電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙】

喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問咨詢QQ：414951605 或1304139763 長(zhǎng)春工程學(xué)院 2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師資格及題目審批表 指導(dǎo)教師姓名 楊 威 所在單位 機(jī)電學(xué)院 指導(dǎo)教師職稱 講師 所學(xué)專業(yè) 機(jī)械電子工程 設(shè)計(jì)（論文）題目 電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì) 題 目 類 型 設(shè)計(jì) √ 題 目 來 源 科 研 實(shí)驗(yàn)室建設(shè) 論文 工程生產(chǎn) √ 自 擬 題目真實(shí)性程度 真實(shí) √ 題目新舊 新題 √ 難度 等級(jí) 難 一般 模擬 舊題 較難 √ 設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn) 校內(nèi) √ 設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間 自03月 2 日 至06 月4日 校外 概要： 題目來源： 課題來源于與吉林省德力材料工程有限公司合作研發(fā)的電池極片載切機(jī)工裝項(xiàng)目。目前鋰離子電池的需求量越來越大，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)是正負(fù)極片的制備，它決定了電池質(zhì)量。傳統(tǒng)的生產(chǎn)是采用木板刀模沖切，極片的邊緣會(huì)產(chǎn)生毛刺，對(duì)電池的安全性造成影響.所以在實(shí)際的生產(chǎn)中需要一款能自動(dòng)上料，傳送，切削，下料的自動(dòng)化設(shè)備，以解決電池極片制備裁切時(shí)會(huì)產(chǎn)生的這些問題。 設(shè)計(jì)目的：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生能夠熟練運(yùn)用 2D 軟件(AutoCAD)或 3D 軟件進(jìn)行上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、裁切機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、下料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及氣動(dòng)元件設(shè)計(jì)，通過本設(shè)計(jì)可以掌握非標(biāo)生產(chǎn)裝備的設(shè)計(jì)過程。 此外，在設(shè)計(jì)中可培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程問題的能力，使學(xué)生在、編寫技術(shù)文件、查閱文獻(xiàn)和三維設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用能力方面受到一次綜合訓(xùn)練，最終達(dá)到畢業(yè)要求所要求達(dá)到的能力。 可行性：此設(shè)計(jì)來源于生產(chǎn)實(shí)踐，設(shè)計(jì)內(nèi)容具有較強(qiáng)的專業(yè)性，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)典型，涉及較多機(jī)械設(shè)計(jì)理論，綜合性較強(qiáng)。在調(diào)查研究、查閱資料及綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，借助 CATIA、SOLIDWORKS 等三維軟件的功能有能力完成任務(wù)。 技術(shù)路線： （1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集有關(guān)資料。 （2）電池極片載切機(jī)傳動(dòng)方案制定。 （3）載切機(jī)上下料移動(dòng)機(jī)構(gòu)方案制定。 （4）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選型。 （5）三維建模，校驗(yàn)、修改并完善。 （6）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，完成技術(shù)圖紙。 復(fù)雜工程問題界定 （1）必須運(yùn)用深入的工程原理，經(jīng)過分析才可能得到解決；（該項(xiàng)必須具備） （下面2-7項(xiàng)，具備其中至少一項(xiàng)，即為復(fù)雜工程問題） （2）設(shè)計(jì)多方面的技術(shù)、工程和其它因素，并可能相互有一定沖突； （3）需要通過建立合適的抽象模型才能解決，在建模過程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性； （4）不是僅靠常用方法就可以完全解決的； （5）問題中涉及的因素可能沒有完全包含在專業(yè)工程實(shí)踐的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中； （6）問題相關(guān)各方利益不完全一致； （7）具有較高的綜合性，包含多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子問題。 畢業(yè)設(shè)計(jì)解決的復(fù)雜問題分析及具體實(shí)施方法： 針對(duì)特征 1：本設(shè)計(jì)需要針對(duì)給出電池極片載切機(jī)的企業(yè)的技術(shù)要求，利用機(jī)械原理的理論分析其工作原理，分析各組成部分的作用和工作原理，才能得到設(shè)計(jì)方案，并在設(shè)計(jì)開題報(bào)告和說明書中給出。實(shí)施方法：開題報(bào)告、說明書方案論證部分。 針對(duì)特征 2：在設(shè)計(jì)過程中需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求來給出設(shè)計(jì)方案，但是在方案的選擇上存在多種可行性，如零件是自制還是外購(gòu)，零件的加工精度和經(jīng)濟(jì)性，產(chǎn)品的成本控制和企業(yè)的技術(shù)要求等技術(shù)和工程因素之間都存在著一定沖突。 針對(duì)特征 3：在設(shè)計(jì)過程中需要利用到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求和測(cè)量原理，在將原理變成實(shí)際的應(yīng)用設(shè)備的設(shè)計(jì)過程中需要體現(xiàn)出創(chuàng)造性，在設(shè)計(jì)過程中才能將原理實(shí)現(xiàn) 針對(duì)特征 6：在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，設(shè)計(jì)生產(chǎn)者考慮的是達(dá)到設(shè)計(jì)要求，利益最大化，而使用方達(dá)到設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，考慮成本最低。兩者利益正好相對(duì)。 針對(duì)特征 7：在本設(shè)計(jì)過程中，綜合應(yīng)用機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)，三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，二維工程圖和國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)，氣動(dòng)元件，機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備，電機(jī)，現(xiàn)代工具如電腦，互聯(lián)網(wǎng)等多種工具和技術(shù)的使用。 系部意見： 教研室主任簽字： 2020年3 月 2 日 企業(yè)專家意見： 企業(yè)專家簽字： 2020年3 月 2日 學(xué)院（系）審查意見： 院長(zhǎng)（系主任）簽字： 2020年3 月 2日 本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容對(duì)應(yīng)畢業(yè)設(shè)計(jì)課程目標(biāo)情況說明 課程目標(biāo)1 在開題和說明書的完成過程中需要查找資料，收集分析判斷解決電池極片載切機(jī)的工作原理，為完成方案設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 參考文獻(xiàn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書、審題表、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)2 參與企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)，根據(jù)用戶要求提出初始設(shè)計(jì)要求和相應(yīng)查找的標(biāo)準(zhǔn)等提出多種可行方案，通過方案對(duì)比分析，模擬驗(yàn)證等確定和完成解決方案。 開題報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)3 在電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì)中，學(xué)生需要依照極片載切機(jī)設(shè)備的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用理論創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等設(shè)來完成本機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖紙 建模 課程目標(biāo)4 在理解和分析客戶需求和技術(shù)要求的前提下，考慮設(shè)計(jì)裝置安全保護(hù)，通過設(shè)置導(dǎo)線防護(hù)罩等裝置提高設(shè)備的安全性，同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)因素，為客戶和生產(chǎn)廠家提供最優(yōu)設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)5 利用 CATIA或者Solidworks軟件完成產(chǎn)品的零件建模和裝配，在裝配過程中進(jìn)行干涉驗(yàn)證，對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行分析和優(yōu)化。 設(shè)計(jì)說明書 圖紙 課程目標(biāo)6 利用知網(wǎng)等計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)工具等現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)文獻(xiàn)檢索，獲取與畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的資料。 利用catia等現(xiàn)代技術(shù)工具完成圖紙的繪制，模型建立。 課程目標(biāo)7 在說明書和開題報(bào)告的完成過程中，考慮電池極片載切機(jī)電池及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的影響并給與論述，理解項(xiàng)目設(shè)計(jì)對(duì)行業(yè)的意義。 開題報(bào)告、說明書 課程目標(biāo)8 結(jié)合電池極片載切機(jī)項(xiàng)目，要考慮在設(shè)計(jì)過程中被裁切電池的型號(hào)和應(yīng)用場(chǎng)合的不同，在設(shè)計(jì)中,考慮對(duì)不同型號(hào)電池的適應(yīng)性或針對(duì)未來可能使用型號(hào)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性或模塊化設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)9 使用 office 組件撰寫技術(shù)報(bào)告，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中通過專業(yè)術(shù)語(yǔ)與指導(dǎo)教師進(jìn)行交流，闡述設(shè)計(jì)內(nèi)容，與指導(dǎo)老師交流設(shè)計(jì)不明了的地方，聽取指導(dǎo)老師指導(dǎo)。 撰寫開題報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 PPT、答辯發(fā)言 課程目標(biāo)10 翻譯與畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容切實(shí)相關(guān)的專業(yè)技術(shù)文件，文獻(xiàn)，在設(shè)計(jì)說明書撰寫過程中翻譯摘要，以準(zhǔn)確的語(yǔ)言進(jìn)行具有使用外語(yǔ)進(jìn)行跨學(xué)科的專業(yè)技術(shù)文件翻譯、書寫的能力。并能理解不同區(qū)域、國(guó)家、文化對(duì)知識(shí)和能力的影響和要求，具有跟隨國(guó)際技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)的能力。 外文翻譯，設(shè)計(jì)說明書中英文摘要 課程目標(biāo)11 在說明書中專有一節(jié)，寫有關(guān)設(shè)計(jì)題目的項(xiàng)目管理、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)成本核算分析內(nèi)容。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)12 對(duì)于在設(shè)計(jì)過程中，項(xiàng)目所需要的專業(yè)知識(shí)和能力，軟件使用能力，非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)13 使用互聯(lián)網(wǎng)、書籍、媒體學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)或查找相關(guān)資料，自主學(xué)習(xí)，提高自身專業(yè)業(yè)務(wù)水平 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，設(shè)計(jì)成果 備注：1.此表由擬擔(dān)任畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)工作的教師填寫，每個(gè)題目填報(bào)一張表，一式兩份； 2.部分分項(xiàng)填寫時(shí)，只在對(duì)應(yīng)項(xiàng)內(nèi)打“√”即可； 3.表中真實(shí)題目是指在學(xué)校、生產(chǎn)、科研及其它單位實(shí)際立項(xiàng)的課題； 4.指導(dǎo)教師如果是外聘，應(yīng)在所在單位欄中加注（外聘）字樣； 5.在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作開始前，各院（系）將此表匯總，報(bào)教務(wù)處備案。 參考資料：機(jī)制專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)課程目標(biāo)： 畢業(yè)要求 支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn) 課程目標(biāo) 課程目標(biāo)主要教學(xué)內(nèi)容 畢業(yè)要求2 問題分析 2.3能認(rèn)識(shí)到解決機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝和機(jī)電控制領(lǐng)域中復(fù)雜工程問題有多種方案可選擇，會(huì)通過文獻(xiàn)研究尋求可行的替代解決方案，并能運(yùn)用基本原理，分析過程的影響因素，獲得有效結(jié)論。 