冰箱內(nèi)膽成形中角部破裂的解決方法

南昌齊洛瓦電器集團(tuán)總公司 （江西 330022） 李宗華

南昌航空大學(xué) （江西 330034） 張樹(shù)國(guó)

冰箱內(nèi)膽是冰箱的主要結(jié)構(gòu)部件之一，而內(nèi)膽成形過(guò)程中角部破裂是其生產(chǎn)報(bào)廢的主要原因。研究分析冰箱內(nèi)膽角部吸薄破裂的原因，找到解決的工藝方法具有重大意義。通過(guò)對(duì)冰箱內(nèi)膽真空吸塑成形加工過(guò)程中角部吸薄破裂的原因進(jìn)行分析，對(duì)模具的過(guò)渡圓角進(jìn)行了優(yōu)化，提出了一種有效的解決方法。

1. 真空吸塑成形原理簡(jiǎn)述

真空吸塑成形是一種熱成形加工工藝（見(jiàn)圖1）。其工藝方法是將熱成形塑料片材裁成一定尺寸加熱軟化，借助片材兩面的氣壓差或機(jī)械壓力，使其變形后貼合在特定的模具輪廓面上，經(jīng)過(guò)冷卻定形，并切邊修整成零件。

圖1 真空吸塑成形工藝示意

2. 原因分析

圖2 冰箱內(nèi)膽及過(guò)渡圓角改進(jìn)前示意

我們新開(kāi)發(fā)的一款全冷凍單門(mén)冰箱箱膽如圖2所示，箱膽材質(zhì)是HIPS，吸塑片材厚度為4mm，箱膽采用真空吸塑陽(yáng)模ZL401鋁合金成形工藝加工。在箱膽吸塑模試模過(guò)程中，箱膽兩側(cè)面9mm寬膽筋如圖2中A、B、C、D、E、F六處，容易吸簿甚至破裂，達(dá)不到生產(chǎn)工藝的要求，經(jīng)過(guò)多次調(diào)試零件合格率只有50%。

（1）真空吸塑陽(yáng)模成形特點(diǎn) 真空吸塑陽(yáng)模成形工藝對(duì)于制造壁厚和深度較大的制品比較有利。模腔壁貼合的一面質(zhì)量較高，結(jié)構(gòu)上也比較鮮明細(xì)致。壁厚的最大部位在陽(yáng)模的頂部，而最薄部位在陽(yáng)模側(cè)面與底面的交界區(qū)，該部位也是最后成形的部位，制品側(cè)面常會(huì)出現(xiàn)牽伸和冷卻的條紋，造成條紋的原因在于片材各部分貼合模面的時(shí)候有先后之分。先與模面接觸的部分先被模具冷卻，而在后繼的相關(guān)過(guò)程中，其牽伸行為較未冷卻的部位弱。這種條紋通常在接近模面頂部的側(cè)面處最高。

（2）影響真空吸塑成形的幾個(gè)因素 根據(jù)真空吸塑成形原理，影響吸塑成形的幾個(gè)工藝因素有加熱時(shí)間、成形溫度、成形速度、成形壓力（吹泡及吸塑壓力）、冷卻條件及片材的材質(zhì)和厚度等。加熱時(shí)間、成形溫度、成形速度、成形壓力、冷卻條件這幾個(gè)因素都可以通過(guò)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到最佳狀態(tài)。片材的材質(zhì)和厚度也可以通過(guò)更換片材進(jìn)行試模或生產(chǎn)。在實(shí)際的生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)模具各過(guò)渡圓角也是影響成形的重要因素，過(guò)渡圓角對(duì)片材的流動(dòng)性影響很大，所以模具過(guò)渡圓角對(duì)吸塑成形的影響至關(guān)重要。

3. 模具過(guò)渡圓角改進(jìn)方案及實(shí)施

真空吸塑陽(yáng)模成形特點(diǎn)：模具材料為ZL401鋁合金，壁厚的最大部位在陽(yáng)模的頂部，而最薄部位在陽(yáng)模側(cè)面與底面的交界區(qū)。對(duì)模具過(guò)渡圓角進(jìn)行改進(jìn)，一是對(duì)模具頂部四個(gè)角進(jìn)行改進(jìn)，由原來(lái)的球面改進(jìn)為有過(guò)渡圓角的大三角平面，在沒(méi)有影響冰箱容積的情況下，把R30mm邊改成一段45°的斜邊加兩個(gè)R過(guò)渡圓角，改進(jìn)的大三角平面比球面角低7mm,有效地延遲了模具接觸片材的時(shí)間，使片材有更多料向側(cè)面分配。二是對(duì)寬度為9mm的膽筋進(jìn)行改進(jìn)，如圖3所示，由原來(lái)的R3mm改為R6mm，因?yàn)榭紤]到抽屜和蒸發(fā)器的裝配，這是能改進(jìn)后最大尺寸。

圖3 過(guò)渡圓角改進(jìn)后示意

對(duì)模具改完后進(jìn)行試模，同樣的設(shè)備參數(shù)，用厚度為4mm的HIPS板材試了10塊，10塊全部合格，合格率達(dá)100%，然后又用厚度為3.8mm的板材進(jìn)行試模，試模10塊全部合格，合格率也是100%。批量采用厚度為3.8mm的板材進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)模具過(guò)渡圓角的改進(jìn)不但解決了膽薄膽破的問(wèn)題，還有效地降低了材料成本。

4. 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)這次改模試模，可以看到模具過(guò)渡圓角對(duì)吸塑成形的影響很大，大的過(guò)渡圓角可以使板材的流動(dòng)性更好。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中要充分考慮吸塑加工的工藝要求，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)倪^(guò)渡圓角。有了這次經(jīng)驗(yàn)后，對(duì)原來(lái)吸塑過(guò)簿的模具都進(jìn)行了改進(jìn)，取得很好的效果，同時(shí)也降低了吸塑板材的厚度，為公司減少了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。