冰箱內膽成形中角部破裂的解決方法

南昌齊洛瓦電器集團總公司 （江西 330022） 李宗華

南昌航空大學 （江西 330034） 張樹國

冰箱內膽是冰箱的主要結構部件之一，而內膽成形過程中角部破裂是其生產報廢的主要原因。研究分析冰箱內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。通過對冰箱內膽真空吸塑成形加工過程中角部吸薄破裂的原因進行分析，對模具的過渡圓角進行了優化，提出了一種有效的解決方法。

1. 真空吸塑成形原理簡述

真空吸塑成形是一種熱成形加工工藝（見圖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械壓力，使其變形后貼合在特定的模具輪廓面上，經過冷卻定形，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 冰箱內膽及過渡圓角改進前示意

我們新開發的一款全冷凍單門冰箱箱膽如圖2所示，箱膽材質是HIPS，吸塑片材厚度為4mm，箱膽采用真空吸塑陽模ZL401鋁合金成形工藝加工。在箱膽吸塑模試模過程中，箱膽兩側面9mm寬膽筋如圖2中A、B、C、D、E、F六處，容易吸簿甚至破裂，達不到生產工藝的要求，經過多次調試零件合格率只有50%。

（1）真空吸塑陽模成形特點 真空吸塑陽模成形工藝對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量較高，結構上也比較鮮明細致。壁厚的最大部位在陽模的頂部，而最薄部位在陽模側面與底面的交界區，該部位也是最后成形的部位，制品側面常會出現牽伸和冷卻的條紋，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，而在后繼的相關過程中，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面處最高。

（2）影響真空吸塑成形的幾個因素 根據真空吸塑成形原理，影響吸塑成形的幾個工藝因素有加熱時間、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和厚度等。加熱時間、成形溫度、成形速度、成形壓力、冷卻條件這幾個因素都可以通過設備進行調節，達到最佳狀態。片材的材質和厚度也可以通過更換片材進行試模或生產。在實際的生產中發現模具各過渡圓角也是影響成形的重要因素，過渡圓角對片材的流動性影響很大，所以模具過渡圓角對吸塑成形的影響至關重要。

3. 模具過渡圓角改進方案及實施

真空吸塑陽模成形特點：模具材料為ZL401鋁合金，壁厚的最大部位在陽模的頂部，而最薄部位在陽模側面與底面的交界區。對模具過渡圓角進行改進，一是對模具頂部四個角進行改進，由原來的球面改進為有過渡圓角的大三角平面，在沒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R過渡圓角，改進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間，使片材有更多料向側面分配。二是對寬度為9mm的膽筋進行改進，如圖3所示，由原來的R3mm改為R6mm，因為考慮到抽屜和蒸發器的裝配，這是能改進后最大尺寸。

圖3 過渡圓角改進后示意

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

4. 結語

通過這次改模試模，可以看到模具過渡圓角對吸塑成形的影響很大，大的過渡圓角可以使板材的流動性更好。在產品的設計當中要充分考慮吸塑加工的工藝要求，設計適當的過渡圓角。有了這次經驗后，對原來吸塑過簿的模具都進行了改進，取得很好的效果，同時也降低了吸塑板材的厚度，為公司減少了生產成本，提高了產品質量。