冰箱隐形端盖门壳工艺优化及模具设计探究

冰箱隐形端盖门壳工艺优化及模具设计探究
发布时间：2022-06-22T06:36:42.060Z 来源：《科技新时代》2022年5期作者：张龙龙
[导读] 我国人民自古以来对于食物的保存都有着其较为独特的方法，例如修建地窖、使用冰块等都是我国劳动人民的智慧结晶，虽然保存条件容易受到环境、天气等多种因素的影响，但是不妨碍能够对食物起到保存的作用。

安徽鲲鹏装备模具制造有限公司1安徽省装备模具工程技术研究中心2 安徽省滁州市 239000
摘要：随着我国经济的不断发展以及人民生活水平的日益提高，冰箱、电视等以前较为贵重的电器已经成为家家户户都具有的物件。

人们的日常生活离不开冰箱因为它能够延长食物的存放时间，冰箱也从以往的单一样式发展为现如今的多种样式，而人们对于冰箱外形的美观也开始更为的在意。

隐形端盖门能够较好的提升冰箱外观形象，故本文对其生产工艺和其模具方面的设计进行探讨。

关键词：冰箱；隐形端盖门壳；工艺优化；模具设计
一、引言
我国人民自古以来对于食物的保存都有着其较为独特的方法，例如修建地窖、使用冰块等都是我国劳动人民的智慧结晶，虽然保存条件容易受到环境、天气等多种因素的影响，但是不妨碍能够对食物起到保存的作用。

随着冰箱的发明与普及现如今人们都已经开始使用冰箱来保存食物，不仅能够对食物进行短期的保鲜储存，还能够对食物进行较长时间的冷冻储存，并且冰箱内部容积也随着科技的发展正变的越来越大所能够储存的食物也随之变的多了起来。

与此同时人们对于冰箱的外观造型也逐渐的重视了起来，现如今的冰箱已经集美观与多功能于一体。

在目前的市场下冰箱款式方面的变化主要表现在冰箱门壳款式方面的相应变化，现如今最受消费者喜欢的就是隐形式端门壳，而市场上各种型号尺寸的冰箱较多，如果使用传统生产工艺来进行模具生产则生产成本较高，并且冰箱的外形尺寸一旦改变就得需要设计新的模具故其局限性较大。

接下来就对隐形端盖门壳方面的相关工艺进行一定程度的优化，通过柔性化生产的目的来达到减少生产成本和设备数量投入的目的。

二、门壳结构分析
先对一种材质为PCM板的冰箱门体金属性外壳进行分析，该金属外壳的材料其屈服强度为239MPa，抗拉强度为335MPa，具有的延伸率为34%。

金属外壳有长边（A、B边）和高边（C、D边）之分，该长与高的设计尺寸根据冰箱容积的改变来进行改变，容积大二者就适当的进行增加，容积小就适当的进行减小。

考虑到实际的生产情况所使用到的相关设备应能对门壳长与高的变化来进行兼容性的生产，生产出的门壳不能够有划痕和平整度不齐的情况出现，门壳的长所允许的尺寸公差为±0.3mm，门壳的高所允许的尺寸公差为±0.4mm，门壳的内弧与内弧连接边处的涂层不能够有损坏的情况出现。

三、工艺方案确定
简单的来讲想要得到隐形端盖门壳就需要在门壳制作的过程中对其四周的边部进行弯曲处理，也可将其总结为四边成形工艺。

通过电脑图纸设计成形效果可得知，想要得到隐形效果其门壳的高边（两个长边分别为C、D边）需要弯曲处理两次来达到隐形的效果，其中第一次弯曲为小半径弯曲其半径通常为1-2mm，第二次弯曲是进行大半径弯曲其半径为30mm，第二次门壳长边（两个长边分别为A、B边）需要弯曲处理一次来达到隐形的效果其弯曲半径也是小半径弯曲为1-2mm，需要值得注意的是弯曲半径应根据设计要求和机械设备情况来决定并不是固定值。

在实际生产的过程，第一道工序就是门壳进行冲裁处理，切除多余的门壳材料从而得到所需加工形状，随后第二道工序就是弯曲，在该设计方案下弯曲有两种方案以供选择，第一个方案是先对长边（A、B边）进行弯曲成形后再对高边（C、D边）进行弯曲成形，第二个方案就是先对高边（C、D边）进行弯曲成形后再对长边（A、B边）进行弯曲成形。

