用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法与流程

本发明属于纤维增强热塑复合材料（复材）等板材加热模压，具体的说，涉及一种用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法。

背景技术：

1、在生产中，有些板材如纤维增强热塑复合材料（复材）需要先对其上下表面进行加热烘烤，然后再送入热压机进行热压成型。对于常规的0.5m*0.5m小幅面纤维增强热塑复材等板材的加热模压，一般采用夹钳人工夹取该板材放入烘烤机的烘烤架上进行烘烤加热完成后，再人工夹取板材放入热压机进行压制。对于面积较大的大幅面纤维增强热塑复材，例如用于生产动力电池壳体的1.5m*2.5m纤维增强热塑复材（板材），常规的生产方法面临两大难题，一是该板材面积大，重量大，人工夹取作业基本无法完成，而且加热后的板材因变软，会出现较大程度的褶皱、折叠、变形等现象，基本无法人工转移，即使能够送入热压机内热压，热压后板材表面也会出现不规则的纹理，质量降低；二是操作难度大，作业效率极低，板材难以送入烘烤机内，加热后的板材夹取、移送更加不方便，不能及时送入热压机内，因此需要烘烤机需要更高的温度和时间对板材进行加热，以免送入热压机的温度太低，耗费能量。

技术实现思路

1、为解决上述不足，本发明提出了一种用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，该方法作业效率高，能够快速将纤维增强热塑复材即板材送入烘烤机进行加热烘烤，并能够把加热烘烤后的板材及时转速到热压机，节能增效，同时，板材平整，无褶皱、折叠、变形，提高了热压后板材的质量，能够对板材快速转移，尤其适用于大幅面纤维增强热塑复材。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，使用烘烤机、热压机、轨道、夹持装置组成的加热模压一体化装置，烘烤机包括具有门式机架、上加热板、下加热板，热压机具有门式架、上热压板、下热压板，

4、烘烤机、热压机在纵向前后排列，两个平行的纵向延伸的轨道从门式机架、门式架中穿过；在轨道上具有用于夹紧或松开纤维增强热塑复材即板材并可沿轨道前后移动的夹持装置；

5、夹持装置是一个围绕在板材四周的长方形结构，包括框架，夹紧装置；

6、框架包括下框架，下框架呈长方形，包括四个下边框；

7、每个下边框上设置一夹紧装置，夹紧装置包括定夹板、动夹板、铰接块、导向杆、复位弹簧；定夹板、动夹板、铰接块均位于靠近下框架中心的下边框内侧，铰接块固定在定夹板上，动夹板通过销轴与铰接块转动连接，定夹板和动夹板靠近下框架中心的内端上下相对形成钳口，铰接块在钳口外侧，在动夹板与定夹板之间设置有夹紧弹性元件，该夹紧弹性元件在常态时使得动夹板绕销轴转动至钳口闭合的状态；通过外力克服夹紧弹性元件的作用力转动动夹板时，钳口打开；导向杆的内侧端与定夹板固定相连，导向杆在垂直于下边框的方向上滑动设置在下边框上，复位弹簧设置在下边框与定夹板或者铰接块之间，复位弹簧在常态时使得定夹板位于靠近下边框内侧的位置；

8、用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，包括以下步骤：

9、a、夹持装置在轨道上移动到烘烤机前方的上料工位，通过四个夹紧装置的钳口，夹紧板材的四条边；

10、b、夹持装置在轨道上向后移动，直到板材位于上下相对的上加热板和下加热板之间时到达烘烤工位，停止移动，上加热板和下加热板对板材进行烘烤；

11、c、夹持装置在轨道上向后移动，直到烘烤后板材位于上下相对的上热压板和下热压板之间时到达热压工位，停止移动；

12、动夹板绕销轴克服夹紧弹性元件的弹力摆动，夹紧板材四条边的钳口均张开，板材落在下热压板上，四个夹紧装置在复位弹簧的作用下均远离下框架的中心向外侧移动，夹持装置不会妨碍上热压板的上下移动；

13、d、夹持装置在轨道上向前移动离开热压工位，热压机的上热压板与下热压板相向移动相互接触，对板材进行热压；热压结束后，上热压板与下热压板相背移动相互离开，取出热压好的板材。

