u形流道纵向辊轧预成形装置和u形流道纵向辊轧二次成形装置，所述直线形流道纵向辊轧预成形装置包含一对直线形流道纵向辊轧预成形辊子对，所述直线形流道纵向辊轧二次成形装置包含一对直线形流道纵向辊轧二次成形辊子对，所述u形流道纵向辊轧预成形装置包含一对u形流道纵向辊轧预成形辊子对，所述u形流道纵向辊轧二次成形装置包含一对u形流道纵向辊轧二次成形辊子对。

所述的直线形流道纵向辊轧预成形辊子对和直线形流道纵向辊轧二次成形辊子对，其特征在于：所述的直线形流道纵向辊轧预成形辊子对包含直线形流道纵向辊轧预成形凸模和直线形流道纵向辊轧预成形凹模，直线形流道纵向辊轧预成形凸模的圆周上设有与极板的直线形流道和平行于直线形流道的密封槽成映射关系的凸脊，直线形流道纵向辊轧预成形凹模的圆周上设有与极板的直线形流道和平行于直线形流道的密封槽成映射关系的凹槽，所述的直线形流道纵向辊轧二次成形辊子对包含直线形流道纵向辊轧二次成形凸模和直线形流道纵向辊轧二次成形凹模，直线形流道纵向辊轧二次成形凸模的圆周上设有与极板的直线形流道和平行于直线形流道的密封槽成映射关系的凸脊，直线形流道纵向辊轧二次成形凹模的圆周上设有与极板的直线形流道和平行于直线形流道的密封槽成映射关系的凹槽。

所述的u形流道纵向辊轧预成形辊子对和u形流道纵向辊轧二次成形辊子对，其特征在于：所述的u形流道纵向辊轧预成形辊子对包含u形流道纵向辊轧预成形凸模和u形流道纵向辊轧预成形凹模，u形流道纵向辊轧预成形凸模的圆周上设有与极板的完整流道和完整密封槽成映射关系的凸脊，u形流道纵向辊轧预成形凹模的圆周上设有与极板的完整流道和完整密封槽成映射关系的凹槽，所述的u形流道纵向辊轧二次成形辊子对包含u形流道纵向辊轧二次成形凸模和u形流道纵向辊轧二次成形凹模，u形流道纵向辊轧二次成形凸模的圆周上设有与极板的完整流道和完整密封槽成映射关系的凸脊，u形流道纵向辊轧二次成形凹模的圆周上设有与极板的完整流道和完整密封槽成映射关系的凹槽。

所述的直线形流道纵向辊轧成形装置和u形流道纵向辊轧成形装置，其特征在于：直线形流道纵向辊轧成形装置和u形流道纵向辊轧成形装置垂直布置安装于台架上。

所述的直线形流道纵向辊轧预成形凸模和直线形流道纵向辊轧二次成形凸模，其特征在于：直线形流道纵向辊轧预成形凸模的凸脊高度h1为直线形流道纵向辊轧二次成形凸模的凸脊高度h2的40%-50%。

所述的直线形流道纵向辊轧预成形凹模和直线形流道纵向辊轧二次成形凹模，其特征在于：直线形流道纵向辊轧预成形凹模的凹槽深度h1为直线形流道纵向辊轧二次成形凹模的凹槽深度h2的40%-50%。

所述的u形流道纵向辊轧预成形凸模和u形流道纵向辊轧二次成形凸模，其特征在于：u形流道纵向辊轧预成形凸模的凸脊高度h3为u形流道纵向辊轧二次成形凸模的凸脊高度h4的40%-50%。

所述的u形流道纵向辊轧预成形凹模和u形流道纵向辊轧二次成形凹模，其特征在于：u形流道纵向辊轧预成形凹模的凹槽深度h3和u形流道纵向辊轧二次成形凹模的凹槽深度h4相同。

一种燃料电池金属极板流道纵向辊轧成形方法，其特征在于：该方法采用分步辊轧的方式实现金属极板流道的成形，首先，使用直线形流道纵向辊轧预成形装置在金属板上预成形出直线形流道和平行于直线形流道的密封槽，再使用直线形流道纵向辊轧二次成形装置完成对金属板上的直线形流道和平行于直线形流道的密封槽的成形，使用极板剪切装置将加工好直线形流道和平行于直线形流道的密封槽的极板定尺寸剪切，然后使用极板转运装置将剪切好的极板转运至u形流道纵向辊轧预成形装置，使用u形流道纵向辊轧预成形装置在金属板上预成形出u形流道和平行于u形流道的密封槽，再使用u形流道纵向辊轧二次成形装置完成对金属板上的u形流道和平行于u形流道的密封槽的成形。

与现有技术相比，本发明提供一种燃料电池金属极板流道纵向辊轧成形设备采用预成形、二次成形辊轧金属极板的流道，能增大加工出的流道的深度，避免成形过程中发生的开裂，并减少成形后金属极板流道的回弹，并能满足连续生产的要求。