需要值得注意的是在进行大半径弯曲成形的时候要保证长边不会有划伤、折痕的情况出现。

第一种工艺方案大多数都会在产品研发初期产量不高的情况下使用，该工艺总共有3道生产工序，（1）冲裁处理（2）先对长边进行小半径弯曲处理，再对高边进行小半径弯曲处理（3）再对高边进行大半径弯曲处理。

整个过程需要用到3个压力机，每一个压力机上都配置有一套用于门壳成形的模具。

该工艺方案下门壳的长边与高边若是发生改变就需要对模具进行更换，从而降低生产效率增加生产成本。

第二种工艺方案的使用则较为普遍，整个过程共有5道工序，（1）对门壳冲裁处理（2）对高边进行小半径弯曲处理（3）对高边进行大半径弯曲处理（4）在长边大半径弯曲处理部位进行包角处理（5）对长边进行端部弯曲处理。

该种工艺方案能够很好的适应门壳高边和长边尺寸上的变化，能够有效的调高生产效率，节约生产成本，所以可选择第二种工艺方案。

第二种工艺方案所对应的具体工序如下。

（1）冲裁处理工序，为了更为符合柔性生产的目的，故选用5个小冲床对门壳进行冲裁，其相对位置能够在横、纵两个方向进行变化以此来满足不同尺寸门壳的冲切。

（2）弯曲处理工序，高边的小半径和大半径弯曲需要使用专业的弯曲机来进行，其原理是通过外模旋转的方式来进行弯曲。

（3）包角处理工序，分别利用4套模具来对门壳的4个拐角处的圆角进行单独弯曲处理，当门壳尺寸有变化时只需要对模具位置进行适当调整即可。

（4）端部弯曲处理工序，利用2套模具来实现对长边处小半径单独
弯曲的处理，同样也可以通过调整模具位置来适应不同尺寸的变化要求。

总的来说，该种工艺方案最为重要的就是将包角工艺和端部弯曲工艺的有效结合，那够较好的满足门壳尺寸变化带来的相关需求，需要值得注意的是门壳的尺寸要大于模具外形的尺寸，故成形时二者的相对位置要求精度较高，门壳的定位就显得较为重要。

四、模具结构设计
通过上述了解可以看出最为主要的工序模具设计是包角处理工序和端部弯曲处理工序。

4.1 包角模具设计重点
卸料板将门壳预压在模具内，上模下压，包边凹模在下降的过程中与限位块接触，随后包边凹模借助导向板进行侧向滑动，在次滑动过程中进行弯曲工艺其中包含了大半径圆弧面的成形。

上模下压到规定位置后，包边凸模再对门壳进行弯曲，该过程包含了对长边小半径弯曲。

故包角模具设计的重点就是要把控好凹凸模之间的间隙，这是因为在对门壳弯曲的过程中对于角度和表面质量要求较高，故间隙的把控非常重要，除此之外凹凸模的表面还需要进行抛光处理来降低其粗糙度这样才能够减少门壳与模具之间的摩擦从而保护门壳表面。

4.2 端部弯曲模具设计重点
模具经过上卸料板来对门壳进行预压，上模下压的过程中，利用上模板使得门壳完成弯曲，与此同时将下卸料板下压，让弯曲后的门壳与之避开，弯曲过程结束后上模上升，弯曲后的门壳被下卸料板顶起从而离开模板完成弯曲成形。

该模具的设计重点和包角模具设计基本相同，区别在于该模具的上模板尺寸较大要考虑其整体强度，使得成形过程不会有损害的出现影响其成形效果。

五、结语
综上所述，随着人们生活水平的不断提升其对冰箱的审美标准也在不断提升，而冰箱隐形端盖门壳工艺的应用能够很好的提升冰箱整体美观性，通过对门壳结构的分析、工艺方案的确定以及相关模具的设计这三个方面来对整体的工艺优化进行了简单探讨。

由于本人学识有限，文中未能提及的部分还望谅解，同时我也相信在未来的会有更为先进的工艺技术和设备会应用到冰箱隐形端盖门壳的制作上。

参考文献：
[1]李振岩,汤世松,杜晨,等.ABB 机器人在对开门冰箱门壳自动生产线中的应用[J].锻压装备与制造技术,2019,54(03):51-53.
[2]李成祥,刘丁一,张新宇,等.U 形冰箱门壳钣金成型自动化设备研究[J].机电工程,2018,35(06):603-607+617.。