課程目標(biāo)1 資料綜述 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)可采用的原理分析 目標(biāo)1：能夠識(shí)別畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的技術(shù)路線和實(shí)現(xiàn)方法的不同，通過資料收集分析判斷出解決該設(shè)計(jì)問題合理的解決方案。 機(jī)電產(chǎn)品或非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備中的機(jī)械精度、機(jī)械傳動(dòng)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等技術(shù)難點(diǎn)的解決原理、方法和知識(shí)。參考文獻(xiàn)，方案原理、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)、審題表、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)要求3設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案 3.1掌握機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝和機(jī)電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、方法和流程，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素，能夠設(shè)計(jì)針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝和機(jī)電控制領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案； 課程目標(biāo)2 總體方案設(shè)計(jì)，多方案對(duì)比分析 目標(biāo)2：能運(yùn)用機(jī)械工程知識(shí)和方法，通過文獻(xiàn)研究比較分析，給出畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的設(shè)計(jì)路線或技術(shù)方案。 參與企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)，根據(jù)用戶要求提出初始設(shè)計(jì)方案。 開題報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3.2能結(jié)合特定的工程需求分析，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)電控制等單元部件進(jìn)行設(shè)計(jì)并能夠在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)； 課程目標(biāo)3 設(shè)計(jì)計(jì)算、詳細(xì)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中體現(xiàn)的創(chuàng)新之處 目標(biāo)3：使用理論創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等構(gòu)建畢業(yè)設(shè)計(jì)的路線和方案。 結(jié)合企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，應(yīng)用機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、方案分析與對(duì)比。方案可行性論證。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖紙 建模 3.3能夠進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和機(jī)械制造工藝流程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。 課程目標(biāo)4 設(shè)計(jì)中對(duì)滿足法律、環(huán)境、安全等要求的論述 目標(biāo)4：理解和分析機(jī)械項(xiàng)目的技術(shù)要求和用戶需求，考慮安全、環(huán)境、法律、經(jīng)濟(jì)因素，構(gòu)建最終技術(shù)方案并論證可行性，優(yōu)化最終設(shè)計(jì)。 進(jìn)行機(jī)電系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)和控制部分設(shè)計(jì)；機(jī)電液器件選型和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具 5.2能夠開發(fā)、選擇與使用仿真工具、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造分析軟件、及機(jī)電控制編程軟件對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝和機(jī)電控制等有關(guān)的復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和模擬，并能理解其局限性； 課程目標(biāo)5 有應(yīng)用分析軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析、模擬、仿真的內(nèi)容 目標(biāo)5：能夠利用各類軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，結(jié)構(gòu)計(jì)算，有限元仿真，模流分析、機(jī)床切削模擬等計(jì)算模擬，并對(duì)工程問題進(jìn)行分析，優(yōu)化或并與理論計(jì)算相比較，得到結(jié)果并認(rèn)識(shí)到其運(yùn)算結(jié)果只是對(duì)設(shè)計(jì)理想狀態(tài)的模擬并具有局限性。 設(shè)計(jì)說明書 圖紙 5.3能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)、文獻(xiàn)檢索工具獲取信息 課程目標(biāo)6 檢索資料 目標(biāo)6：熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、圖書館等信息資源獲得信息，使用獲得的資訊。合理使用現(xiàn)代專業(yè)軟件完成專業(yè)內(nèi)容設(shè)計(jì)。 利用知網(wǎng)等計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)工具等現(xiàn)代信息技術(shù)、文獻(xiàn)檢索工具獲取與畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的資料。開題報(bào)告、說明書使用autocad、catia完成圖紙的繪制。 畢業(yè)要求6：標(biāo)準(zhǔn)6工程與社會(huì) 6.2能夠分析評(píng)價(jià)機(jī)械工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施、生產(chǎn)過程以及復(fù)雜工程問題的解決方案對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。 課程目標(biāo)7 說明本課題對(duì)社會(huì)的影響 目標(biāo)7：通過分析和評(píng)價(jià)機(jī)械工程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施、生產(chǎn)過程對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響。 考慮項(xiàng)目實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)制造過程對(duì)生產(chǎn)企業(yè)上下游的影響，理解項(xiàng)目開發(fā)設(shè)計(jì)的社會(huì)、健康、安全、法律以及文化意義。開題報(bào)告、說明書 畢業(yè)要求7：工程與社會(huì) 環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展 7.2能夠從環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的角度，評(píng)價(jià)機(jī)械產(chǎn)品全生命周期中對(duì)環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響。 課程目標(biāo)8 本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在使用過程中能源消耗、環(huán)境影響 目標(biāo)8：具有能夠結(jié)合設(shè)計(jì)項(xiàng)目，預(yù)期環(huán)境政策和可持續(xù)發(fā)展等產(chǎn)業(yè)政策因素對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)中方案、路線及產(chǎn)品生命周期的影響并依照預(yù)期對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目做出修改的能力。 從企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目研發(fā)的角度，理解環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展等產(chǎn)業(yè)政策對(duì)設(shè)計(jì)的影響并依照發(fā)展規(guī)律對(duì)設(shè)計(jì)做出修改。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)要求10：溝通 10.2具備撰寫技術(shù)報(bào)告、設(shè)計(jì)工程圖紙、制作演示文稿等書面表達(dá)能力； 課程目標(biāo)9 書面口頭表達(dá)能力 目標(biāo)9：能通過口頭及書面方式進(jìn)行有效溝通和交流，具備撰寫技術(shù)報(bào)告、設(shè)計(jì)演示文稿、陳述發(fā)言、答辯等能力。 使用office撰寫技術(shù)報(bào)告、設(shè)計(jì)演示文稿、陳述發(fā)言、答辯。撰寫開題報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯PPT、答辯發(fā)言 10.3具具備一定的國(guó)際視野，具有英語(yǔ)聽說讀寫的基本能力，能在跨文化背景下就專業(yè)問題進(jìn)行溝通和交流。了解機(jī)械工程專業(yè)領(lǐng)域的國(guó)際技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)，理解和尊重世界不同文化的差異性和多樣性。 課程目標(biāo)10 外語(yǔ)能力、國(guó)外技術(shù)的發(fā)展 目標(biāo)10：具有使用外語(yǔ)進(jìn)行跨學(xué)科的專業(yè)技術(shù)文件翻譯、書寫的能力。并能理解不同區(qū)域、國(guó)家、文化對(duì)知識(shí)和能力的影響和要求，具有跟隨國(guó)際技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)的能力。 外文翻譯，設(shè)計(jì)說明書中英文摘要 畢業(yè)要求11項(xiàng)目管理 11.3能夠?qū)⒐こ坦芾碓?、技術(shù)經(jīng)濟(jì)決策方法應(yīng)用于機(jī)械工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)活動(dòng)中。 課程目標(biāo)11 模仿企業(yè)做項(xiàng)目的過程，寫出項(xiàng)目的設(shè)計(jì)流程、項(xiàng)目的階段管理計(jì)劃、項(xiàng)目成本核算與分析 目標(biāo)11：認(rèn)識(shí)并熟悉機(jī)械行業(yè)中一個(gè)機(jī)械工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)施流程，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中按照項(xiàng)目規(guī)劃及實(shí)施。 在說明書中增加一節(jié)，寫有關(guān)設(shè)計(jì)題目的項(xiàng)目管理、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)成本核算分析內(nèi)容。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 畢業(yè)要求12：自主學(xué)習(xí) 12.1能認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展，理解不斷學(xué)習(xí)的必要性，具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識(shí)； 課程目標(biāo)12 先進(jìn)的技術(shù)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用或論述 目標(biāo)12：理解技術(shù)進(jìn)步對(duì)知識(shí)和能力的影響和要求，具有跟蹤和識(shí)別本學(xué)科新知識(shí)發(fā)展和新研究的意識(shí)。 學(xué)習(xí)企業(yè)項(xiàng)目所需要的專業(yè)知識(shí)和能力，軟件使用能力，非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力；畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12.2具有自主學(xué)習(xí)能力，掌握自主學(xué)習(xí)的方法，能夠有效拓展知識(shí)和能力。效拓展知識(shí)和能力； 課程目標(biāo)13 為完成該設(shè)計(jì)，自學(xué)拓展了什么知識(shí)并應(yīng)用在設(shè)計(jì)中 目標(biāo)13：掌握自主獲取學(xué)科專業(yè)知識(shí)信息的方法，自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)學(xué)科專業(yè)知識(shí)和適應(yīng)社會(huì)持續(xù)發(fā)展。 使用互聯(lián)網(wǎng)、書籍、媒體學(xué)習(xí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 論文題目： 電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 李巖 學(xué)院名稱： 長(zhǎng)春工程學(xué)院國(guó)際教育學(xué)院 專業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)名稱： 機(jī)制1646 學(xué) 號(hào)： 1622421601 指導(dǎo)教師： 楊威 教師職稱: 講師 學(xué) 歷： 研究生 2020年3月1日 長(zhǎng)春工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 國(guó)際教育 學(xué)院 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 2020 屆 題 目 電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 機(jī)制1646 學(xué)生姓名 李巖 指導(dǎo)老師 楊威 任務(wù)書下發(fā)日期 2020-3-1 設(shè)計(jì)截止日期 2020-6-4 難度系數(shù) 較難 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容： 本設(shè)計(jì)的題目是：電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì) 涉及的具體內(nèi)容是：上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、裁切機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、下料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及氣動(dòng)元件選型等。 