家用电冰箱侧板设计探讨及应用

金友华 暴桂光 陈瑞

(合肥荣事达三洋电器股份有限公司 安徽合肥 230088)

1 前言

近年来，我国家电行业有着突飞猛进的长足发展，家电行业已进入成熟阶段。从产品技术到产品生产均已达到世界领先水平，家电的竞争也已进入白热化阶段。家电产品的发展一方面向高技术、多领域融合发展，另一方面向外观多样化、设计简洁、必要功能优异等提高性价比的方向发展。家用电冰箱作为传统的白色家电代表，其外观留给人们的印象大多是立起来的长方体形状，外观的变化也仅仅局限在门体的外观上。曾有厂家通过塑料件易成型曲面的特点，设计制造出了卡通冰箱，但由于成本高、外观认可的人群少、视觉疲劳快等缺点，没有得到普及推广。

本文通过结构及图例分析，阐述一种新的电冰箱钣金侧板的结构形式及其与周边零部件的连接方式，并由此使电冰箱外观的多样性成为可能，同时也能降低产品的成本，大大提高产品的理想度，也符合产品技术的发展趋势。

2 现有电冰箱侧板与内胆的连接结构及其优缺点

2.1 现有电冰箱侧板与内胆的连接结构

目前冰箱侧板材料多是冷轧板（成形后喷涂）、PCM板，拼装侧板的典型结构形式如图1所示，该侧板因其特有的前后迷宫的结构，导致难于实现曲面成型设计。

图2

图3

图4

冰箱内胆多采用ABS或HIPS吸塑成型，与侧板配合的胆边结构如图2，侧板与内胆的配合连接方式如图3（其中，为防止侧板凝露，通常在与冷冻胆配合处增设防露管）。

2.2 现有电冰箱侧板结构的优缺点

优点：1）叠壁结构，强度较好；2）滚轧成型便于标准化批量生产。

缺点：1）滚轧成型设备一次性投入多，该结构板材材料使用多（成本高）；2）钣金侧板结构无法弯曲，不能做出曲面结构，产品箱体形状外观单一，不便于产品外观的多样化等。

3 侧板的结构如何更改既能保证使用要求又能够进行曲面弯曲

3.1 侧板前后迷宫的结构更改

钣金侧板影响弯曲的结构因素主要是侧板的前后迷宫结构，只有对其进行简化设计调整，才能使得侧板能达到弯曲要求。

图4（a）所示为去掉前迷宫结构的侧板与内胆配合处的结构，图4(b)所示为后迷宫结构调整后的结构情况。图示结构不但得到了简化，成型难度也大大降低，在进一步减小尺寸A并调整尺寸B后，侧板的曲面成型成为可能。

3.2 侧板更改后与内胆的配合连接

为保证配合要求，内胆边缘结构更改如图5(a)，更改后配合情况如图5(b)七冷冻室位置侧板与内胆的配合情况（冷藏位置侧板与内胆的配合仅缺少防凝管）。

3.3 侧板更改后与冰箱梁的配合

与中梁配合处的侧板局部增加过度段弯边结构如图6，与中梁的配合情况如图6(b)。如此配合达到了常规冰箱更改前的配合效果。

3.4 侧板更改后与后背板的连接配合结构3.4.1传统侧板与后背板的连接结构

如图7(a)，该传统设计结构可靠、便于装配，但成型、结构复杂而且材料成本也高。

3.4.2 改进后侧板与后背板的连接结构

改进后如图7(b)，结构简单，容易成形且材料成本较低，但在发泡预装中需要增加简易工装来协助固定后背板。(说明：侧板与冰箱底座的连接结构可参考侧板与后背板的连接结构调整，压缩机后罩盖固定在底座左右支撑上。)

3.5 常规冰箱U壳侧板直角打U拐角处的结构处理

对于U壳侧板，为了使其能够曲面弯曲变形，其前后迷宫结构仍可采用前面拼装侧板的更改方式更改。在U壳直角折弯的角部，仍可采用如图8的传统结构。

4 侧板改进后箱体发泡过程，配合强度薄弱处的受力分析及相应解决办法

4.1 侧板改进后箱体发泡过程中，冷藏冷冻箱胆与侧板的配合情况

图9(a)为箱体发泡时冷冻胆与侧板的配合情况：图9(b)为箱体发泡时冷藏胆与侧板的配合情况。

4.2 箱体发泡过程中，冷藏室侧板薄弱处的受力分析

通过力学模拟分析，在原尺寸A为20mm

图5

图6

图7

图8

图9

图10

24mm的情况下，侧板会在发泡过程中出现变形情况。如图10所示，F1、F 2为夹具的侧面加紧力，F 1为模板反向压力，F2为发泡液的膨胀压力（环戊烷发泡，硬泡压缩强度取150kPa）。

4.3 侧板薄弱处的改善设计方案

如图11所示，将尺寸A减小到10 mm——

15mm左右，或在侧板薄弱处增加垫条（如图11(b)，如此改善提高侧板强度，可保证产品发泡的质量。侧板曲面弯曲（或圆角折弯）部位需将A尺寸进一步减小，直到保证门封磁条的吸合面的大小为止，并对对应的箱胆配合部位进行结构调整。

5 钣金侧板多种曲面弯曲应用举例

图12为卧式冷藏冷冻冰箱，既是冰箱也可作为放电视的台面使用，它两侧的圆弧面靠侧板弯曲成型而成。

图13(a)为圆柱形冷藏冷冻冰箱，上顶开式冷藏室、下抽屉式冷冻室，冷藏室配旋转升降储物架。其四周靠侧板弯曲而成，造型新颖，取放物品也方便。图13(b)为箱包式单冷藏（或单冷冻）冰箱。侧板采用大圆角折弯成型，体现出美感。

6 结束语

通过以上对冰箱钣金侧板的结构分析和设计改进，使钣金侧板在更多的曲面外观上得到更广的应用成为可能，从而在曲面产品上减少了塑料零部件的使用，并大大减少了模具的投入及产品的成本。

在传统冰箱产品上使用改进后的钣金侧板，不仅使侧板的成型变得容易、简单，同时也使成本有较大降低。

总之，家用冰箱在我国的发展已经进入非常成熟的阶段，多年来冰箱的外观也仅仅局限在对门体的变形和花色的变化上，而箱体部分却很少做外形上的变化，究其原因多是传统冰箱钣金侧板的结构无法做出曲面成型。个别厂家设计带有曲面的箱体也大都采用了塑料零件，不仅增加了模具的投入，也大大增加了产品的成本，削弱了产品的市场竞争力。为适应冰箱箱体曲面化外观的需要，本文在对钣金侧板的结构设计上做了改进分析探讨，使得钣金侧板的结构向着更有利于箱体曲面化发展的需要而改变，同时也能满足大规模生产时采用侧板生产线生产的要求。

图11

图12

图13