14、上述的用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，对前一板材进行热压的同时先后进行步骤a、b，钳口夹紧新的板材的四条边，夹持装置移动到烘烤工位，对新的板材进行烘烤。

15、上述的用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，

16、夹持装置还包括操作装置；

17、框架还包括上框架，上框架、下框架固定相连，上框架位于下框架上方；上框架呈长方形，包括四个上边框；

18、每个上边框上设置一操作装置，操作装置包括推板、升降装置；操作装置包括平移板，平移驱动装置一，滑轨一，伸缩装置；平移板位于靠近上框架中心的上边框内侧；平移板通过滑轨一在垂直于上边框的方向上滑动设置在上框架上，平移驱动装置一设置在上边框与平移板之间，以带动平移板在垂直于上框架的方向移动；伸缩装置固定在平移板上，具有能够上下伸缩的伸缩杆；

19、伸缩杆的下端与动夹板远离下框架中心的外侧上部相对，当伸缩装置带动伸缩杆向下伸出与动夹板接触后继续伸出，伸缩杆带动动夹板绕销轴克服夹紧弹性元件的弹力摆动，钳口张开；

20、步骤c中“动夹板绕销轴克服夹紧弹性元件的弹力摆动”的具体方式为：各伸缩装置动作，伸缩杆向下伸出，伸缩杆带动动夹板绕销轴克服夹紧弹性元件的弹力摆动。

21、上述的用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，操作装置还包括推板、升降装置；在平移板上设置升降装置，推板在平移板下方并与升降装置相连，升降装置带动推板上下移动；

22、定夹板在复位弹簧的作用下位于靠近下边框内侧的位置时，升降装置带动推板向下移动，推板能够移动至在水平方向位于定夹板与下边框之间的位置，此时，平移驱动装置一动作，能够带动平移板、升降装置、推板向靠近下框架中心的方向移动，推板与定夹板接触后，平移驱动装置一继续动作，推板推动定夹板向靠近下框架中心的方向移动；

23、升降装置带动推板向上移动，推板在水平方向离开定夹板与下边框之间时，推板不会妨碍定夹板、动夹板和铰接块在复位弹簧的作用下向远离下框架中心的方向移动。

24、上述的用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，平移板位于定夹板和动夹板上方，升降装置位于平移板的中部，伸缩装置位于平移板的端部。

25、上述的用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，每个夹紧装置中的动夹板有多个，每个动夹板通过一销轴与一铰接块转动连接，同一个夹紧装置中的各销轴排布在与下边框平行的直线上，与销轴平行的固定杆与各动夹板固定相连，固定杆在销轴远离下框架中心的外侧，在固定杆上固定有向外侧延伸至伸缩杆下方的延长杆，当伸缩装置带动伸缩杆向下伸出与延长杆接触后继续伸出，延长杆、固定杆、各动夹板绕销轴克服夹紧弹性元件的弹力摆动，定夹板与各动夹板之间各钳口张开。

26、上述的用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，每个夹紧装置中的动夹板有多个，每个动夹板通过一销轴与一铰接块转动连接，同一个夹紧装置中的各销轴排布在与下边框平行的直线上，与销轴平行的固定杆与各动夹板固定相连，固定杆在销轴远离下框架中心的外侧，在固定杆上固定有向外侧延伸的延长杆，通过外力带动延长杆、固定杆、各动夹板绕销轴克服夹紧弹性元件的弹力摆动，定夹板与各动夹板之间各钳口张开。

27、上述的用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，设置在每个上边框上的操作装置还包括与该上边框平行的上过渡杆，上过渡杆通过滑轨二在垂直于上边框的方向上滑动设置在上框架上，平移驱动装置二设置在上过渡杆与上边框之间，以带动上过渡杆在垂直于上边框的方向移动；平移板通过滑轨三在垂直于上过渡杆的方向上滑动设置在上过渡杆上；平移驱动装置三设置在上过渡杆与平移板之间，以带动平移板在垂直于上过渡杆的方向移动。

28、上述的用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，还包括固定在下框架上与一下边框平行并位于该下边框内侧的下过渡杆，导向杆在垂直于下过渡杆的方向上滑动设置在下过渡杆上，复位弹簧设置在下过渡杆与定夹板或者铰接块之间，复位弹簧在常态时使得定夹板位于靠近下过渡杆内侧的位置。

