Lignes directrices pour le contrôle de la déformation lors de l'usinage des plaques de recouvrement des batteries de puissance et des composants en alliage d'aluminium

Dans le domaine de la fabrication de batteries de puissance, des composants clés tels que les plaques de recouvrement de batteries de puissance, les plaques de recouvrement en aluminium pour batteries, les couvercles de batteries au lithium prismatiques et les plaques de recouvrement de batteries au lithium-ion utilisent largement des structures en alliage d'aluminium-à parois minces. En raison des caractéristiques des alliages d'aluminium, telles qu'une conductivité thermique élevée, un coefficient de dilatation thermique élevé et une rigidité insuffisante, une déformation est facilement générée lors de l'usinage des composants du boîtier de batterie tels que les couvercles supérieurs des cellules de batterie prismatiques, les couvercles de boîtier de batterie en aluminium et les ensembles de couvercles de sécurité LFP. Cette déformation affecte les performances d’étanchéité, la précision de l’adaptation et la qualité du soudage.

 

Pour améliorer la stabilité de fabrication de composants tels que les plaques de recouvrement de batterie et les plaques bipolaires bimétalliques en cuivre et en aluminium, ce qui suit résume systématiquement les méthodes efficaces pour réduire la déformation d'usinage du point de vue des matériaux, des processus, des outils de coupe, du serrage et des techniques de fonctionnement.
 

 

La déformation des composants à parois minces-tels que les couvercles de batterie d'alimentation, les couvercles supérieurs et les borniers provient principalement de trois aspects :

1. Soulagement du stress interne dans le vide

Applicable à : Annexe de batterie au lithium prismatique / Capuchon supérieur de batterie au lithium

Les pièces de forgeage libre ou d'extrusion de grande taille génèrent des contraintes résiduelles importantes pendant le processus de formage.

Au fur et à mesure que la matière est retirée lors de la découpe, la redistribution des contraintes internes entraîne une déformation de la pièce.

 

2. Force de coupe et chaleur de coupe

L’extrusion du matériau par l’outil de coupe provoque une concentration localisée de chaleur, exacerbant la déformation de la surface.

Cela a un impact particulièrement important sur les-couvercles de batterie en aluminium à paroi fine.

 

3. Déformation élastique provoquée par la méthode de serrage

Un serrage instable peut provoquer des contraintes inégales sur les pièces.

Après avoir desserré la pince, les pièces reviennent élastiquement, entraînant des écarts dimensionnels.

 

 

1. Réduire le stress interne dans le vide

Applicable à : plaque de recouvrement de batterie en aluminium/plaques de recouvrement de batterie au lithium-ion

Les méthodes suivantes peuvent réduire efficacement les contraintes internes et améliorer la précision dimensionnelle :

Vieillissement naturel/vieillissement artificiel : Libérez progressivement les contraintes dans le blank dans des conditions stables.

Vieillissement dû aux vibrations : utilisez des vibrations à basse-fréquence pour accélérer l'égalisation des contraintes internes.

Méthode de pré-usinage : retirez l'excédent de matériau → laissez reposer pendant un certain temps → effectuez un usinage secondaire pour garantir une libération plus complète des contraintes.

 

2. Optimisation des outils et des paramètres de coupe

(1) Sélection de la géométrie de l'outil

Un angle de coupe plus grand est préférable : il réduit la déformation de coupe et améliore l'évacuation des copeaux.

Petit angle de dépouille pour l'ébauche ; grand angle de dépouille pour la finition afin d'équilibrer la résistance des arêtes de coupe et la qualité de la surface.

Un angle d'hélice plus grand est préférable : convient aux coupes à grande vitesse-, améliorant ainsi la stabilité de l'usinage.

Réduire l’angle principal du tranchant : abaisse la température dans la zone de coupe, réduisant ainsi la déformation thermique.

(2) Optimisation de la structure des outils

Réduisez le nombre de dents et augmentez la rainure des copeaux pour améliorer l'efficacité de l'élimination des copeaux.

Contrôlez la rugosité du tranchant à Ra inférieur ou égal à 0,4 μm.