本設(shè)計(jì)的背景：目前鋰離子電池的需求量越來越大，當(dāng)前動(dòng)力電池的生產(chǎn)制備工藝還沒有較為成熟的技術(shù)。其中最為關(guān)鍵的技術(shù)是正負(fù)極片的制備，它決定了電池質(zhì)量。傳統(tǒng)的生產(chǎn)是采用木板刀模沖切，極片的邊緣會(huì)產(chǎn)生毛刺，對(duì)電池的安全性造成影響.所以在實(shí)際的生產(chǎn)中需要一款能自動(dòng)上料，傳送，切削，下料的自動(dòng)化設(shè)備，以解決電池極片制備裁切時(shí)會(huì)產(chǎn)生的這些問題。 開題報(bào)告要求：研究項(xiàng)目的意義；歷史背景；國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況；本項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)；完成設(shè)計(jì)的預(yù)計(jì)困難；完成的時(shí)間節(jié)點(diǎn)等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書要求：說明書應(yīng)包括標(biāo)題、摘要、目錄、前言、正文、結(jié)論、總結(jié)與體會(huì)、謝辭、參考文獻(xiàn)、附錄等。 正文內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)方案論證；計(jì)算部分；設(shè)備及產(chǎn)品選型；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；安裝布置設(shè)計(jì)；樣機(jī)或試件測(cè)試、方案的校驗(yàn)等（可無）。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)題目?jī)?nèi)容對(duì)應(yīng)畢業(yè)設(shè)計(jì)課程目標(biāo)情況說明 課程目標(biāo)1 在開題和說明書的完成過程中需要查找資料，收集分析判斷解決電池極片載切機(jī)的工作原理，為完成方案設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 參考文獻(xiàn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書、審題表、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)2 參與企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)，根據(jù)用戶要求提出初始設(shè)計(jì)要求和相應(yīng)查找的標(biāo)準(zhǔn)等提出多種可行方案，通過方案對(duì)比分析，模擬驗(yàn)證等確定和完成解決方案。 開題報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)3 在電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì)中，學(xué)生需要依照極片載切機(jī)設(shè)備的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用理論創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等設(shè)來完成本機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 圖紙 建模 課程目標(biāo)4 在理解和分析客戶需求和技術(shù)要求的前提下，考慮設(shè)計(jì)裝置安全保護(hù)，通過設(shè)置導(dǎo)線防護(hù)罩等裝置提高設(shè)備的安全性，同時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)因素，為客戶和生產(chǎn)廠家提供最優(yōu)設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)5 利用 CATIA或者Solidworks軟件完成產(chǎn)品的零件建模和裝配，在裝配過程中進(jìn)行干涉驗(yàn)證，對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)問題進(jìn)行分析和優(yōu)化。 設(shè)計(jì)說明書 圖紙 課程目標(biāo)6 利用知網(wǎng)等計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)工具等現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)文獻(xiàn)檢索，獲取與畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容相關(guān)的資料。 利用catia等現(xiàn)代技術(shù)工具完成圖紙的繪制，模型建立。 課程目標(biāo)7 在說明書和開題報(bào)告的完成過程中，考慮電池極片載切機(jī)電池及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的影響并給與論述，理解項(xiàng)目設(shè)計(jì)對(duì)行業(yè)的意義。 開題報(bào)告、說明書 課程目標(biāo)8 結(jié)合電池極片載切機(jī)項(xiàng)目，要考慮在設(shè)計(jì)過程中被裁切電池的型號(hào)和應(yīng)用場(chǎng)合的不同，在設(shè)計(jì)中,考慮對(duì)不同型號(hào)電池的適應(yīng)性或針對(duì)未來可能使用型號(hào)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性或模塊化設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)9 使用 office 組件撰寫技術(shù)報(bào)告，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中通過專業(yè)術(shù)語(yǔ)與指導(dǎo)教師進(jìn)行交流，闡述設(shè)計(jì)內(nèi)容，與指導(dǎo)老師交流設(shè)計(jì)不明了的地方，聽取指導(dǎo)老師指導(dǎo)。 撰寫開題報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 PPT、答辯發(fā)言 課程目標(biāo)10 翻譯與畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容切實(shí)相關(guān)的專業(yè)技術(shù)文件，文獻(xiàn)，在設(shè)計(jì)說明書撰寫過程中翻譯摘要，以準(zhǔn)確的語(yǔ)言進(jìn)行具有使用外語(yǔ)進(jìn)行跨學(xué)科的專業(yè)技術(shù)文件翻譯、書寫的能力。并能理解不同區(qū)域、國(guó)家、文化對(duì)知識(shí)和能力的影響和要求，具有跟隨國(guó)際技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、研究熱點(diǎn)的能力。 外文翻譯，設(shè)計(jì)說明書中英文摘要 課程目標(biāo)11 在說明書中專有一節(jié)，寫有關(guān)設(shè)計(jì)題目的項(xiàng)目管理、質(zhì)量管理、經(jīng)濟(jì)成本核算分析內(nèi)容。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)12 對(duì)于在設(shè)計(jì)過程中，項(xiàng)目所需要的專業(yè)知識(shí)和能力，軟件使用能力，非標(biāo)自動(dòng)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 課程目標(biāo)13 使用互聯(lián)網(wǎng)、書籍、媒體學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)或查找相關(guān)資料，自主學(xué)習(xí)，提高自身專業(yè)業(yè)務(wù)水平 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，設(shè)計(jì)成果 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要設(shè)計(jì)要求與技術(shù)參數(shù): 2A正極片參數(shù)為:320×120×2mm 電池極片載切機(jī)需要滿足的主要技術(shù)參數(shù)如下： 1.電源：?jiǎn)蜗郃C220V/50HZ 2.氣壓源：≥0.6MPa 3.設(shè)備尺寸(L×W×H)：980×700×1300mm 4.沖切精度：±0.1mm 5.沖切速度：3.0片/min 6.毛刺：〈0.01m 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的成果要求: 方案設(shè)計(jì)合理、可行、經(jīng)濟(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊；元件選擇正確、合理；在設(shè)計(jì)中要進(jìn)行傳動(dòng)計(jì)算、功率分析、效率計(jì)算、強(qiáng)度驗(yàn)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中要廣泛查閱有關(guān)資料、圖冊(cè)、綜合應(yīng)用。 開題報(bào)告1份（3000字以上）；英文翻譯一篇，要求；原文單詞3000字以上，并且有明確的文獻(xiàn)出處；設(shè)計(jì)說明書1份（1.5萬(wàn)字以上）；總圖量折合3張A0圖紙，其中手繪一張；將所有設(shè)計(jì) 資料電子版刻制成一張光盤。 主要參考文獻(xiàn)： [1] 孫志禮，冷興聚，魏嚴(yán)剛等主編. 機(jī)械設(shè)計(jì) 沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社 2000 [2]王積偉 液壓與氣壓傳動(dòng) 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 [3] 劉希恭 模具、工裝夾具制造實(shí)用技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.9 [4]趙東林 國(guó)內(nèi)外鋰離子動(dòng)力電池極片制造專用設(shè)備的新進(jìn)展[J]新材料產(chǎn)業(yè) 2006 [5]林曉聰 聚合物鋰離子電池[M]化學(xué)工業(yè)出版社 2007 [6]王旭 電池極片軋制與分切設(shè)備的控制系統(tǒng)研究[D] 河北工業(yè)大學(xué) 2013　 [7]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社 [8]吳振順.液壓傳動(dòng)與控制[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995 [9]張建民．機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2007 [10]彭文生，李志明，黃華梁．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2002． 任務(wù)書編制教師（簽章）： 2020年 3 月 1 日 教研室審核意見: 教研室主任(簽章): 2020 年 3 月 1 日 學(xué)院審核意見: 學(xué)院院長(zhǎng)(簽章): 2020 年 3 月 1 日 備注 注：任務(wù)書中的數(shù)據(jù)、圖表及其他文字說明可作為附件附在任務(wù)書后面，并在主要要求中標(biāo)明：“見附件” CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 開題報(bào)告 設(shè)計(jì)題目： 電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 李巖 　 學(xué)院名稱： 　長(zhǎng)春工程學(xué)院國(guó)際教育學(xué)院 專業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)名稱： 　機(jī)制1646班 　 學(xué) 號(hào)： 1622421601 指導(dǎo)教師： 楊威 　 　 教師職稱: 講師 　 　 學(xué) 歷： 研究生 　 　　 2020年3月 13日 １、課題論證 1.1課題研究的目的與意義 伴隨著新能源汽車的不斷發(fā)展，作為新能源汽車產(chǎn)品中最重要的部件—鋰離子電池的需求量也越來越大，當(dāng)前動(dòng)力電池的生產(chǎn)工藝還沒有較為成熟的技術(shù)，在可靠性、連續(xù)化、一致性、無污染等方面生產(chǎn)工藝正在不斷升級(jí)，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)是正負(fù)極片的制備，它決定了電池質(zhì)量。 所以此次設(shè)計(jì)的目的是在于在實(shí)際的生產(chǎn)中制造一款能自動(dòng)上料，傳送，切削，下料的自動(dòng)化設(shè)備，以解決電池極片制備裁切時(shí)會(huì)產(chǎn)生的一些問題。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生能夠熟練運(yùn)用 2D 軟件(AutoCAD)或 3D 軟件進(jìn)行上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、裁切機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、下料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及氣動(dòng)元件設(shè)計(jì)，通過本設(shè)計(jì)可以掌握非標(biāo)生產(chǎn)裝備的設(shè)計(jì)過程。 此外，在設(shè)計(jì)中可培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程問題的能力，使學(xué)生在、編寫技術(shù)文件、查閱文獻(xiàn)和三維設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用能力方面受到一次綜合訓(xùn)練，最終達(dá)到畢業(yè)要求所要求達(dá)到的能力。 1.2文獻(xiàn)綜述（相關(guān)課題國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀） 1、電池極片載切機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，鋰離子電池極片裁切工藝主要采用以下三種： （1）圓盤剪分切，（2）模具沖切，（3）激光切割。 我們此次研究的方向傾向于模具沖切，所以只介紹模具沖切這種電池極片的裁切工藝。 鋰離子電池極片的模切工藝又分為兩種： （1）木板刀模沖切，鋒利的刀刃安裝在木板上，一定壓力作用下將刀刃切開極片。這種工藝模具簡(jiǎn)單，成本低，但是沖切品質(zhì)不易控制，目前逐步被淘汰。 （2）五金模具沖切，利用沖頭和下刀模極小的間隙對(duì)極片進(jìn)行裁切，如圖2所示。涂層顆粒通過粘結(jié)劑連接在一起，在沖切工藝過程中，在應(yīng)力作用下涂層顆粒之間剝離，金屬箔材發(fā)生塑形應(yīng)變，達(dá)到斷裂強(qiáng)度之后產(chǎn)生裂紋，裂紋擴(kuò)展分離，金屬箔材斷裂分離過程如圖3所示。金屬材料沖切件的斷面分為４個(gè)部分：塌角、剪切帶、斷裂帶和毛刺。斷面的剪切帶越寬，塌角及毛刺高度越小，沖切件的斷面質(zhì)量也就越高。 　　2、電池極片載切機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) （1）電池極片制造設(shè)備近年來發(fā)展異常迅速，發(fā)展方向基本上是專用化、全自動(dòng)和高精度三個(gè)方面。 具體可歸為以下幾點(diǎn): 1、將電池的制造工藝技術(shù)、參數(shù)融入到設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造之中，使設(shè)備真正成為保障電池生產(chǎn)廠獨(dú)特工藝技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的專機(jī)。 