29、上述的用于动力电池壳体的纤维增强热塑复材加热模压方法，与轨道平行的两个下边框的外侧固定有位于轨道外侧的向下延伸的防脱轨板。

30、本发明的有益效果：

31、通过在板材四条边处的四个夹紧装置中的动夹板和定夹板形成的钳口夹住板材四条边，并通过复位弹簧对动夹板施加向外侧的作用力，使得板材固定在下框架上，同时板材被拉伸张紧，板材基本平整，即使在重力作用下板材中心部可能会略微下垂，板材整体弯曲程度基本一致，基本无褶皱、折叠、变形，板材表面纹理均匀规则（特别是对于加热烘烤后的板材），提高了热压后板材的质量。

32、常态时钳口在夹紧弹性元件的作用下处于闭合状态，克服夹紧弹性元件的作用力转动动夹板时，钳口打开，即可松开板材，夹紧或松开板材操作方便。

33、如果夹持装置附有操作装置，在伸缩杆位于动夹板外侧上部时，通过伸缩装置带动伸缩杆下移，带动动夹板绕销轴克服夹紧弹性元件的弹力摆动，钳口即可张开，进一步提高了作业的自动化水平和作业效率。

34、在钳口（动夹板和定夹板等）夹紧板材时，钳口远离下边框内侧（靠近下框架中心），钳口松开板材后钳口（动夹板和定夹板等）会在复位弹簧的作用下退回到靠近下边框内侧（远离下框架中心）的位置。为了使得伸缩装置能够驱动不同位置的动夹板摆动以打开钳口，伸缩装置固定在能够移动的平移板上，伸缩装置随着平移板的移动而移动。需要打开钳口时，伸缩装置和平移板先一起移动到伸缩杆位于动夹板外侧上部时，伸缩装置动作即可。

35、板材被夹紧固定在下框架上，可以随下框架在轨道上移动，可以方便地移动到需要工位：上料工位、烘烤工位、热压工位，实现快速转移，提高了作业效率，降低作业难度。

36、在烘烤工位，板材处于被钳口间接的状态，板材加热完成后，及随夹持装置移动在轨道上移动至热压工位即可，转移迅速方便可靠。

37、加热后板材进入上下相对的上热压板和下热压板后，夹紧板材四条边的钳口均张开，板材落在下热压板上，四个夹紧装置在复位弹簧的作用下均远离下框架的中心向外侧移动，夹持装置不会妨碍上热压板的上下移动。

38、对前一板材进行热压的同时，夹持装置先移动动上料工位，夹紧定位新的板材，再移动到烘烤工位，对新的板材进行烘烤，显著提高了作业效率。

39、为了方便推动定夹板等克服复位弹簧的作用力向下框架的中心靠近，在操作装置上设置了推板。在水平方向推板位于定夹板与下边框之间时，此时，平移驱动装置一动作，能够带动平移板、推板向靠近下框架中心的方向移动，推板即推动定夹板等向向下框架的中心靠近，进一步提高了自动化水平和作业效率。

40、但是在水平方向如果推板始终位于定夹板与下边框之间，推板则可能会妨碍定夹板等在复位弹簧的作用下向外侧移动，为此推板需要能够上下升降，故推板与升降装置相连，升降装置设置在平移板上，升降装置和推板随平移板水平移动，升降装置带动推板上下移动。

41、为了能够有效夹紧板材，每个夹紧装置中的动夹板有多个。为了能够驱动各动夹板一起动作，并减小驱动动夹板摆动的作用力，与销轴平行的固定杆上固定有向外侧延伸的延长杆，通过外力下压延长杆，定夹板与各动夹板之间各钳口即张开。

42、通过可以相对于上边框移动的上过渡杆，扩大了操作装置的水平移动范围，能够进一步适应不同尺寸大小的板材。

43、平移驱动装置一、平移驱动装置二、平移驱动装置三等属于现有技术，如可以采用具有在电机带动下转动的齿轮的齿轮齿条式驱动装置，具有手动转动的丝杆的螺母丝杆式驱动装置等等。

44、滑轨一、滑轨二、滑轨三等属于现有技术，如采用直线导轨。