逆变器压铸外壳设计指南
压铸件设计手册
逆变器储能新能源压铸件设计的基本原则
铝合金压铸外壳是逆变器储能新能源的关键部分，它提供了保护等级、散热性能和美观要求。压铸外壳设计的基本原则是要充分利用压铸工艺的优势，同时避免或减少其缺点。
压铸工艺的优势主要有：
1. 生产效率高：压铸生产过程中，金属液体在高压、高速的条件下填充模具型腔，冷却后即可获得形状复杂、尺寸精确的零件。
2. 生产成本较低：相对于其他铸造工艺，压铸生产的能耗较低，生产成本相对较低。
3. 生产周期短：压铸生产过程中，金属液体在高温高压下填充模具型腔，冷却后即可获得零件，生产周期相对较短。
4. 技术进步快：随着压铸工艺技术的不断进步，压铸生产的精度、效率、质量等方面都在不断提高，且特斯拉一体化压铸 ，减少了零部件组装。
压铸工艺的缺点主要有：
压铸工艺是一种高效的金属成形方法，但它也有一些缺点和局限性。以下是压铸工艺的一些主要缺点：
高成本：压铸工艺需要制造成本较高的压铸模具，特别是对于复杂的几何形状和小批量生产，模具成本可能会很昂贵。
设计限制：压铸工艺对于铸件的设计有一定的限制，例如需要考虑壁厚的均匀性和形状的可成形性，否则可能会导致铸件质量不佳或生产困难。
表面缺陷：由于快速冷却过程，压铸件的表面可能出现气孔、缩孔、夹渣等缺陷，影响表面质量。
材料限制：压铸工艺通常适用于低熔点合金和某些特定金属。对于高熔点的材料或一些化学性质特殊的材料，压铸可能不适用。
装配要求：由于压铸件的收缩率，有时需要进行后加工和装配来满足精确的尺寸要求。
因此，压铸件设计时应遵循以下原则：
合理的几何形状：设计时应考虑到压铸工艺的特点，避免过于复杂或不易成形的几何形状。尽量采用简化、对称的设计，以减少成本和生产难度。应尽量避免设计尖锐的角和突出的特征，以减少铸件的应力集中和变形。应该尽量采用圆角和倒角的设计，以提高铸件的强度和耐用性。
壁厚均匀性：保持压铸件的壁厚均匀，以避免产生过快或过慢的凝固速率，导致铸件质量问题。
拔模角度：确保设计中加入足够的拔模角度，以便铸件能够顺利脱模，避免损坏或缺陷。
合理的配件和边缘设计：确保配件和边缘的合理性，以避免过多的切削和后加工
材料选择：根据应用需求和性能要求，选择合适的材料，考虑到材料的流动性、收缩率和机械性能等因素。
可制造性,设计可靠性：在设计过程中要充分考虑生产过程和工艺要求，确保设计是可实现和可生产的。
压铸合金材料的选择
压铸合金材料的选择应根据零件的功能要求、工艺要求和经济要求来综合考虑。不同类型的合金材料有不同的特点和适用范围，一般来说，新能源行业主要使用铝合金，他具有较高的强度、刚度、耐磨性和耐腐蚀性，适用于要求较高的结构件和机械件。以下是常用的压铸铝合金材料及其主要性能：
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合金类型
|
密度（g/cm3） |
熔点（℃） |
抗拉强度（MPa） |
伸长率（%） |
硬度（HB） |
热导率（W/m·K） |
耐腐蚀性 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
铝合金 常规ADC12 |
2.68 |
515-582 |
310 |
2.5 |
75 |
91 |
中等 |
|
铝合金 ENAC44300/ALSI12(FE) |
2.68 |
515-582 |
155 |
2 |
50 |
150 |
好 |
|
铝合金 DC01R2 |
2.68 |
515-582 |
170 |
2 |
55 |
155 |
好 |
压铸件壁厚的确定
压铸件壁厚的确定应根据零件的功能要求、工艺要求和经济要求来综合考虑。一般来说，压铸件壁厚应尽可能均匀，避免过厚或过薄。过厚的壁厚会导致充型困难、收缩不均匀、气孔增多、成本增加等问题；过薄的壁厚会导致充型不完全、强度不足、变形增大等问题。因此，压铸件壁厚应根据以下因素来确定：
· 合金材料的流动性和收缩率
· 零件的形状和尺寸
· 零件的受力情况和安全系数
· 零件的热处理和表面处理