2、由于動(dòng)力電池制造過程中電池極片的產(chǎn)量很大，對(duì)極片生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化和高效率提出了更高的要求。 3、由于動(dòng)力電池多為成組使用，電池一致性要求高，對(duì)電池極片制造設(shè)備的使用穩(wěn)定性和精度要求更高，投料后保證極片產(chǎn)品的批次穩(wěn)定性。 4、對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)的安全性、防爆性能和三廢排放將有更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。 5、在更換電池規(guī)格時(shí)，設(shè)備應(yīng)便于調(diào)整，同時(shí)，便于維修和維護(hù)。 1.3課題研究的內(nèi)容、總體方案及技術(shù)路線、進(jìn)度安排等 1、設(shè)計(jì)內(nèi)容： 課題來源于與吉林省德力材料工程有限公司合作研發(fā)的電池極片載切機(jī)工裝項(xiàng)目。目前鋰離子電池的需求量越來越大，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)是正負(fù)極片的制備，它決定了電池質(zhì)量。傳統(tǒng)的生產(chǎn)是采用木板刀模沖切，極片的邊緣會(huì)產(chǎn)生毛刺，對(duì)電池的安全性造成影響.所以在實(shí)際的生產(chǎn)中需要一款能自動(dòng)上料，傳送，切削，下料的自動(dòng)化設(shè)備，以解決電池極片制備裁切時(shí)會(huì)產(chǎn)生的這些問題。 參考的待加工產(chǎn)品零件圖 2、設(shè)計(jì)要求： 2A正極片參數(shù)為:320×120×2mm 電池極片載切機(jī)需要滿足的主要技術(shù)參數(shù)如下： 1.電源：?jiǎn)蜗郃C220V/50HZ 2.氣壓源：≥0.6MPa 3.設(shè)備尺寸(L×W×H)：980×700×1300mm 4.沖切精度：±0.1mm 5.沖切速度：3.0片/min 6.毛刺：〈0.01m 3、 總體方案設(shè)計(jì)： 為了滿足以上的設(shè)計(jì)要求，我采用了主要由送料機(jī)構(gòu)、上料機(jī)構(gòu)、裁切模具等幾部分組成的電池極片載切機(jī)。送料主要有1.吸盤裝置吸起電池2.吸盤將電池放到傳送帶上3.電池被傳送到裁切模具上等以上幾個(gè)步驟，通過更加細(xì)致的設(shè)計(jì)使系統(tǒng)更加的簡(jiǎn)單可靠。上料機(jī)構(gòu)則采用感應(yīng)器和絲杠螺桿配合使用來實(shí)現(xiàn)上料過程的準(zhǔn)確性和即時(shí)性。裁切模具采用了氣缸、滑桿和導(dǎo)柱配合來實(shí)現(xiàn)下刀的精準(zhǔn)定位以及刀具撤離時(shí)的及時(shí)，不會(huì)使刀具磨損過快。 　 參考的電池極片載切機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖 4、技術(shù)路線； （1）明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集有關(guān)資料。 （2）電池極片載切機(jī)傳動(dòng)方案制定。 （3）載切機(jī)上下料移動(dòng)機(jī)構(gòu)方案制定。 （4）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)選型。 （5）三維建模，校驗(yàn)、修改并完善。 （6）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，完成技術(shù)圖紙。 5. 進(jìn)度計(jì)劃　 　 時(shí)間 　　　　　　　　　　　　設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 第1周 分析、查閱資料，熟悉設(shè)備技術(shù)要求、背景，學(xué)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，做好前期準(zhǔn)備工作。 第2周 撰寫開題報(bào)告 和外文翻譯。準(zhǔn)備開題報(bào)告答辯PPT 第3-4周 總體方案設(shè)計(jì)，方案草圖繪制，并進(jìn)行電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì)的有關(guān)切削力計(jì)算，對(duì)電池極片載切機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，確定總體尺寸。完成電機(jī)等外購(gòu)件型號(hào)初選。 第5周 繪制電池極片載切機(jī)結(jié)構(gòu)草圖，計(jì)算并校核有關(guān)尺寸。 第6-8周 三維設(shè)計(jì) 氣動(dòng)和電控設(shè)計(jì) 第9周 三維設(shè)計(jì)，繪制一張Ａ0的裝配圖。 第10周 二維工程圖設(shè)計(jì)，手繪一張Ａ1的圖。計(jì)算機(jī)3張Ａ0的零件圖。 第11周 檢查設(shè)計(jì)，撰寫說明書，修改設(shè)計(jì)圖紙。 第12周 整理編寫設(shè)計(jì)說明書，交指導(dǎo)老師審定，制作答辯提綱，設(shè)計(jì)定稿，打印，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 第13周 進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 1.4 注意存在的問題　　　 　　 (1) 、傳統(tǒng)刀模沖壓過程中會(huì)對(duì)極片引入機(jī)械應(yīng)力，產(chǎn)生毛刺、掉粉和露白等一系列安全問題。 (2)、刀模易磨損，需要定期打磨或者更換，影響連續(xù)性生產(chǎn)。 (3)、對(duì)非標(biāo)產(chǎn)品設(shè)計(jì)不了解。 (4)、考慮到極板型號(hào)不同，送料裝置進(jìn)給距離需要調(diào)整，吸盤吸力的大小也需要調(diào)整。能滿足加工不同的電池極板。 1.5 參考文獻(xiàn)　　　　 [1]李俊杰、劉宇斐.動(dòng)力鋰離子電池激光切片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì).機(jī)電信息，2015，（438）：146 [2]鄧永麗、李慶，黃學(xué)杰. 鋰離子動(dòng)力電池極片的激光切割分析.中國(guó)光學(xué)，2018，（11）：975 [3]龐國(guó)安，岳喜順.基于PC/104與PLC的激光切割機(jī)控制器設(shè)計(jì).組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2010(10)：41 [4]郭言東. 汽車動(dòng)力電池極片切割工藝與裝備.汽車制造業(yè)， 2012，（8）：48 [5]徐海峰，許成.電池極片光纖激光切割工藝.汽車制造業(yè),2010，（3）：58 　　[6]黎利華,陳超艷，鐘亮. 降低真空吸盤型機(jī)械手掉件故障策略探討.物流技術(shù),2019，（1）：130 [7] 蒲良貴. 機(jī)械原理.北京：高等教育出版社.2006 [8]許燕茹. 機(jī)械制造工藝及精密加工技術(shù)研究.建材與裝飾，2020，（1）：220 [9]董燕.　淺析現(xiàn)代機(jī)械制造加工新技術(shù).中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2019，（14）：37 [10]姜帆、楊振宇、何佳兵.　自動(dòng)裝配設(shè)備的總體設(shè)計(jì),機(jī)電工程技術(shù)，2011,(07)：131 [11] Peter Rauscher a , Michael Schlosser a , Thomas Pinder a , Christoph Leyens a,b，Peter Rauscher a , Michael Schlosser a , Thomas Pinder a , Christoph Leyens a,b. Fast Laser Cutting of Thin Metal， Andreas Wetzig et al. / Procedia Manufacturing 29 (2019)： 369 2、答辯組論證結(jié)論 （1）方案可行，技術(shù)路線清晰 □ （2）方案可行，技術(shù)路線基本清晰 □ （3）方案基本可行，技術(shù)路線不很清晰 □ （4）方案和技術(shù)路線不很清晰 □ （5）方案和技術(shù)路線不清晰 □ 3、指導(dǎo)教師意見： 教研室主任意見： 指導(dǎo)教師（簽名）： 教研室主任（簽名）： 年 月 日 年 月 日 CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì) Design of Battery Pole Chip Cutting Machine 設(shè)計(jì)題目： 電池極片載切機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 李 巖 學(xué)院名稱： 國(guó)際教育學(xué)院 專業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)名稱： 機(jī)制1646班 學(xué) 號(hào)： 1622421601 指導(dǎo)教師： 楊威 教師職稱： 講師 完成時(shí)間： 2020年6月1日 2020 年 6月 1日 摘 要 隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極大促進(jìn)了動(dòng)力鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展，極片作為動(dòng)力鋰離子電池的主體，其質(zhì)量直接影響著電池的性能，傳統(tǒng)的人工裁切效率低下且易出現(xiàn)漏切情況，極大的制約著鋰離子電池的自動(dòng)化生產(chǎn)制造效率，因此本課題設(shè)計(jì)了自動(dòng)化鋰離子電池極片裁切機(jī)裝置，此機(jī)械裝置的投入使用將大大提高極片的裁切效率、裁切精度和裁切可靠性。本設(shè)計(jì)在滿足極片裁切工藝要求的前提下提出了整個(gè)自動(dòng)化裝置的工作原理，本文電池極片載切機(jī)劃分為四個(gè)具體設(shè)計(jì)模塊：上料系統(tǒng)，送料系統(tǒng)，裁切系統(tǒng)和下料系統(tǒng)；提出了電池極片載切機(jī)的總體方案，并對(duì)裁切機(jī)系統(tǒng)中的主要構(gòu)件，如裁切氣缸、極片吸盤、下料系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)和傳送帶裝置進(jìn)行了選型計(jì)算和校核；對(duì)電池極片載切機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建模工作，分別完成了對(duì)載切機(jī)中工作臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模，對(duì)上料系統(tǒng)中的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模，對(duì)送料系統(tǒng)中的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模，對(duì)裁切系統(tǒng)中的裁切結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模，還有對(duì)下料系統(tǒng)中的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算校核工作。在保證機(jī)械系統(tǒng)作業(yè)功能的基礎(chǔ)上確定了電池極片載切機(jī)的結(jié)構(gòu)方案。本文設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)可達(dá)到加工實(shí)際應(yīng)用的目的，為鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化與自動(dòng)化生產(chǎn)奠定了實(shí)踐基礎(chǔ)。 關(guān) 鍵 詞 鋰離子電池；極片載切機(jī)；自動(dòng)化；機(jī)械設(shè)計(jì) Abstract With the development of new energy vehicle industry, the development of power lithium-ion battery industry has been greatly promoted. As the main body of power lithium-ion battery, the quality of the pole directly affects the performance of the battery. The traditional manual cutting efficiency is low and it is easy to miss cutting, which greatly restricts the automatic production and manufacturing efficiency of lithium-ion battery. Therefore, this project designs an automatic lithium-ion battery The use of the device will greatly improve the efficiency, accuracy and reliability of the cutting. In this design, the working principle of the whole automatic device is put forward on the premise of meeting the cutting process requirements. In this paper, the battery pole cutting machine is divided into four specific design modules: feeding system, feeding system, cutting system and cutting system. The overall scheme of the battery pole cutting machine is put forward, and the main components of the cutting machine system, such as cutting cylinder, pole sucker The motor and conveyor belt of the blanking system are selected, calculated and checked; the structure design and modeling of the battery pole cutting machine are carried out, and the design and modeling of the workbench structure in the cutting machine, the design and modeling of the transmission structure in the feeding system, the design and modeling of the transmission structure in the feeding system and the design and modeling of the cutting structure in the cutting system are completed respectively And the calculation and verification of the transmission structure in the blanking system. On the basis of ensuring the operation function of the mechanical system, the structure scheme of the battery pole cutting machine is determined. The cutting machine designed in this paper can achieve the purpose of practical application and lay a practical foundation for the industrialization and automatic production of lithium-ion batteries. Keywords: Lithium ion battery; electrode cutting machine; automation; mechanical design 目 錄 目 錄 1 1. 