研究一下這款新型連體冰箱的內膽模具

本文摘選自《模具工業》2018年第1期

作者：王和升，胡基建，楊志兵

（滁州市科創模具製造有限公司）

冰箱內膽作為存儲食物的容器，按功能用途可分為冷藏、冷凍、保鮮和冰溫室內膽，這些是冰箱的重要組成零件，一般採用丙烯腈一丁二烯一苯乙烯（ABS）或耐氟高抗沖聚苯乙烯（HIPS）塑料板材吸塑成型，考慮塑料板材成型的工藝性，每個內膽都設計成獨立的零件，不同內膽之間通過不同的橫樑和豎梁連接，再通過發泡成型生成箱體。

國內部分家電企業出於降低製造成本考慮，將冷藏、冷凍箱內膽設計成連體零件，減少冷藏、冷凍箱內膽之間連接梁，但2個內膽之間距離僅70mm左右，在吸塑成型時，2個內膽之間塑料板材拉伸比太大，塑料板材在2個內膽之間壁厚0.6mm），經常出現拉裂，廢品率高；在增加成型塑料板材厚度情況下，塑件壁厚差異太大，最終還是設計成2個零件。吸塑成型模是1模2腔（冷藏+冷凍）結構，設計時可增加2個型腔之間距離，減小2個型腔之間塑料板材在成型時的拉伸比，方便成型。

目前，國外出現了大冷藏+小冷凍冰箱，這類冰箱要求冷藏和冷凍是連體內膽，不允許分體。針對此類冰箱內膽，國內主要通過增加成型塑料板材的厚度來保證內膽最薄處壁厚≥0.6mm，成型所需塑料板材最薄厚度5mm，合格率只有80%左右。而歐美國家則通過控制吸塑成型時冷藏、冷凍型腔的溫度，來提高塑件合格率，但每台吸塑成型設備需要有2台以上模溫機來保證，生產成本高，成型所需塑料板材最薄厚度4.5mm，合格率約95%。現在冰箱內膽吸塑成型技術的基礎上，研製一種用於連體冰箱內膽吸塑成型模的主體擺動機構，解決了連體冰箱內膽吸塑成型的缺陷，有效地提高了塑件合格率，降低了塑料板材厚度，為今後連體冰箱內膽吸塑成型模的開發提供了新的思路。

內膽設計要求及特點

圖1 內膽3D模型

冰箱內膽3D模型如圖1所示，吸塑材料為ABS或HIPS塑料板材，塑件為矩形深腔薄壁殼體，吸塑成型後最薄處壁厚≥0.6 mm，內膽結構如圖2所示。該冰箱內膽冷凍腔小，高度＜270 mm；冷藏腔和冷凍腔之間距離短，最短距離約45 mm左右，如圖2所示。

圖2 內膽結構

模具結構設計

1

模具本體設計

模具本體在設計時與傳統的1 模2 腔（冷藏+冷凍）式吸塑模結構相同，主要包括模具型腔主體、接水槽翻轉脫模機構、滑塊脫模機構、模溫控制系統等部分組成，如圖3所示。

圖3 模具本體局部視圖

1.接水槽翻板脫模機構 2.模具型腔主體 3.滑塊脫模機構 4.活動塊抽芯機構 5.模溫控制水管 6.側滑塊脫模機構

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主體擺動機構設計

圖4 主體擺動機構局部視圖

1.主體擺動機構 2.固定板 3.鉸鏈座 4.鉸鏈座 5.氣缸 6.氣缸固定板 7.安裝支耳 8.連接桿 9.連接板 10.限位塊 11.模具本體 12.下導向塊 13.上導向塊 14.銷軸 15.銷軸 16.銷

針對內膽冷藏和冷凍型腔之間距離較小，材料在該處流動時變薄嚴重的問題，設計了冷凍型腔能夠向外翻轉的主體擺動機構，吸塑成型時冷凍型腔與冷藏型腔之間的開口由大逐漸變小，改善了兩腔之間側壁成型時材料流動性，保證了塑件成型質量。主體擺動機構如圖4 所示，內膽成型底部的下端設有固定板2，固定板2 的底部設有連接板9，連接板9 通過連接桿8 與氣缸5 連接，氣缸5 的另一端連接在氣缸固定板6 上，主體擺動機構底部鉸鏈座3與鉸鏈座4 配合鉸接；主體擺動機構可在氣缸驅動下，沿鉸鏈座3 和鉸鏈座4 的軸心旋轉一定角度，擺動角度可以通過限位塊10控制。

該機構有以下幾個特點：

01

氣缸5採用薄型緊湊型氣缸，同時在氣缸的進出氣迴路上安裝單向節流閥，用於調整主體擺動機構的擺動速度。

02

下導向塊12 和上導向塊13 採用滑動配合對稱布置設計，保證了主體擺動機構擺動過程中的運行精度，避免了主體擺動機構在工作位置時與模具本體產生錯位，消除塑件熔接痕的產生。

圖5 主體擺動機構內部水道布局

1.主體擺動機構 17.水管

03

主體擺動機構內部水道採用隨型布置（見圖5），保證了模具成型面溫度均勻穩定，吸塑成型時，塑件表面無冷卻痕，提高了塑件合格率。

模具工作過程

圖6 主體機構擺動後示意圖

成型塑料板材在真空吸塑機上加熱完成後，模具隨運動架開始上升，此時擺動主體處於圖6 所示位置，當模具上升到一定高度時，擺動主體開始與塑料板材接觸，此時控制小主體擺動的薄型緊湊型氣缸在換向電磁閥的作用下，開始緩慢退回，塑料板材慢慢包覆在模具零件表面，當模具上升到位時氣缸退回到位，擺動主體處於工作位置，氣缸速度通過安裝在進出氣迴路上的單向節流閥控制，然後設備開始對模具型腔抽真空，板材完全吸塑在模具零件表面，設備對模具型腔消真空再冷卻，冷卻完成後氣吹脫模，模具隨運動架下降，下降到位後，氣缸在換向電磁閥的作用下換向，小主體擺動向外打開，塑料板材輸送到下料位置，完成一個成型周期。

設計的新型連體冰箱內膽模具使傳統設計中的缺陷得到了有效的解決，實踐證明，該方法設計的吸塑模與現有模具相比，成型所需塑料板材的厚度由原來的5 mm 降低為4 mm，材料成本降低了20%，塑件的合格率由80%提高到了99%。

微信編輯：野牛

《模具工業》創刊於1975年，是我國最早出版的模具專業期刊，系中國模具工業協會會刊，在我國模具行業具有較高的知名度和影響力，主要報道各類模具先進技術及行業動態等，是交流模具技術、傳播模具信息、宣傳行業廣告的理想平台。

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