· 零件的精度和表面质量
· 零件的生产批量和成本
以下是常用的压铸合金材料及其推荐的最小壁厚：
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|
最小壁厚（mm） |
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中等铝合金壁厚 |
最厚壁厚 |
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
压铸铝合金 |
1.0 |
3MM |
8MM |
||||
当然，这些只是一般的参考值，具体的壁厚还应根据零件的实际情况来确定。在设计时，应尽量使零件各部分的壁厚相近，如果有必要，可以采用筋条加强产品结构强度，重量，减少壁厚。
压铸件分型面和内外角，拔模斜度的设计
压铸件分型面是指零件在模具中分开的面，它直接影响了模具的制造和使用。一般来说，压铸件分型面应尽可能简单、平直、少数，并且与零件主轴垂直或平行。这样可以减少模具的加工
· 加工难度，提高模具的强度和刚度，避免模具的变形和损坏
· 减少零件的毛刺和变形，提高零件的精度和表面质量，降低零件的后处理工序
· 减少零件的充型阻力，提高零件的充型性和填充率，降低零件的缺陷和废品率
压铸件内外角是指零件在分型面上或其他部位的棱角，它也会影响模具的制造和使用。一般来说，压铸件内外角应尽可能小、圆滑、均匀，并且与分型面垂直或平行。这样可以：
· 减少模具的加工难度，提高模具的耐磨性和耐冲击性，延长模具的使用寿命
· 减少零件的应力集中，提高零件的强度和刚度，避免零件的断裂和变形
· 减少零件的毛刺和气孔，提高零件的表面质量和内部质量，降低零件的后处理工序
以下是常用的压铸合金材料及其推荐的最小内外角半径：
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合金类型 |
拔模角度 |
最小内角半径（mm） |
最小外角半径（mm） |
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|---|---|---|---|---|
|
铝合金 |
1°～3°
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0.5 |
0.3 |
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压铸散热设计：
变器在工作过程中会产生大量热量，因此散热设计至关重要。外壳应设计通风槽等，以便空气流通，帮助散热。
右图，尺寸为mm，此尺寸压铸比较困难，建议散热要求不高，不要采用。但松裕兴依然有能力生产，只是成本较高。
正常尺寸高度为60mm左右，拔模2°到3° 顶部厚度1.5mm. 如需加强散热性能，可以采用ALsi 12或DC01
同时建议筋条侧边倒角越大越好，斜度一样，更加有利于成型，减少生产难度。如下图
逆变器压铸外壳安全性 美观性 防尘和防水设计：
逆变器压铸外壳外壳应具有一定的安全性，例如设计有防触电、防误操作等安全措施。 设计逆变器压铸外壳时，要考虑到安装和维护的便利性。例如，应提供适当的安装孔、螺丝孔，方便安装和维护。
压铸件逆变器外壳的防尘和防水设计，可以采用密封胶条或者灌胶工艺。主要体现在其能够达到一定的IP等级，即外壳防护等级，用于表示外壳对固体异物和水的防护能力。IP等级由两个数字组成，第一个数字表示防尘等级，第二个数字表示防水等级。数字越大，表示防护能力越强。例如，IP68表示能够完全防止粉尘进入，并且能够在一定压力下长时间浸水而不损坏设备
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合金类型 |
主要表面处理方法 |
|---|---|
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铝合金 |
喷粉 （如需增加耐腐蚀性 建议增加氧化或电泳工艺） |