前言 1 1.1 背景 1 1.2 設(shè)計(jì)的目的和意義 2 1.3 鋰電池及其發(fā)展 4 1.4 電池極片載切機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 5 1.5 電池極片載切機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 5 2. 電池極片載切機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)方案 5 2.1 設(shè)計(jì)軟件 5 2.2 設(shè)計(jì)要求 6 3. 電池極片載切機(jī)工作原理 6 3.1 上料總成工作原理： 7 3.2 送料機(jī)構(gòu)工作原理： 8 3.3 裁切模具工作原理： 9 3.4 下料機(jī)構(gòu)工作原理： 9 3.5 本章小結(jié) 10 4. 總體方案設(shè)計(jì)及主要部件選型計(jì)算 10 4.1 電池極片載切機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 10 4.2 裁切模具氣缸選型 11 4.3 送料機(jī)構(gòu)吸盤的計(jì)算選型 16 4.4 皮帶接駁組件電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選型 23 4.5 皮帶接駁組件中傳送帶裝置的計(jì)算校核 26 4.6本章小結(jié) 31 5. 電池極片載切機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建模 32 5.1載切機(jī)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 5.2上料總成傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 5.3送料機(jī)構(gòu)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33 5.4裁切模具裁切結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 34 5.5皮帶接駁組件傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35 5.6本章小結(jié) 36 6. 總結(jié) 36 參考文獻(xiàn) 36 致 謝 38 1. 前言 1.1 背景 隨著社會(huì)與科技的發(fā)展，世界各國(guó)在21世紀(jì)都發(fā)生了巨大的變化，共同朝著智能科技化時(shí)代前進(jìn)，而能源一直是各國(guó)研發(fā)的重點(diǎn)。在世界范圍內(nèi)，我國(guó)人口占了相當(dāng)大的比例，而這也意味著我國(guó)能源消耗巨大。各國(guó)都積極研究這新型環(huán)保能源，希望能以此來代替我們平時(shí)用的太陽(yáng)能、風(fēng)能、天然氣以及石油等，進(jìn)而解決能源不足產(chǎn)生的潛在危機(jī)。此外，隨著科技研發(fā)與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，目前國(guó)內(nèi)汽車品牌越來越多，而汽車的整體價(jià)格也逐漸拉低，我國(guó)汽車品牌數(shù)已經(jīng)達(dá)到世界第一，而19年上半年國(guó)內(nèi)汽車的總量已達(dá)到2.5億輛，不計(jì)算其他機(jī)動(dòng)車型，國(guó)內(nèi)由于汽車尾氣的污染使得環(huán)境十分惡劣，但是國(guó)內(nèi)汽車數(shù)量增加的趨勢(shì)是不可阻擋的，因此新能源汽車陸續(xù)誕生，其主要是通過電池發(fā)電驅(qū)動(dòng)或通過油電混合來提供汽車動(dòng)力。而作為新能源汽車的動(dòng)力來源，對(duì)鋰電池的研究便十分重要。 而目前在鋰電池的開發(fā)研究中，日本為于主要研究國(guó)家，其汽車品牌豐田以及電器品牌松下等公司已經(jīng)進(jìn)行大量資金投入。早在2010年，日本的基于鋰電池研發(fā)的新能源汽車就已經(jīng)投入市場(chǎng)，并有了不錯(cuò)的反響[1]。而現(xiàn)在，在世界范圍內(nèi)，日本的企業(yè)在鋰電池的技術(shù)研究工作也占據(jù)最多。其中東風(fēng)日產(chǎn)、豐田以及松下位列該技術(shù)前三名。在申請(qǐng)專利上，關(guān)于鋰電池以及新能源的專利申請(qǐng)量，中國(guó)在前十排名中依然占據(jù)少數(shù)。對(duì)于美國(guó)來說，其在本世紀(jì)初，國(guó)家就已經(jīng)為相關(guān)的企業(yè)給與了高額貸款來發(fā)展其國(guó)內(nèi)的電動(dòng)車以及新能源研發(fā)。而德國(guó)在2009年，批準(zhǔn)了超過3.6億歐元的研發(fā)費(fèi)用，來實(shí)現(xiàn)其電動(dòng)汽車的研究工作。相對(duì)于國(guó)外，我國(guó)的鋰電池研發(fā)較晚，但是由于863計(jì)劃成立了新能源電動(dòng)汽車的專項(xiàng)計(jì)劃，國(guó)家大力扶持相關(guān)企業(yè)，為其投入了大量的財(cái)力物力以快速發(fā)展我國(guó)的鋰電池研發(fā)技術(shù)。 雖然我國(guó)的鋰電池技術(shù)快速發(fā)展，但是這也導(dǎo)致了其中存在一些問題，比如鋰電池在高精密領(lǐng)域存在著一些難題使得，限制了其進(jìn)一步發(fā)展。在國(guó)內(nèi)研究的初期，我國(guó)在鋰電池的材料研究以及電池制造方面取得了很大的進(jìn)步，這也使得我國(guó)在世界鋰電池研究生產(chǎn)上的位置更加靠近其他國(guó)家。我國(guó)在鋰電池的研發(fā)制造技術(shù)領(lǐng)域是由逆向工程慢慢向自主創(chuàng)新發(fā)展的，相關(guān)的應(yīng)用類型也由初步的小型設(shè)備供電慢慢發(fā)展為動(dòng)力及儲(chǔ)能技術(shù)類型，多年來，我國(guó)依然變?yōu)榱虽囯姵丶夹g(shù)領(lǐng)域的制造強(qiáng)國(guó)，在國(guó)內(nèi)的鋰電池相關(guān)產(chǎn)業(yè)也有最開始的寥寥無幾發(fā)展成了現(xiàn)有的數(shù)百家，并在世界的市場(chǎng)占有率達(dá)到了52%。 而隨著工業(yè)化自動(dòng)化的日益發(fā)展，國(guó)內(nèi)增加了許多鋰電池的自動(dòng)化生產(chǎn)制造機(jī)器逐漸的代替了手工的勞動(dòng)生產(chǎn)方式。由于自動(dòng)化技術(shù)的操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)快捷等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)開始重視并使用自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，這也是進(jìn)一步加快了鋰電池技術(shù)的發(fā)展步伐。然而由于我國(guó)的相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)起步較晚，因此鋰電池的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備依舊需要從國(guó)外引進(jìn)，這也消耗了相當(dāng)大的資金，此外也使得在機(jī)器維護(hù)上并不能有很好的技術(shù)支持，對(duì)我國(guó)鋰電池行業(yè)具有不良的影響，而且并不能滿足當(dāng)前我國(guó)鋰電池市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的實(shí)際需求。 鋰電池作為新能源汽車的核心動(dòng)力來源，其便捷性質(zhì)同時(shí)也存在嚴(yán)重的續(xù)航差、電池互換性不好的特點(diǎn)。這限制了目前新能源汽車的發(fā)展。在鋰電池中，極片的作用至關(guān)重要，而高質(zhì)量的極片是優(yōu)質(zhì)鋰電池的保障，而當(dāng)前動(dòng)力電池的生產(chǎn)制備工藝還沒有較為成熟的技術(shù)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)是采用木板刀模沖切，極片的邊緣會(huì)產(chǎn)生毛刺，對(duì)電池的安全性造成影響。所以在實(shí)際的生產(chǎn)中需要一款能自動(dòng)上料，傳送，切削，下料的自動(dòng)化設(shè)備。本文將基于這些問題進(jìn)行一種電池極片載切機(jī)的研究設(shè)計(jì)。 1.2 設(shè)計(jì)的目的和意義 近年來，磷酸鐵鋰電池發(fā)展前景及其廣闊，行業(yè)市場(chǎng)中各個(gè)鋰離子電池生產(chǎn)廠家和各類生產(chǎn)鋰電池的大中小微型生產(chǎn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈。伴隨著磷酸鐵鋰電池越來越多的應(yīng)用于各行各業(yè)中，鋰離子電池的需求量也越來越大，特別是在手機(jī)電腦、電動(dòng)車、新能源汽車等行業(yè)的深入推廣，鋰電池行業(yè)的研發(fā)速度加快，研發(fā)程度愈來愈深。 圖1.1 2011-2018年中國(guó)鋰電池產(chǎn)量規(guī)模 圖1.2 2011-2018年中國(guó)動(dòng)力鋰電池設(shè)備規(guī)模 目前，我國(guó)生產(chǎn)的磷酸鐵鋰電池年產(chǎn)量在萬(wàn)噸左右，可見未來幾年仍將保持高速增長(zhǎng)。鋰電池的發(fā)展影響到儲(chǔ)能等新能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)變革，關(guān)系到我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)的發(fā)展，隨著國(guó)家環(huán)保的深入開展，未來幾年中國(guó)鋰電池行業(yè)發(fā)展規(guī)模會(huì)越來越大。 目前投入在市場(chǎng)應(yīng)用的電池極片載切機(jī)設(shè)備種類紛紜，但是設(shè)備的集成性普遍不高，進(jìn)而對(duì)裁切加工的加工效率造成了掣肘效果，尤其是很多現(xiàn)有的裁切設(shè)備還需要人工地進(jìn)行上料及送料，這樣大大降低了機(jī)械加工的自動(dòng)化性能，且容易對(duì)操作員造成傷害，使機(jī)械的安全性大大降低。因此，電池極片裁切機(jī)目前亟需更新升級(jí)，使其擁有更高的集成性、安全性及自動(dòng)化性能。 本文所設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)設(shè)備擁有上料系統(tǒng)，送料系統(tǒng)，裁切系統(tǒng)和送給系統(tǒng)等系統(tǒng)，進(jìn)而可以獨(dú)自完成設(shè)備對(duì)目標(biāo)工件由部件毛坯到成型工件的加工過程。本設(shè)計(jì)擁有較高的集成效果，并在作業(yè)過程中可以自動(dòng)地完成對(duì)工件在不同工位間的傳遞與抓取等動(dòng)作，相較于現(xiàn)有的裁切設(shè)備，擁有更卓越的加工性能。本設(shè)計(jì)不僅可以為電池極片加工工廠實(shí)現(xiàn)更高的加工效益，還可以為相類似的工業(yè)加工機(jī)械的設(shè)計(jì)制造提供設(shè)計(jì)改良思路。 1.3 鋰電池及其發(fā)展 1.3.1 鋰電池概述 1990年日本索尼公司研發(fā)出了鋰離子電池，鋰離子電池是把鋰離子放進(jìn)碳中作為負(fù)極使用，索尼公司的這項(xiàng)技術(shù)取代了原本的鋰電池用金屬鋰或者鋰合金做負(fù)極的傳統(tǒng)。鋰離子電池的負(fù)極材料主要是石油焦炭和石墨，既能夠保持鋰電池的高比能量和高比功率的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，鋰電池在工作時(shí)，鋰離子在碳負(fù)極的進(jìn)入-退出過程中免于了鋰電池電極上的沉積和溶解過程，避免了電池負(fù)極表面生成鋰離子的附著物的問題，從而使電池的安全性有了顯著地提高。 1.3.2 鋰電池的優(yōu)勢(shì) 1、鋰離子相比于其他儲(chǔ)能電池體積更小，重量更輕； 2、鋰電池相比于其他儲(chǔ)能電池在同樣條件下使用壽命更長(zhǎng)，一般壽命基本都在4至5年左右； 3、鋰離子電池相比于其他儲(chǔ)能電池有出色的耐高溫性能：鋰電池?zé)岱逯悼蛇_(dá)350~500℃； 4、鋰離子電池相比于其他儲(chǔ)能電池具有快速充電的性能：可大電流2C快速充放電，在專用充電器下1.5C充電40分鐘內(nèi)即可將電池充滿； 5、鋰離子電池相比于其他儲(chǔ)能電池更加安全可靠：鋰電池已經(jīng)經(jīng)過了嚴(yán)格的安全測(cè)試，即使在劇烈的碰撞中也不會(huì)產(chǎn)生爆炸； 6、鋰離子電池相比于其他儲(chǔ)能電池具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)，是綠色環(huán)保電池； 7、鋰離子電池相比于其他儲(chǔ)能電池沒有記憶效應(yīng)，可以隨沖隨用，無需先放掉全部的電量再充電； 8、鋰離子電池相比于其他儲(chǔ)能電池使用性能好，動(dòng)力強(qiáng)勁，能快速充電快速放電。 1.3.3 電池極片載切機(jī)介紹 鋰離子電池的現(xiàn)在的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來發(fā)展趨勢(shì)的前景非常廣闊這是毋庸置疑的，那么作為鋰離子電池的最關(guān)鍵部分之一的電池極片的重要性也就不必刻意強(qiáng)調(diào)了。電池極片載切機(jī)作為電池極片的載切機(jī)械，它的市場(chǎng)規(guī)模是及其廣闊的，而且他的市場(chǎng)規(guī)模也是隨著全世界鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大而不斷擴(kuò)大的。本文所設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)設(shè)備擁有上料系統(tǒng)，送料系統(tǒng)，裁切系統(tǒng)和送給系統(tǒng)等系統(tǒng)，進(jìn)而可以獨(dú)自完成設(shè)備對(duì)目標(biāo)工件由部件毛坯到成型工件的加工過程。本設(shè)計(jì)擁有較高的集成效果，并在作業(yè)過程中可以自動(dòng)地完成對(duì)工件在不同工位間的傳遞與抓取等動(dòng)作，相較于現(xiàn)有的裁切設(shè)備，擁有更卓越的加工性能。 1.4 電池極片載切機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著經(jīng)濟(jì)全球化的飛速前進(jìn)和全球?qū)τ谀茉吹男枨蟛粩嗯蛎洠滦蛢?chǔ)存能源的儲(chǔ)能裝置已經(jīng)受到全國(guó)乃至全球新能源行業(yè)以及相關(guān)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。鋰離子電池是目前已知的綜合性能最好的電池體系，具有體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)、能夠耐高溫、快速充電等性能。并因此迅速成為了最新型的儲(chǔ)能電源熱點(diǎn)，廣泛用于手機(jī)電腦、數(shù)碼相機(jī)、車用動(dòng)力電池、航天航空等領(lǐng)域。所以在鋰電池高速發(fā)展的今天，作為鋰電池里最關(guān)鍵部分之一的電池極片，它的載切機(jī)械——電池極片載切機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生。并且電池極片載切機(jī)也朝向著專用化、全自動(dòng)化和高精度等方面發(fā)展。 