家用電冰箱側(cè)板設(shè)計探討及應(yīng)用

金友華 暴桂光 陳瑞

(合肥榮事達三洋電器股份有限公司 安徽合肥 230088)

1 前言

近年來，我國家電行業(yè)有著突飛猛進的長足發(fā)展，家電行業(yè)已進入成熟階段。從產(chǎn)品技術(shù)到產(chǎn)品生產(chǎn)均已達到世界領(lǐng)先水平，家電的競爭也已進入白熱化階段。家電產(chǎn)品的發(fā)展一方面向高技術(shù)、多領(lǐng)域融合發(fā)展，另一方面向外觀多樣化、設(shè)計簡潔、必要功能優(yōu)異等提高性價比的方向發(fā)展。家用電冰箱作為傳統(tǒng)的白色家電代表，其外觀留給人們的印象大多是立起來的長方體形狀，外觀的變化也僅僅局限在門體的外觀上。曾有廠家通過塑料件易成型曲面的特點，設(shè)計制造出了卡通冰箱，但由于成本高、外觀認可的人群少、視覺疲勞快等缺點，沒有得到普及推廣。

本文通過結(jié)構(gòu)及圖例分析，闡述一種新的電冰箱鈑金側(cè)板的結(jié)構(gòu)形式及其與周邊零部件的連接方式，并由此使電冰箱外觀的多樣性成為可能，同時也能降低產(chǎn)品的成本，大大提高產(chǎn)品的理想度，也符合產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展趨勢。

2 現(xiàn)有電冰箱側(cè)板與內(nèi)膽的連接結(jié)構(gòu)及其優(yōu)缺點

2.1 現(xiàn)有電冰箱側(cè)板與內(nèi)膽的連接結(jié)構(gòu)

目前冰箱側(cè)板材料多是冷軋板（成形后噴涂）、PCM板，拼裝側(cè)板的典型結(jié)構(gòu)形式如圖1所示，該側(cè)板因其特有的前后迷宮的結(jié)構(gòu)，導致難于實現(xiàn)曲面成型設(shè)計。

圖2

圖3

圖4

冰箱內(nèi)膽多采用ABS或HIPS吸塑成型，與側(cè)板配合的膽邊結(jié)構(gòu)如圖2，側(cè)板與內(nèi)膽的配合連接方式如圖3（其中，為防止側(cè)板凝露，通常在與冷凍膽配合處增設(shè)防露管）。

2.2 現(xiàn)有電冰箱側(cè)板結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

優(yōu)點：1）疊壁結(jié)構(gòu)，強度較好；2）滾軋成型便于標準化批量生產(chǎn)。

缺點：1）滾軋成型設(shè)備一次性投入多，該結(jié)構(gòu)板材材料使用多（成本高）；2）鈑金側(cè)板結(jié)構(gòu)無法彎曲，不能做出曲面結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品箱體形狀外觀單一，不便于產(chǎn)品外觀的多樣化等。

3 側(cè)板的結(jié)構(gòu)如何更改既能保證使用要求又能夠進行曲面彎曲

3.1 側(cè)板前后迷宮的結(jié)構(gòu)更改

鈑金側(cè)板影響彎曲的結(jié)構(gòu)因素主要是側(cè)板的前后迷宮結(jié)構(gòu)，只有對其進行簡化設(shè)計調(diào)整，才能使得側(cè)板能達到彎曲要求。

圖4（a）所示為去掉前迷宮結(jié)構(gòu)的側(cè)板與內(nèi)膽配合處的結(jié)構(gòu)，圖4(b)所示為后迷宮結(jié)構(gòu)調(diào)整后的結(jié)構(gòu)情況。圖示結(jié)構(gòu)不但得到了簡化，成型難度也大大降低，在進一步減小尺寸A并調(diào)整尺寸B后，側(cè)板的曲面成型成為可能。

3.2 側(cè)板更改后與內(nèi)膽的配合連接

為保證配合要求，內(nèi)膽邊緣結(jié)構(gòu)更改如圖5(a)，更改后配合情況如圖5(b)七冷凍室位置側(cè)板與內(nèi)膽的配合情況（冷藏位置側(cè)板與內(nèi)膽的配合僅缺少防凝管）。

3.3 側(cè)板更改后與冰箱梁的配合

與中梁配合處的側(cè)板局部增加過度段彎邊結(jié)構(gòu)如圖6，與中梁的配合情況如圖6(b)。如此配合達到了常規(guī)冰箱更改前的配合效果。

3.4 側(cè)板更改后與后背板的連接配合結(jié)構(gòu)3.4.1傳統(tǒng)側(cè)板與后背板的連接結(jié)構(gòu)

如圖7(a)，該傳統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)可靠、便于裝配，但成型、結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且材料成本也高。