附图说明

图1为金属极板流道纵向辊轧成形设备的结构示意图。

图2为金属极板流道示意图。

图3为直线形流道纵向辊轧预成形辊子对的示意图。

图4为直线形流道纵向辊轧二次成形辊子对的示意图。

图5为直线形流道纵向辊轧预成形凸模和直线形流道纵向辊轧二次成形凸模圆周展开图示意图。

图6为直线形流道纵向辊轧预成形过程示意图。

图7为u形流道纵向辊轧预成形辊子对的示意图。

图8为u形流道纵向辊轧二次成形辊子对的示意图。

图9为u形流道纵向辊轧预成形凸模和u形流道纵向辊轧二次成形凸模圆周展开图示意图。

图中，1-直线形流道纵向辊轧预成形装置，2-直线形流道纵向辊轧二次成形装置，3-u形流道纵向辊轧预成形装置，4-u形流道纵向辊轧二次成形装置，5-极板剪切装置，6-极板转运装置，7-金属板，101-直线形流道纵向辊轧预成形凸模，102-直线形流道纵向辊轧预成形凹模，201-直线形流道纵向辊轧二次成形凸模，202-直线形流道纵向辊轧二次成形凹模，301-u形流道纵向辊轧预成形凸模，302-u形流道纵向辊轧预成形凹模，401-u形流道纵向辊轧二次成形凸模，402-u形流道纵向辊轧二次成形凹模，701-直线形流道，702-平行于直线形流道的密封槽，703-u形流道，704-平行于u形流道的密封槽，10101-直线形流道纵向辊轧预成形凸脊，10201-直线形流道纵向辊轧预成形凹槽，20101-直线形流道纵向辊轧二次成形凸脊，20201-直线形流道纵向辊轧二次成形凹槽，30101-u形流道纵向辊轧预成形直线形流道凸脊，30102-u形流道纵向辊轧预成形凸脊，30201-u形流道纵向辊轧预成形直线形流道凹槽，30202-u形流道纵向辊轧预成形凹槽，40101-u形流道纵向辊轧二次成形直线形流道凸脊，40102-u形流道纵向辊轧二次成形凸脊，40201-u形流道纵向辊轧二次成形直线形流道凹槽，40202-u形流道纵向辊轧二次成形凹槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，结合附图详细说明本发明的实施方式如下。

如图1所示，本发明提出的燃料电池金属极板流道纵向辊轧成形设备包括直线形流道纵向辊轧预成形装置1，直线形流道纵向辊轧二次成形装置2，u形流道纵向辊轧预成形装置3，u形流道纵向辊轧二次成形装置4，极板剪切装置5，极板转运装置6。

其中，直线形流道纵向辊轧预成形装置1包括直线形流道纵向辊轧预成形凸模101和直线形流道纵向辊轧预成形凹模102，如图3所示，二者转向相反；直线形流道纵向辊轧二次成形装置2包括直线形流道纵向辊轧二次成形凸模201和直线形流道纵向辊轧二次成形凹模202，如图4所示，二者转向相反；u形流道纵向辊轧预成形装置3包括u形流道纵向辊轧预成形凸模301和u形流道纵向辊轧预成形凹模302，如图7所示，二者转向相反；u形流道纵向辊轧二次成形装置4包括u形流道纵向辊轧二次成形凸模401和u形流道纵向辊轧二次成形凹模402，如图8所示，二者转向相反。

本发明提出的燃料电池金属极板流道纵向辊轧成形方法包括六个步骤。

（1）在金属板7通过直线形流道纵向辊轧预成形装置1时，直线形流道纵向辊轧预成形凸脊10101将金属板7上与其接触的部分压入直线形流道纵向辊轧预成形凹槽10201内，完成对直线形流道701和平行于直线形流道的密封槽702的辊轧预成形，如图6所示。

（2）在金属板7通过直线形流道纵向辊轧二次成形装置2时，直线形流道纵向辊轧二次成形凸脊20101将金属板7上预成形的直线形流道701和平行于直线形流道的密封槽702压入直线形流道纵向辊轧二次成形凹槽20201内，完成对直线形流道701和平行于直线形流道的密封槽702的辊轧二次成形。

（3）使用极板剪切装置5将加工好直线形流道701和平行于直线形流道的密封槽702的金属板7定尺寸剪切。

（4）使用极板转运装置6将剪切好的金属板7转运至u形流道纵向辊轧预成形装置3。

（5）在金属板7通过u形流道纵向辊轧预成形装置3时，u形流道纵向辊轧预成形凸脊30102将金属板7上与其接触的部分压入u形流道纵向辊轧预成形凹槽30202内，完成对u形流道703和平行于u形流道的密封槽704的辊轧预成形；同时，已加工完成的直线形流道701和平行于直线形流道的密封槽702从u形流道纵向辊轧预成形直线形流道凸脊30101和u形流道纵向辊轧预成形直线形流道凹槽30201之间通过，防止其变形。

（6）在金属板7通过u形流道纵向辊轧二次成形装置4时，u形流道纵向辊轧二次成形凸脊40102将金属板7上预成形的u形流道703和平行于u形流道的密封槽704压入u形流道纵向辊轧二次成形凹槽40202内，完成对u形流道703和平行于u形流道的密封槽704的辊轧二次成形；同时，已加工完成的直线形流道701和平行于直线形流道的密封槽702从u形流道纵向辊轧二次成形直线形流道凸脊40101和u形流道纵向辊轧二次成形直线形流道凹槽40201之间通过，防止其变形。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，均应视为本发明的保护范围。