1.5 電池極片載切機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 目前電池極片制造設(shè)備朝著專用化、全自動(dòng)和高精度三個(gè)方向發(fā)展的異常迅速，具體可歸為以下幾點(diǎn): 1、將傳統(tǒng)的電池制造工藝技術(shù)、參數(shù)與設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造向交融，使電池極片制造設(shè)備能夠成為將電池生產(chǎn)廠的制造工藝技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的專用機(jī)械； 2、鋰電池制造過程中需要大量的電池極片，這就需要電池極片載切設(shè)備具有自動(dòng)化和高效率； 3、鋰電池都是成組使用，對(duì)于電池一致的要求很高，需要電池極片制造設(shè)備使用時(shí)具有更高的穩(wěn)定性和精度，制造過程中保證每批次電池極片的穩(wěn)定性相差不大； 4、電池極片制造設(shè)備需要針對(duì)安全性、防爆性能和三廢排放將有更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)； 5、在電池極片制造設(shè)備需要制造其他規(guī)格的電池時(shí)，更換電池的規(guī)格時(shí)，設(shè)備應(yīng)便于調(diào)整，同時(shí)，便于維修和維護(hù)。 目前，我國(guó)每年生產(chǎn)的鋰電池在萬(wàn)噸左右，以后仍將高速增長(zhǎng)。鋰電池影響到儲(chǔ)能等新能源領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)變革，關(guān)系到我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)的發(fā)展，隨著國(guó)家環(huán)保的深入開展，未來幾年中國(guó)鋰電池行業(yè)發(fā)展規(guī)模會(huì)越來越大。工藝生產(chǎn)中的電池極片載切機(jī)要求越來越多，因人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品要求的高精度與自動(dòng)化。 2. 電池極片載切機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)方案 2.1 設(shè)計(jì)軟件 目前市場(chǎng)上主流的二維三維軟件有Auto-CAD、UG-NX、Pro-E、SolidWorks、Creo、CATIA。其主要用途如下： 1. Auto-CAD：主要用于工業(yè)設(shè)計(jì)中，像工藝管道儀表流程，機(jī)械，建筑，電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及完成其相應(yīng)的加工圖紙。 2. UG-NX：適合在模具設(shè)計(jì)，尤其是注塑模具設(shè)計(jì)時(shí)使用。 3. PRO-E：適合在電子產(chǎn)品和日用品等行業(yè)使用。現(xiàn)在升級(jí)到了Creo，實(shí)際上都是PTC公司的產(chǎn)品，是由PRO- E 5.0升級(jí)而來。 4. CATIA：用于機(jī)械、航空等行業(yè)，設(shè)計(jì)人員使用非常廣泛。 5. SolidWorks：用于機(jī)械設(shè)計(jì)和設(shè)備自動(dòng)化的設(shè)計(jì)。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇了二維的設(shè)計(jì)軟件Auto-CAD繪制機(jī)械工程圖和三維軟件CATIA進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。 2.2 設(shè)計(jì)要求 鋰電池的加工過程比較繁雜，其由若干個(gè)工藝步驟所組成的。在制造鋰電池的過程中，極片制造過程是電池制造中最為重要的加工過程之一。在電池極片制造中的每一道工序分別含有若干關(guān)鍵工藝，其中的每一個(gè)加工步驟都會(huì)對(duì)所加工出的鋰電池的性能造成一定的影響。 2A正極片參數(shù)為:320×120×2mm 電池極片載切機(jī)需要滿足的主要技術(shù)參數(shù)如下： 1、 電源：?jiǎn)蜗郃C220V/50HZ 2、 氣壓源：≥0.6MPa 3、 設(shè)備尺寸(L×W×H)：980×700×1300mm 4、 沖切精度：±0.1mm 5、 沖切速度：3.0片/min 6、 毛刺：〈0.01m 3. 電池極片載切機(jī)工作原理 電池極片載切機(jī)的功能是將鋰電池的電池極片裁切整齊。本文所設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)主要由上料系統(tǒng)，送料系統(tǒng)，裁切系統(tǒng)和下料系統(tǒng)共四個(gè)主要系統(tǒng)構(gòu)成。電池極片載切機(jī)中的上料系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)將電池極片毛坯運(yùn)送到電池極片載切機(jī)的加工傳遞的最初位置，進(jìn)而可以使送料系統(tǒng)接收到所上料的毛坯部件。電池極片載切機(jī)中的送料系統(tǒng)負(fù)責(zé)將被上料系統(tǒng)送來的極片部件毛坯進(jìn)一步運(yùn)送到裁切系統(tǒng)位置，以供電池極片載切機(jī)對(duì)部件毛坯進(jìn)行裁切作業(yè)。電池極片載切機(jī)中的裁切系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成對(duì)被送料系統(tǒng)送來的電池極片部件毛坯完成裁切加工，完成部件材料由毛坯轉(zhuǎn)變?yōu)槌尚筒考募庸み^程。電池極片載切機(jī)中的下料系統(tǒng)負(fù)責(zé)將裁剪完成的工件送離裁剪系統(tǒng)位置，從而完成下料過程。其主要工作原理如圖3.1所示。 圖3.1 電池極片載切機(jī)工作原理圖 3.1 上料總成工作原理： 電池極片載切機(jī)中的上料總成主要包括上料電動(dòng)機(jī)，上料同步帶，同步帶固定夾片，上料導(dǎo)向柱，與導(dǎo)向柱另一端固定的放料板和料倉(cāng)等部件，如圖所示3.2，在電池極片載切機(jī)進(jìn)行上料過程中，上料電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)與電動(dòng)機(jī)輸出端相聯(lián)的上料同步帶運(yùn)動(dòng)，固定于同步帶上的同步帶固定夾片一起運(yùn)動(dòng)，由于上料導(dǎo)向柱與同步帶夾片固定，進(jìn)而使導(dǎo)向柱沿導(dǎo)向方向進(jìn)給，從而使位于導(dǎo)向柱另一端的放料板完成對(duì)板料工件的上料作業(yè)過程。 圖3.2 電池極片載切機(jī)的上料總成 3.2 送料機(jī)構(gòu)工作原理： 電池極片載切機(jī)中的送料系統(tǒng)主要包括電池極片吸盤裝置，送料滑塊機(jī)構(gòu)，送料導(dǎo)軌，送料氣缸聯(lián)接座和送料氣缸裝置等部分，如圖3.3所示。在電池極片載切機(jī)進(jìn)行送料過程中，上料所送至送料初始位置的毛坯工件被吸盤裝置吸附，而后送料氣缸裝置啟動(dòng)，通過送料氣缸聯(lián)接座帶動(dòng)送料滑塊機(jī)構(gòu)沿與其相聯(lián)的送料導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使吸附著電池極板的吸盤裝置沿導(dǎo)軌導(dǎo)向方向進(jìn)給，直至到達(dá)預(yù)定的送料目標(biāo)位置，從而完成對(duì)板料工件的上料作業(yè)過程。 圖3.3 電池極片載切機(jī)的送料機(jī)構(gòu) 3.3 裁切模具工作原理： 電池極片載切機(jī)中的裁切模具主要包括裁切座板，裁切座，裁切刀裝置，裁切導(dǎo)柱裝置，氣缸聯(lián)接板裝置，和裁切氣缸裝置等部分，如圖3.4所示。在電池極片載切機(jī)進(jìn)行裁切過程中，送料所送至裁切座板位置的毛坯工件被推送至待裁切位置，而后裁切氣缸裝置啟動(dòng)，通過裁切氣缸聯(lián)接板裝置推動(dòng)裁切刀裝置沿與其相聯(lián)的裁切導(dǎo)柱的導(dǎo)向方向向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而使裁切刀裝置對(duì)極片工件進(jìn)行裁切，直至到達(dá)預(yù)定的裁切目標(biāo)位置，從而完成對(duì)極片工件的裁切作業(yè)過程。 圖3.4 電池極片載切機(jī)的裁切系統(tǒng) 3.4 下料機(jī)構(gòu)工作原理： 電池極片載切機(jī)中的下料機(jī)構(gòu)主要包括下料傳送帶裝置，下料電動(dòng)機(jī)裝置，和下料托板架裝置等部分，如圖3.5所示。在電池極片載切機(jī)進(jìn)行下料過程中，位于裁切座板位置的成型工件被推送至下料傳送帶的待下料位置，而后下料電動(dòng)機(jī)裝置啟動(dòng)，通過位于下料托板架裝置中的傳動(dòng)軸裝置帶動(dòng)下料傳送帶沿下料方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，進(jìn)而使下料傳送帶對(duì)成型極片工件進(jìn)行移動(dòng)，直至到達(dá)預(yù)定的下料目標(biāo)位置，從而完成對(duì)極片工件的下料作業(yè)過程。 圖3.5 電池極片載切機(jī)的下料系統(tǒng) 3.5 本章小結(jié) 本章首先簡(jiǎn)要介紹了目前市場(chǎng)上較主流的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，并根據(jù)本文的設(shè)計(jì)需求，確定了應(yīng)用Auto-CAD與CATIA相結(jié)合的方式來完成本文的機(jī)械設(shè)計(jì)繪圖建模工作。然后根據(jù)電池極片的加工需求，制定了本文所設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)的相關(guān)工藝要求及技術(shù)參數(shù)。最后從電池極片載切機(jī)的各個(gè)主要功能系統(tǒng)出發(fā)，對(duì)電池極片載切機(jī)的工作原理進(jìn)行了介紹說明。 4. 總體方案設(shè)計(jì)及主要部件選型計(jì)算 4.1 電池極片載切機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 基于前文所設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)各功能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念及數(shù)值模型，旨在將以上系統(tǒng)整合為一款能自動(dòng)上料，傳送，切削，下料的鋰電池極板加工自動(dòng)化設(shè)備。將各個(gè)功能系統(tǒng)進(jìn)行集成后，便得到了本文所設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)的總體方案，其三維模型如圖4.1所示。 圖4.1 電池極片載切機(jī)總體方案三維圖 4.2 裁切模具氣缸選型 本文所設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)的主要功能就是完成對(duì)電池極片的裁切作業(yè)，因此在電池極片載切機(jī)整個(gè)機(jī)械設(shè)備中，裁切系統(tǒng)是主要的功能系統(tǒng)。而裁切氣缸作為在裁切系統(tǒng)中的核心動(dòng)力執(zhí)行機(jī)件，因此需對(duì)其進(jìn)行計(jì)算選型校核。 根據(jù)本機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及功能要求，電池極片載切機(jī)中的裁切氣缸選用普通型單活塞桿雙作用氣缸類型。 4.2.1 靜載輸出時(shí)缸徑的計(jì)算： 靜載輸出的含義為：氣缸載運(yùn)動(dòng)過程中沒有負(fù)載力，直到壓住工件后才輸出最大推力。 氣缸活塞的截面積由下式?jīng)Q定： 式中：p——工作壓力（Pa）； F——負(fù)載力（N）； A——活塞截面積()。 其中F=200N，p=0.5Pa。 當(dāng)活塞以推力工作時(shí)，活塞直徑可按下式計(jì)算： 當(dāng)氣缸以拉力工作時(shí)，估定活塞桿直徑d=27mm，活塞直徑可按下式計(jì)算： 式中：，——?dú)飧淄苹蚶男?，如圖4.2所示。 圖4.2 氣缸作靜載輸出時(shí)的效率 4.2.2 動(dòng)載輸出時(shí)缸徑的計(jì)算： 當(dāng)氣缸進(jìn)行動(dòng)載輸出時(shí)，氣缸承受的力全為負(fù)載力，為保證氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，氣缸的負(fù)載率視工作情況取，一般情況下取，當(dāng)氣體工作壓力較低或要求工件運(yùn)動(dòng)速度較快時(shí)取。 氣缸活塞面積可按下式計(jì)算： 其中 ；。 當(dāng)氣缸以推力方式工作時(shí)，活塞直徑： 為保證氣缸的可靠性，故取活塞直徑為70mm。 4.2.3 活塞桿的計(jì)算： 1.按強(qiáng)度條件計(jì)算 當(dāng)活塞桿的長(zhǎng)度L較小時(shí)（L＜10d），可以只按強(qiáng)度條件計(jì)算活塞桿的直徑d，如下式所示： 式中：——?dú)飧淄屏Γ∟）; ——活塞桿材料的許用應(yīng)力（Pa），; ——材料的抗拉強(qiáng)度（Pa）； S——安全系數(shù)，S。 代入數(shù)據(jù)得：，故取d=25mm。 2.按縱向彎曲極限力計(jì)算 氣缸承受軸向壓力以后，會(huì)產(chǎn)生軸向彎曲，當(dāng)縱向力達(dá)到極限力以后，會(huì)對(duì)活塞桿造成永久性彎曲變形的后果，進(jìn)而對(duì)氣缸元件的可靠性造成影響。該極限力與缸的安裝方式、活塞桿直徑及行程均有一定的關(guān)系。 當(dāng)氣缸的活塞桿長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，有： 當(dāng)氣缸的活塞桿長(zhǎng)細(xì)比時(shí)，有： 式中：L——活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度（m）； K——活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，實(shí)心桿K=； I——活塞桿斷面慣性矩，實(shí)心桿I=； ——活塞桿面積； n——系數(shù)； E——材料彈性模量，鋼取E=2.1Pa； f——材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，對(duì)鋼取f=49Pa； a——系數(shù)，鋼取a=1/5000 其中L=15mm，K=20/4=5mm，n=1/4 代入數(shù)據(jù)得：=1247N 經(jīng)過計(jì)算驗(yàn)證可得＜，故d=25mm合格。 4.2.4 缸筒壁厚的計(jì)算： 當(dāng)氣缸元件進(jìn)行工作時(shí)，氣缸中會(huì)存有一定壓力的氣體來作為壓力介質(zhì)，而氣缸的缸筒此時(shí)會(huì)直接承受來自氣缸內(nèi)部的氣體壓力，因此其需要有一定的厚度，也有必要對(duì)此參數(shù)進(jìn)行校核計(jì)算。由于普通型單活塞桿雙作用氣缸的缸筒壁厚與內(nèi)徑之比，所以可按薄壁筒公式對(duì)其進(jìn)行計(jì)算： 式中：——?dú)飧淄驳谋诤瘢╩）； D——?dú)飧淄矁?nèi)徑（缸徑）（m）； ——?dú)飧自囼?yàn)壓力，一般取=1.5p； p——?dú)飧坠ぷ鲏毫Γ≒a）； ——缸筒材料許用應(yīng)力（Pa）； ; ——材料的抗拉強(qiáng)度（Pa）； 本設(shè)計(jì)中氣缸的缸筒部分采用鑄鐵HT150材料，其，D=63mm。 代入數(shù)據(jù)得：=m 由于計(jì)算所得出的氣缸缸筒壁厚度數(shù)值較小，但考慮到機(jī)械加工要求以及缸筒兩端要安裝缸蓋等需要，取缸筒壁厚為=10mm。 本設(shè)計(jì)裁切氣缸應(yīng)用亞德客AirTAC的氣缸裝置。亞德客是全球知名專業(yè)生產(chǎn)各類氣動(dòng)器材的大型企業(yè)集團(tuán)，致力于向客戶提供滿足其需求的氣動(dòng)控制元件、氣動(dòng)執(zhí)行元件、氣源處理元件、氣動(dòng)輔助元件等各類氣動(dòng)器材、服務(wù)和解決方案。進(jìn)入該公司選型系統(tǒng)平臺(tái)后，如圖4.3所示。 