3.4.2 改進后側(cè)板與后背板的連接結(jié)構(gòu)

改進后如圖7(b)，結(jié)構(gòu)簡單，容易成形且材料成本較低，但在發(fā)泡預(yù)裝中需要增加簡易工裝來協(xié)助固定后背板。(說明：側(cè)板與冰箱底座的連接結(jié)構(gòu)可參考側(cè)板與后背板的連接結(jié)構(gòu)調(diào)整，壓縮機后罩蓋固定在底座左右支撐上。)

3.5 常規(guī)冰箱U殼側(cè)板直角打U拐角處的結(jié)構(gòu)處理

對于U殼側(cè)板，為了使其能夠曲面彎曲變形，其前后迷宮結(jié)構(gòu)仍可采用前面拼裝側(cè)板的更改方式更改。在U殼直角折彎的角部，仍可采用如圖8的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

4 側(cè)板改進后箱體發(fā)泡過程，配合強度薄弱處的受力分析及相應(yīng)解決辦法

4.1 側(cè)板改進后箱體發(fā)泡過程中，冷藏冷凍箱膽與側(cè)板的配合情況

圖9(a)為箱體發(fā)泡時冷凍膽與側(cè)板的配合情況：圖9(b)為箱體發(fā)泡時冷藏膽與側(cè)板的配合情況。

4.2 箱體發(fā)泡過程中，冷藏室側(cè)板薄弱處的受力分析

通過力學模擬分析，在原尺寸A為20mm

圖5

圖6

圖7

圖8

圖9

圖10

24mm的情況下，側(cè)板會在發(fā)泡過程中出現(xiàn)變形情況。如圖10所示，F(xiàn)1、F 2為夾具的側(cè)面加緊力，F(xiàn) 1為模板反向壓力，F(xiàn)2為發(fā)泡液的膨脹壓力（環(huán)戊烷發(fā)泡，硬泡壓縮強度取150kPa）。

4.3 側(cè)板薄弱處的改善設(shè)計方案

如圖11所示，將尺寸A減小到10 mm——

15mm左右，或在側(cè)板薄弱處增加墊條（如圖11(b)，如此改善提高側(cè)板強度，可保證產(chǎn)品發(fā)泡的質(zhì)量。側(cè)板曲面彎曲（或圓角折彎）部位需將A尺寸進一步減小，直到保證門封磁條的吸合面的大小為止，并對對應(yīng)的箱膽配合部位進行結(jié)構(gòu)調(diào)整。

5 鈑金側(cè)板多種曲面彎曲應(yīng)用舉例

圖12為臥式冷藏冷凍冰箱，既是冰箱也可作為放電視的臺面使用，它兩側(cè)的圓弧面靠側(cè)板彎曲成型而成。

圖13(a)為圓柱形冷藏冷凍冰箱，上頂開式冷藏室、下抽屜式冷凍室，冷藏室配旋轉(zhuǎn)升降儲物架。其四周靠側(cè)板彎曲而成，造型新穎，取放物品也方便。圖13(b)為箱包式單冷藏（或單冷凍）冰箱。側(cè)板采用大圓角折彎成型，體現(xiàn)出美感。

6 結(jié)束語

通過以上對冰箱鈑金側(cè)板的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計改進，使鈑金側(cè)板在更多的曲面外觀上得到更廣的應(yīng)用成為可能，從而在曲面產(chǎn)品上減少了塑料零部件的使用，并大大減少了模具的投入及產(chǎn)品的成本。

在傳統(tǒng)冰箱產(chǎn)品上使用改進后的鈑金側(cè)板，不僅使側(cè)板的成型變得容易、簡單，同時也使成本有較大降低。

總之，家用冰箱在我國的發(fā)展已經(jīng)進入非常成熟的階段，多年來冰箱的外觀也僅僅局限在對門體的變形和花色的變化上，而箱體部分卻很少做外形上的變化，究其原因多是傳統(tǒng)冰箱鈑金側(cè)板的結(jié)構(gòu)無法做出曲面成型。個別廠家設(shè)計帶有曲面的箱體也大都采用了塑料零件，不僅增加了模具的投入，也大大增加了產(chǎn)品的成本，削弱了產(chǎn)品的市場競爭力。為適應(yīng)冰箱箱體曲面化外觀的需要，本文在對鈑金側(cè)板的結(jié)構(gòu)設(shè)計上做了改進分析探討，使得鈑金側(cè)板的結(jié)構(gòu)向著更有利于箱體曲面化發(fā)展的需要而改變，同時也能滿足大規(guī)模生產(chǎn)時采用側(cè)板生產(chǎn)線生產(chǎn)的要求。

圖11

圖12

圖13