Contrôlez strictement l'usure de l'outil à moins ou égale à 0,2 mm pour éviter la formation de bords accumulés.

(Cette solution d'outil s'applique également à l'usinage de pièces structurelles telles que les composants pressés en cuivre et les plaques bipolaires bimétalliques en cuivre et en aluminium.)

 

3. Conception améliorée de la structure de serrage

Applicable à: le couvercle supérieur d'une cellule de batterie prismatique/une batterie prismatique peut couvrir

Les méthodes de serrage qui réduisent efficacement la déformation comprennent :

Serrage axial de la face d'extrémité : empêche la compression radiale des pièces à paroi mince-.

Serrage du mandrin à vide : réparti uniformément, moins susceptible de provoquer une déformation de la plaque, très approprié pour l'usinage du couvercle de batterie en aluminium.

Méthode de remplissage interne : injectez un médium fusible dans la pièce à paroi fine-pour augmenter la rigidité, puis dissolvez-le et versez-le après l'usinage.

 

4. Planification des processus et optimisation des séquences d'usinage

Les couvercles de batterie électrique sont des-pièces d'étanchéité à parois fines, et la disposition scientifique des processus est cruciale.

Flux de processus raisonnable :

Ebauche → Semi-finition → Dégagement des coins → Finition

Ajoutez une deuxième étape de semi-finition si nécessaire pour libérer les contraintes intermédiaires.

Maintenir une surépaisseur de finition uniforme, généralement contrôlée entre 0,2 et 0,5 mm.
 

 

1. Usinage symétrique pour réduire la concentration de chaleur

Par exemple, usiner une plaque d'aluminium de 90mm à 60mm :

Une seule coupe peut provoquer une déformation plane allant jusqu'à 5 mm.

La coupe symétrique en couches peut contrôler la déformation à 0,3 mm près.

 

2. Usinage en couches de structures multi-cavités

Tels que les ensembles de couvercles de sécurité LFP ou les couvercles de batterie prismatiques à plusieurs-cavités

Ne peut pas être usiné cavité par cavité, sinon une répartition inégale des contraintes peut facilement conduire à une déformation ;

Plusieurs cavités doivent être usinées simultanément en couches.

 

3. Contrôler la force de coupe et la chaleur de coupe

La réduction de la profondeur de coupe, l'augmentation de la vitesse d'avance et la vitesse de broche sont plus adaptées à l'usinage CNC à grande vitesse.

Le fraisage en montée est recommandé pour la finition afin de réduire l'écrouissage et les contraintes de surface.

 

4. Optimiser le parcours de l'outil et le serrage du serrage

Desserrez correctement la pince avant de terminer → laissez la pièce revenir naturellement → puis appuyez légèrement pour la fixer, ce qui peut réduire considérablement la déformation finale.

La force de serrage doit être aussi faible que possible et la direction de la force doit être raisonnable.

 

5. Évitez les « coupes droites-vers le bas » lors de l'usinage de cavités.

Il est recommandé de percer d'abord un trou d'outil ou d'utiliser une trajectoire d'outil hélicoïdale pour réduire l'accumulation de chaleur et le risque de casse de l'outil.

 

 

Appliqué aux produits suivants : plaque de couvercle de batterie de puissance/couvercle de boîtier de batterie en aluminium/couvercle de batterie au lithium prismatique/capuchon supérieur de batterie au lithium/ensemble de couvercles de sécurité LFP

 

La réduction de la déformation doit être entièrement contrôlée sous les aspects suivants :

 

Réduire les contraintes internes dans le flan (vieillissement et pré-usinage)

Optimisation des outils et des paramètres de coupe

Adopter des structures de serrage avancées (appareils à vide, méthodes de remplissage)

Processus de planification rationnelle et stratégies de parcours d'outils

Techniques opératoires basées sur la structure de la cavité et les caractéristiques des-parois minces

 

Grâce à ces mesures, la précision de fabrication, la qualité de l'apparence et les performances d'étanchéité par soudage des plaques de recouvrement des batteries de puissance et des composants structurels en alliage d'aluminium associés peuvent être considérablement améliorées, offrant ainsi une solide garantie pour la sécurité et la fiabilité des systèmes de batteries de puissance.