圖4.3 亞德客氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備選型平臺(tái) 進(jìn)入氣動(dòng)執(zhí)行元件模塊，氣缸類型選擇標(biāo)準(zhǔn)氣缸，如圖4.4所示，該品牌的標(biāo)準(zhǔn)氣缸的活塞密封采用異型雙向密封結(jié)構(gòu)，尺寸緊湊。 圖4.4 氣動(dòng)系統(tǒng)氣缸類型選擇 氣缸選擇為拉桿式氣缸，其前后蓋與鋁管缸體用支柱連接，可靠性好。與1S015552標(biāo)準(zhǔn)氣缸相比，同缸徑SC系列氣缸長(zhǎng)度小，氣壓緩沖調(diào)節(jié)平穩(wěn)。因此氣缸選型為SC系列普通型氣缸，如圖4.5所示。 圖4.5 SC系列普通型氣缸 所選取的SC系列普通型氣缸的相關(guān)具體技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。 表4.1 SC系列普通型氣缸技術(shù)參數(shù) 4.3 送料機(jī)構(gòu)吸盤的計(jì)算選型 本文所設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)在對(duì)電池極片完成上料作業(yè)后需要對(duì)到達(dá)上料系統(tǒng)中料倉(cāng)位置的的極片部件進(jìn)行送料作業(yè)。在送料過程中，首先需要極片吸盤裝置對(duì)料倉(cāng)中的目標(biāo)工件進(jìn)行吸附，因此在電池極片裁切機(jī)整個(gè)送料系統(tǒng)中，極片吸盤裝置是一個(gè)重要的功能裝置。而真空吸盤作為在送料系統(tǒng)中的核心功能機(jī)件，需對(duì)其進(jìn)行計(jì)算選型校核。 真空吸盤作為工業(yè)自動(dòng)化真空系統(tǒng)的一種常用執(zhí)行元件，其工作原理是利用真空密閉容器內(nèi)外存在壓力差這一特性，在真空吸盤與被吸附物之間形成一個(gè)封閉空間，當(dāng)空間內(nèi)氣體被抽除后，被吸附物將牢牢吸附于真空吸盤上，便于完成后續(xù)對(duì)物體吸持、搬運(yùn)等一系列動(dòng)作。真空吸盤常用的材質(zhì)有硅膠、天然橡膠、丁腈膠等，因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、吸附過程對(duì)工件表面無損傷以及清潔穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于吸持與搬運(yùn)玻璃、紙張、木材、鋼板、塑料等工業(yè)生產(chǎn)中。真空吸盤按照其形狀不同，可以分為扁平吸盤、波紋吸盤、橢圓吸盤和特殊形狀吸盤，如圖4.6所示。本設(shè)計(jì)的送料系統(tǒng)中需要選取合適的真空吸盤來吸持極片，考慮到極片的尺寸規(guī)格和運(yùn)動(dòng)過程中吸附的穩(wěn)定性，本文電池極片載切機(jī)選用SMC扁平吸盤作為極片吸盤，其具有可靠性高且吸附能力強(qiáng)的性能特點(diǎn)。 (a) 扁平吸盤 (b) 波紋吸盤 (c)橢圓吸盤 圖4.6 吸盤種類 考慮到本設(shè)計(jì)的目標(biāo)工件是2A鋰離子電池極片，考慮到材料的特殊性，真空吸盤在吸附工件時(shí)應(yīng)滿足以下需求： 1、真空吸盤能夠與鋰電池極片主體貼合緊密、無漏氣現(xiàn)象。 2、真空吸盤吸持極片運(yùn)動(dòng)過程中需保證極片不會(huì)掉落,確保真空吸盤有足夠的吸力，而其吸力大小由吸盤直徑和密閉空間內(nèi)的真空度共同決定。 3、真空吸盤需有適量的緩沖能力，在吸盤與極片接觸形成密閉空間的過程中，不可對(duì)極片產(chǎn)生的損傷。 在本課題設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)中，吸盤將采用對(duì)稱布置的形式來吸附極片，其受力簡(jiǎn)圖如圖4.7所示，真空吸盤直徑的理論值計(jì)算公式是： 式中：——真空吸盤的直徑（mm）; ——被吸附工件的重力（N）; ——系統(tǒng)中真空吸盤個(gè)數(shù)； ——真空吸盤的真空度（Mpa），計(jì)算時(shí)選用的范圍是真空泵或真空發(fā)生器的最大真空度的63%到95%； ——安全系數(shù)。真空吸盤在水平提升時(shí)，安全系數(shù)，垂直提升時(shí)，安全系數(shù)。 圖4.7極片吸附過程受力簡(jiǎn)圖 本設(shè)計(jì)中2A正極極片的重量為3.55g±0.10g，則重力W約為0.04N，送料系統(tǒng)中極片吸盤裝置的，真空度P計(jì)0.054Mpa，安全系數(shù)為4，由公式計(jì)算可得吸盤裝置中真空吸盤的最小直徑為1.0mm。本電池極片裁切機(jī)選用SMC公司的ZP系列微型真空吸盤，表4.2中列出了該系列部分型號(hào)吸盤的水平提升力，通過分別對(duì)直徑為2、4、6和8型號(hào)的吸盤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，最終對(duì)于送料系統(tǒng)中極片吸盤裝置選擇吸盤4mm，材料都為硅膠，最大水平提上力為1.11N，完全滿足對(duì)極片的提升和搬運(yùn)的作業(yè)要求。 吸盤直徑(mm) 2 4 6 8 10 13 16 20 吸盤面積(mm) 0.031 0.126 0.283 0.503 0.785 1.33 2.01 3.14 真空 壓力 (Kpa) 87 0.28 1.11 2.50 4.44 6.94 11.7 17.7 27.8 -80 0.26 1.02 2.31 4.10 6.41 10.8 16.4 25.6 -73 0.23 0.94 2.11 3.76 5.87 9.90 15.0 23.4 -67 0.22 0.85 1.92 3.42 5.34 9.00 13.7 21.3 -60 0.19 0.77 1.73 3.07 4.83 8.10 12.3 19.2 -53 0.17 0.68 1.54 2.73 4.27 7.20 10.9 17.1 -47 0.15 0.60 1.35 2.39 3.74 6.30 9.60 15.0 -40 0.13 0.51 1.15 2.05 3.20 5.40 8.20 12.8 表4.2 SMC-ZP系列微型真空吸盤的水平提升力（N） 本設(shè)計(jì)應(yīng)用日本SMC中的真空吸盤裝置，借助該公司的選型軟件進(jìn)行產(chǎn)品型號(hào)的確定。進(jìn)入選型系統(tǒng)平臺(tái)后，在選擇真空系統(tǒng)構(gòu)成處選擇真空發(fā)生器系統(tǒng)單元使用，如圖4.8所示。 圖4.8 真空發(fā)生器系統(tǒng)選擇 對(duì)真空系統(tǒng)構(gòu)成選擇完后，需對(duì)真空系統(tǒng)回路進(jìn)行選擇，本設(shè)計(jì)此處選擇真空破壞使用回路2，如圖4.9所示。 圖4.9真空發(fā)生器系統(tǒng)選擇 對(duì)真空系統(tǒng)回路選擇完后，需對(duì)真空系統(tǒng)使用條件進(jìn)行輸入，依照前文計(jì)算所得參數(shù)，對(duì)相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，如圖4.10所示。 圖4.10真空發(fā)生器使用條件 對(duì)真空發(fā)生器使用條件輸入完后，需對(duì)真空吸盤類型進(jìn)行選擇，此處依照設(shè)計(jì)需求，選擇使用ZP型號(hào)真空吸盤，如圖4.11所示。 圖4.11 真空吸盤類型選擇 對(duì)真空吸盤類型進(jìn)行選擇完后，需對(duì)吸盤參數(shù)進(jìn)行選取輸入，此處依照設(shè)計(jì)需求，對(duì)相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，如圖4.12所示。 圖4.12真空吸盤吸盤參數(shù)選取 對(duì)真空吸盤類型參數(shù)進(jìn)行選取輸入完后，需對(duì)真空系統(tǒng)的配管材質(zhì)進(jìn)行選取，此處依照設(shè)計(jì)需求，選取軟聚氨酯管作為本設(shè)計(jì)真空系統(tǒng)的配管，如圖4.13所示。 圖4.13 真空系統(tǒng)的配管材質(zhì)選取 對(duì)真空系統(tǒng)的配管材質(zhì)進(jìn)行選取完后，需對(duì)真空系統(tǒng)的真空發(fā)生器進(jìn)行參數(shù)輸入及選取，此處依照設(shè)計(jì)需求，對(duì)相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入，完成對(duì)真空發(fā)生器的選型工作，如圖4.14所示。 圖4.14 真空系統(tǒng)的真空發(fā)生器選取 對(duì)真空系統(tǒng)的真空發(fā)生器進(jìn)行參數(shù)輸入及選取完后，便得到了本設(shè)計(jì)送料系統(tǒng)的吸盤裝置的真空系統(tǒng)選型工作，選型結(jié)果如圖4.15所示。 圖4.15 送料系統(tǒng)吸盤裝置的真空系統(tǒng)選型結(jié)果 4.4 皮帶接駁組件電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選型 本文所設(shè)計(jì)的電池極片載切機(jī)在對(duì)電池極片完成裁切作業(yè)后需要對(duì)加工后的機(jī)件進(jìn)行下料。在下料系統(tǒng)中，下料電動(dòng)機(jī)需要帶動(dòng)下料傳送帶裝置來將目標(biāo)工件傳遞到下料目標(biāo)位置，因此在電池極片載切機(jī)整個(gè)機(jī)械設(shè)備中，下料系統(tǒng)也扮演著一個(gè)重要的功能角色。而下料電動(dòng)機(jī)作為在下料系統(tǒng)中的核心動(dòng)力機(jī)件，如圖4.16所示，因此需對(duì)其進(jìn)行計(jì)算選型校核。 圖4.16 電池極片載切機(jī)中的皮帶接駁組件電動(dòng)機(jī)部分結(jié)構(gòu)圖 在電池極片載切機(jī)進(jìn)行下料過程中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力，電動(dòng)機(jī)輸出軸通過聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給下料傳送帶滾軸位置，進(jìn)而帶動(dòng)傳送帶對(duì)目標(biāo)元件完成運(yùn)送。在下料電動(dòng)機(jī)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，主要任務(wù)就是帶動(dòng)傳送帶滾軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因此可以將其輸出的動(dòng)力看作為兩個(gè)部分，其一是帶動(dòng)傳送帶滾軸轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的動(dòng)力，其二就是在此過程中克服摩擦力和動(dòng)能損失所需要的動(dòng)力。 依照下式來對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行選擇： 步進(jìn)電機(jī)在額定電流下的矩頻特性曲線圖如圖4.17所示。 圖4.17雷賽品牌兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)矩頻特性曲線 由圖可知，T = 0.313 N×m＜4.0 N m，符合要求。 綜合考量電動(dòng)機(jī)整體性能，與機(jī)械系統(tǒng)中其他結(jié)構(gòu)的配合，以及機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊性等的技術(shù)指標(biāo)，選取雷賽品牌86型兩相步進(jìn)電機(jī)作為本文電池極片載切機(jī)中的下料系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)。 圖4.18 雷賽品牌86型兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 圖4.19 雷賽品牌86型兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩圖 所選取的86型兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相關(guān)具體技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。 表4.3 該品牌86型兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù) 電機(jī)選型為法蘭輸出類型，其額定輸出功率400W，兩相電源，電源電壓220V，額定轉(zhuǎn)速200rpm，最大輸出轉(zhuǎn)速為2400rmp。經(jīng)過計(jì)算驗(yàn)證，證明該型號(hào)電動(dòng)機(jī)符合本文所設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)的功能指標(biāo)要求。 4.5 皮帶接駁組件中傳送帶裝置的計(jì)算校核 在電池極片載切機(jī)的下料系統(tǒng)中，下料傳送帶裝置是主要的執(zhí)行裝置，因此有必要對(duì)其進(jìn)行計(jì)算校核，以保證機(jī)械系統(tǒng)的可靠性。 傳送帶裝置的運(yùn)輸能力計(jì)算公式為： 式中：——輸送量(t/h)； ——帶速(m/s)； ——物料堆積密度(kg/m3)； ——傳送帶運(yùn)行時(shí)物料的最大堆積面積(m2)； ——傳送帶的傾斜系數(shù)。 傳送帶裝置中的帶速參數(shù)與傳送帶寬度、傳送帶輸送能力、傳送物料性質(zhì)和傳送帶傳送線路及傾角均有關(guān)系。比如如果與向上傾角傳送物料時(shí)相比，向下傳送物料的傳送速度應(yīng)更低一些，而在傳送帶進(jìn)行水平運(yùn)輸時(shí)，可以選擇高帶速傳送。 表4.4 傳送帶傾斜角與傾斜系數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系 傾斜角/ (°) 2 4 6 8 10 12 14 16 1.00 0.99 0.98 0.97 0.95 0.93 0.91 0.89 本文電池極片載切機(jī)的傳送帶裝置傾斜角為0°至2°之間，查帶式輸送機(jī)技術(shù)手冊(cè)（表4.4）可得傾斜系數(shù)=1.00。 依據(jù)本文所給定的作業(yè)條件，物料的材料密度為2660kg/m3，傳送帶帶速選取為0.5m/s，則可得截面積。 傳動(dòng)帶圓周驅(qū)動(dòng)力可通過下式表示： 式中：——主要阻力(N)； ——附加阻力(N)； ——特種主要阻力(N)； ——特種附加阻力(N)； ——傾斜阻力(N)。 在帶式傳輸機(jī)中，和這兩種阻力是所有傳動(dòng)帶都會(huì)產(chǎn)生的，其他三種阻力有無則根據(jù)傳送帶的工況條件和工作性質(zhì)來決定。 其中傳動(dòng)帶主要阻力可通過下式計(jì)算得到： 式中：——模擬摩擦系數(shù)，根據(jù)作業(yè)條件及制造安裝水平?jīng)Q定，一般可按表查?。? ——傳送帶輸送長(zhǎng)度(m)； ——承載分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量(kg/m)； ——回程分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量(kg/m)； ——每米長(zhǎng)度傳送帶的質(zhì)量(kg/m)。 承載分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量可通過下式計(jì)算： 式中：——承載分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量，kg； ——承載分支托輥間距(m)。 已知本文電池極片裁切機(jī)的傳送帶裝置中=2.4kg，即kg/m。 回程分支托輥組每米長(zhǎng)度旋轉(zhuǎn)部分重量計(jì)算方法為： 式中：——回程分支每組托輥旋轉(zhuǎn)部分重量，kg； ——回程分支托輥間距(m)。 已知本文電池極片載切機(jī)的傳送帶裝置中=1.8kg，即kg/m。 主要特種阻力主要為托輥前傾的摩擦阻力與導(dǎo)料槽欄板間的摩擦阻力兩部分所組成，其中： (1) 三個(gè)等長(zhǎng)輥?zhàn)拥那皟A上托輥時(shí)： (2) 兩個(gè)輥?zhàn)拥那皟A下托輥時(shí)： 已知本文電池極片載切機(jī)的傳送帶裝置中不存在主要特種阻力，故=0。 附加特種阻力主要為傳送帶清掃器的摩擦阻力與傳送帶卸料器的摩擦阻力等部分所組成，表示如下： 式中：——傳送帶清掃器個(gè)數(shù)，一般包括頭部清掃器及空段清掃器； ——單個(gè)清掃器與傳送帶的接觸面積(m2)； ——清掃器與傳送帶間的壓力(N/m2)，一般取值為3×104~10×104N/m2； ——清掃器與傳送帶間的摩擦系數(shù)； ——傳送帶刮板系數(shù)，一般取值為1500N/m。 經(jīng)查閱相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，本文傳送帶裝置的取為5×104N/m2，取=0.3，帶入公式，計(jì)算得到N。 傳送帶裝置的傾斜阻力可由下式得到： 由于本文電池極片載切機(jī)的傳送帶裝置中的傳送帶采用水平運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸方式，因此式中=0，則在傳送過程中無傾斜阻力產(chǎn)生。 綜上，傳動(dòng)帶圓周驅(qū)動(dòng)力為 下面對(duì)本文電池極片載切機(jī)的傳送帶不打滑條件進(jìn)行校核。若要證明傳送帶不打滑，則需證明傳送帶在傳動(dòng)滾筒松邊的最小張力滿足傳送張力要求。 傳動(dòng)滾筒傳遞的最大圓周力如下式表示： 式中：——?jiǎng)虞d荷系數(shù)，一般取值為1.2~1.7。對(duì)動(dòng)載荷系數(shù)進(jìn)行取值時(shí)，如果傳送帶系統(tǒng)的傳送慣性小、啟制動(dòng)平穩(wěn)，則可取較小值；反之，應(yīng)選取較大值進(jìn)行計(jì)算。 本文本文電池極片載切機(jī)的傳送帶裝置取=1.4。 對(duì)常用，本設(shè)計(jì)取帶間摩擦系數(shù)；。 則有=1426.26N，也即本設(shè)計(jì)傳送帶滿足不打滑條件。 本設(shè)計(jì)傳送帶應(yīng)用上海歐舟工業(yè)皮帶公司的傳送帶設(shè)備。上海歐舟工業(yè)皮帶有限公司主要經(jīng)營(yíng)銷售各類歐美進(jìn)口工業(yè)皮帶，主要引進(jìn)代理國(guó)際上一流的工業(yè)用皮帶品牌，諸如荷蘭DERCO公司的PVC、PU、PE、硅膠等材質(zhì)的輕型輸送帶；德國(guó)BGK公司的無接縫平面高速傳動(dòng)帶，美國(guó)GATES.公司的同步齒形帶；德國(guó)DPTIBELT公司的橡膠三角帶、同步帶，日本NOK公司的聚氨酯同步齒形帶及美國(guó)CLIPPERI的鋼扣、鋼扣機(jī)等。進(jìn)入該公司產(chǎn)品平臺(tái)后，如圖4.20所示。 圖4.20 歐舟工業(yè)皮帶設(shè)備選型平臺(tái) 進(jìn)入輸送帶產(chǎn)品模塊，輸送帶類型選擇1.2厚PU帶，如圖4.21所示，該傳送帶型號(hào)為1RHA4-1PU，滿足文本設(shè)計(jì)要求。 圖4.21 1RHA4-1PU型PU輸送帶 本文電池極片載切機(jī)的傳送帶裝置中傳送帶輥筒應(yīng)用上海霞韻公司的輸送機(jī)械設(shè)備。上海霞韻輸送機(jī)械設(shè)備有限公司是在滬投資設(shè)廠的專業(yè)從事生產(chǎn)線、流水線、輸送設(shè)備、輸送線、自動(dòng)化設(shè)備制造的廠家。進(jìn)入該公司產(chǎn)品平臺(tái)后，如圖4.22所示。 圖4.22 霞韻輸送機(jī)械設(shè)備產(chǎn)品平臺(tái) 進(jìn)入輸送帶輥筒產(chǎn)品模塊，輸送帶輥筒類型選擇碳鋼鍍鋅的內(nèi)牙軸式輥筒，如圖4.23所示，該輥筒型號(hào)為XY—8802，滿足文本設(shè)計(jì)要求。 圖4.23 XY—8802型輸送帶輥筒 所選取的XY—8802型輸送帶輥筒的相關(guān)具體技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。 表4.5 XY—8802型輸送帶輥筒技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù) 4.6本章小結(jié) 本章對(duì)電池極片載切機(jī)進(jìn)行了總體方案設(shè)計(jì)，并根據(jù)本文的設(shè)計(jì)需求，應(yīng)用CATIA完成了對(duì)本文極片載切機(jī)的初步建模工作。并對(duì)電池極片載切機(jī)的主要部件進(jìn)行了選型計(jì)算，其中分別完成了對(duì)載切機(jī)中裁切氣缸的計(jì)算選型，對(duì)下料系統(tǒng)中的下料電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選型，還有對(duì)下料系統(tǒng)傳送帶的計(jì)算校核工作。經(jīng)過本章對(duì)主要裝置的選型校核計(jì)算，在保證機(jī)械系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上確定了電池極片裁切機(jī)的設(shè)計(jì)方案。 5. 電池極片載切機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建模 5.1載切機(jī)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本文電池極片載切機(jī)的工作臺(tái)部分采用柜式工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式，如圖5.1所示。根據(jù)實(shí)際工作要求，工作臺(tái)的機(jī)架部分的尺寸設(shè)計(jì)為1000mm×660mm×600mm。為了保證工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其柜體設(shè)計(jì)為全鋼柜體，材料采用SPCC加厚冷軋?zhí)妓劁摪澹撛O(shè)計(jì)使工作臺(tái)結(jié)構(gòu)具有不易變形，表面光滑和強(qiáng)度高等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在工作臺(tái)的對(duì)側(cè)兩面設(shè)計(jì)有工作臺(tái)柜門，這種設(shè)計(jì)不僅可以供工作人員放置作業(yè)相關(guān)工具，還方便專業(yè)人員對(duì)工作臺(tái)內(nèi)部的載切機(jī)工作組件進(jìn)行維護(hù)檢修等工作。 在電池極片載切機(jī)進(jìn)行作業(yè)過程中，需要堅(jiān)固穩(wěn)定的工作臺(tái)來提供可靠的作業(yè)環(huán)境。為了保證電池極片載切機(jī)處于穩(wěn)定精準(zhǔn)的水平狀態(tài)，在工作臺(tái)下端又設(shè)計(jì)有可調(diào)式支腳。工作臺(tái)內(nèi)部的分隔設(shè)計(jì)可使電池極片載切機(jī)的氣動(dòng)控制組件得到保護(hù)，進(jìn)一步保障了電池極片載切機(jī)的正常工作。 圖5.1 電池極片載切機(jī)工作臺(tái) 5.2上料總成傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在本文電池極片載切機(jī)的上料系統(tǒng)部分中，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是其中的主要功能執(zhí)行結(jié)構(gòu)，如圖5.2所示，其功能是需要將電動(dòng)機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)換為可推動(dòng)物料上升的直線位移動(dòng)能。根據(jù)實(shí)際工作要求，上料系統(tǒng)中的傳動(dòng)方案采用同步帶來作為動(dòng)力傳動(dòng)構(gòu)件。同步帶以鋼絲繩作為強(qiáng)力層，具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確，對(duì)軸作用力小，耐油，耐磨和抗老化性能好的性能特點(diǎn)。 在電池極片載切機(jī)進(jìn)行上料過程中，同步帶帶有夾片側(cè)一直作為工作側(cè)。為了保證將同步帶輸出的線性動(dòng)能轉(zhuǎn)換為精準(zhǔn)的鉛直方向，在夾片端又設(shè)計(jì)有導(dǎo)向柱機(jī)構(gòu)。雙導(dǎo)向柱的設(shè)計(jì)進(jìn)一步限制住了放料板繞Z軸方向的旋轉(zhuǎn)自由度，可以進(jìn)一步保證上料過程的精準(zhǔn)進(jìn)行。 圖5.2 上料總成的傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 5.3送料機(jī)構(gòu)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在本文電池極片載切機(jī)的送料系統(tǒng)部分中，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是其中的主要功能執(zhí)行結(jié)構(gòu)，如圖5.3所示，其功能是需要將送料氣缸輸出的動(dòng)能傳遞到可對(duì)物料實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移作用的直線位移動(dòng)能。根據(jù)實(shí)際工作要求，裁切系統(tǒng)中的傳動(dòng)方案采用氣缸活塞桿通過送料氣缸聯(lián)接座與送料滑塊構(gòu)件相聯(lián)接的方式。 在電池極片載切機(jī)進(jìn)行送料過程中，送料氣缸聯(lián)接座與送料滑塊通過緊固螺栓相聯(lián)接。為了保證將送料氣缸輸出的線性動(dòng)能轉(zhuǎn)換為精準(zhǔn)的水平方向，在送料滑塊的運(yùn)動(dòng)軌跡位置又設(shè)計(jì)有導(dǎo)軌構(gòu)件。導(dǎo)軌正是用于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合，其擁有比直線軸承更高的額定負(fù)載，同時(shí)還可以承擔(dān)一定的扭矩，并可以在高負(fù)載的情況下實(shí)現(xiàn)高精度的直線運(yùn)動(dòng)。 圖5.3 送料系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 5.4裁切模具裁切結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在本文電池極片載切機(jī)的裁切系統(tǒng)部分中，裁切結(jié)構(gòu)是其中的主要功能執(zhí)行結(jié)構(gòu)，如圖5.4所示，其功能是需要將裁切氣缸輸出的動(dòng)能傳遞到可對(duì)物料實(shí)現(xiàn)剪裁作用的直線位移動(dòng)能。根據(jù)實(shí)際工作要求，裁切系統(tǒng)中的傳動(dòng)方案采用氣缸活塞桿直接與裁切上刀片構(gòu)件相聯(lián)接的方式，這種設(shè)計(jì)大大提高了機(jī)械系統(tǒng)的緊湊性。 在電池極片載切機(jī)進(jìn)行裁切過程中，裁切上刀片側(cè)一直作為工作側(cè)，下刀片構(gòu)件則固定于工作臺(tái)上。為了保證將裁切氣缸輸出的線性動(dòng)能轉(zhuǎn)換為精準(zhǔn)的鉛直方向，在上刀片構(gòu)件兩端又設(shè)計(jì)有導(dǎo)向柱機(jī)構(gòu)。雙導(dǎo)向柱的設(shè)計(jì)進(jìn)一步限制住了裁切上刀片繞Z軸方向的旋轉(zhuǎn)自由度，可以進(jìn)一步保證裁切過程的精準(zhǔn)進(jìn)行。 圖5.4 裁切系統(tǒng)的裁切結(jié)構(gòu) 5.5皮帶接駁組件傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在本文電池極片載切機(jī)的下料系統(tǒng)部分中，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是其中的主要功能執(zhí)行結(jié)構(gòu)，如圖5.5所示，其功能是需要將下料系統(tǒng)馬達(dá)輸出的動(dòng)能傳遞到可對(duì)物料實(shí)現(xiàn)傳遞作用的直線位移動(dòng)能。根據(jù)實(shí)際工作要求，下料系統(tǒng)中的傳動(dòng)方案采用電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)傳送帶的傳動(dòng)方式。 在電池極片載切機(jī)進(jìn)行送料過程中，傳送帶的上側(cè)一直作為工作側(cè)，傳送帶兩端的輥?zhàn)觿t固定于工作臺(tái)上。為了保證將動(dòng)力輥軸輸出的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能高效率地轉(zhuǎn)換為下料的傳遞方向，在動(dòng)力輥與傳送帶兩端輥?zhàn)娱g又設(shè)計(jì)有壓輥機(jī)構(gòu)，這樣這幾可以進(jìn)一步保證下料過程的平穩(wěn)高效進(jìn)行。 圖5.5 下料系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 5.6本章小結(jié) 本章對(duì)電池極片載切機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建模工作。對(duì)電池極片載切機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)及說明，其中分別完成了對(duì)載切機(jī)中工作臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模，對(duì)上料系統(tǒng)中的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模，對(duì)送料系統(tǒng)中的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模，對(duì)裁切系統(tǒng)中的裁切結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模，還有對(duì)下料系統(tǒng)中的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的計(jì)算校核工作。經(jīng)過本章對(duì)電池極片載切機(jī)主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模工作，在保證機(jī)械系統(tǒng)作業(yè)功能的基礎(chǔ)上確定了電池極片載切機(jī)的結(jié)構(gòu)方案。 6. 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)首先對(duì)本課題的背景進(jìn)行研究，探討了鋰電池的開發(fā)研究對(duì)現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性以及在社會(huì)生活層面上鋰離子電池技術(shù)的具體作用，并對(duì)世界范圍內(nèi)的鋰電池制造生產(chǎn)方面的進(jìn)展進(jìn)行了全面的論述，介紹了鋰離子電池生產(chǎn)制造技術(shù)的研究現(xiàn)狀；然后介紹了本設(shè)計(jì)所采用的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，提出了電池極片載切機(jī)的工藝參數(shù)要求、設(shè)計(jì)理念和作業(yè)原理。在所分析的電池極片載切機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)電池極片載切機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并完成了電池極片載切機(jī)主要部件的設(shè)備選型和校核計(jì)算；最后，在所設(shè)計(jì)電池極片載切機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完成了對(duì)電池極片載切機(jī)的各主要系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建模。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，鍛煉了我對(duì)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)校核過程，二維及三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)及應(yīng)用能力，在大學(xué)這四年來對(duì)自己的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行了很好的總結(jié)和凝聚，為今后走向工作，實(shí)現(xiàn)快速接