海信容声（广东）冰箱有限公司 广东佛山 528303
摘要：冰箱越来越受到人们的喜爱，因此冰箱市场竞争非常残酷。生产企业只有不断更新研发功能多、质量好的新产品，才能尽可能吸引消费者，从而提高市场的市场份额。在冰箱门上改变冰箱的外观设计，增加显示组件，改变外观后，消费者就可以直观的注意到，并且成功的吸引消费者。只有提升消费者对冰箱的第一印象，才能促进消费者的购买。
关键词：冰箱显示组件；结构设计；方法
1.冰箱的工作原理
冰箱就箱体本身而言，采用的是绝热材料，这种设计可以通过电能的作用实现制冷的目的。对于冰箱的制冷性能，与电气控制系统、制冷系统以及箱体本身的材料属性都有关系。其中冰箱的质量与制冷系统有着直接的关系。具体在工作过程中是借助制冷剂的作用，及时将中温状态下的液态制冷剂，通过蒸发器的作用，转化成气态的制冷剂。再通过压缩机的作用，将高压的制冷剂蒸汽输送到冷凝器，放出热量再也化成液体，并使用干燥过滤器清理整个过程中产生的杂质和水分。在这个过程中，制冷剂通过蒸发器和冷凝器的作用，在制冷系统中实现单向循环，从而及时将箱内的热量转移到箱外。
2.冰箱显示组件的构成
显示组件一般来说，包括的零件有显示衬盒、显示盒座、显示板及显示面板等。不同的显示组件有其相应的控制功能，目前所销售的电控冰箱基本都是触摸键。大部分电控冰箱的显示结构都设置在门体上，也有部分电控冰箱的显示结构设置在门把手上面。即使冰箱外观都各有千秋，但都有其共同的特点：显示组件作为外观件，一般需要有精美的外观。因此，显示面板通常都会使用热烫印、丝网印刷、喷涂、电镀等工艺；显示窗一般会有丝网印刷、热烫印等处理；按键帽通常有电镀、喷涂等处理。配合尺寸的要求一般来说比较严格，显示面板与门体的配合间隙一般不超过0.3mm，显示面板与显示板的配合间隙要求均匀，侧隙误差不能超过0.2mm，高度误差不能超过0.2mm。
3.零件材料选择
选择恰当材料性能很关键，但又很复杂。零件材料不同，结构设计也有所不同，因此，对选用材料的性能必须有清晰的了解。显示组件塑料件主要用热塑性塑料。塑料选择时应注意下面几个问题：第一，在考虑零件的强度和刚度上同时，除了从材料性能上考虑以外，还要从制品结构设计上（如厚度和加强筋等）加以考虑，材料的成型工艺性、涂装性和染色性、经济性等也都是选材时应考虑的因素；第二，各种塑料有一定的使用强度范围和允许接触的介质以及能承受的压力和温度，选用和设计时应该充分考虑这些因素；第三，在尺寸稳定性的要求中，除尺寸精度外，还要考虑有的塑料有蠕变和后收缩或变形的倾向，选用和设计时应充分注意。
4.零件结构设计的优化
4.1壁厚设计
塑料件的壁厚与其使用要求、尺寸、几何形状和材料性能有关，对其力学性能、外观、成形性和经济性有着非常重要的影响。壁厚的确定原则是：壁厚均匀、过渡平滑。此外，塑料零件需要符合相关认证要求，在确定壁厚时还要考虑安全要求及是否有阻燃和绝缘要求，厚度上要根据材料的特性进行确认。一般来说，产品的强度和刚度受壁厚的影响。壁厚也会影响制件受力时是否易出现翘曲变形，及影响制件生产时的流动阻力。为了尽可能降低材料成本，厂家会追求薄壁（壁厚小于1.5mm）。但是，只有高性能的成型设备和薄壁零件才能达到理想的充模速度和注射压力，这将增加很多不必要的成本。增加的成本往往足以抵消节省下来的材料成本，导致整体成本的上升。从上面可以看出，薄壁件应用于尺寸和重量不正常的小产品（如手机、数码相机等），不宜用于大型冰箱产品。相反，如果厚度过大，不仅会浪费材料，延长成型周期，降低生产率，同时制件也容易出现许多缺陷，包括气泡、收缩和翘曲等。
4.2加强筋的设计
加强筋可以在不增加壁厚的情况下，提高塑料件的强度和刚度，并可以节约塑料用量，减轻重量、降低成本。并且有效防止制件翘曲，还起到辅助浇道的作用。加强筋的设计要点：1、用高度较低、数量稍多的筋代替高度较高的单一加强筋、避免厚筋低部冷却收缩时产生 表面凹陷。当筋的背面出现凹陷影响外观时，可采用装饰结构予以遮掩。2、筋的布置方向最好与熔料的充填方向一致。3、筋的根部用圆弧过渡，以避免外力作用时产生应力集中而造成零件的损坏，但根部圆角半径过大则会出现凹陷。4、一般不要在筋上安置任何零件。5、位于制品内壁的凸台不要太靠近内壁，以避免凸台局部熔体充填不足。6、为了防止正面收缩痕迹，尽量将与正面连接的壁厚减薄，如果强度有影响，可以将连接处局部减薄。
对于冰箱零件壁较厚、冰箱零件尺寸较大的制品来说，一般采用设置加强筋的方法来改善冰箱零件的强度与刚性。为了能够有效的减少缩痕等有缺陷产品的生产，可以减少壁厚的增加，减少材料的使用量，节约成本。如显示盒底部面积比较大，在冰箱门发泡的过程中，需要承受较大的压力与高温，为防止门发泡时出现变形的情况，一般会在显示盒底部设计加强筋。对于尺寸较长，面积较大的零件，为防止零件的变形，可以利用零件凹凸结构，采用棱边加强筋的方式进行控制。
4.3圆角的设计
除了在零件的设计和造型上需要设置圆角外，冰箱塑料件的四周和内部的连接处也采用了圆角、圆弧等设计方法，可以增加零件外观的美观和流畅性，消除应力集中的，提高零件的强度，以提高零件的使用寿命。另外圆角设计还能改善塑料的流动，从而便于脱模。一般圆角的设计遵循公式：0.25＜R/T＜0.75，其中R为塑料件的圆角半径，T为该塑料件的厚度。
4.4零件形状
在许多实际应用中，零件的整体形状是影响其刚度和承载能力的重要因素。在设计过程中选择合适的形状可以提高零件的刚度，又可以很好的节约设计的成本。冰箱的抽屉底部和侧壁大部分都是平面设计，刚度不足的现象时有发生，通常会在底部设计凹槽、侧壁增加翻边设计，这样就可以增加其刚度；在变形加大时，可以将正面设计增加外凸的弧形，这样既可以增加其正面的刚度，也可以是正面的变形被掩盖。
4.5零件外观结构设计优化
为了不影响冰箱的外观和结构，在选择零件时要多加注意，尤其是凸钩、肋片等零件，会影响零件的外观。当显示面板内，有加强筋、立柱和挂钩，将加强筋的厚度和直径控制在一定范围内。虽然外观部分的一些成型模不能更换，但可以将筋条交叉处的根部挖空，以避免筋条交叉处的材料堆积，防止表面出现缩痕，并设计卡勾的方向。如果卡勾的方向是向外设计的，模具的壁厚就不可能均匀。即使设计有抽芯，也达不到均匀性，在卡勾底部也会出现积料现象。这样，零件的表面很容易损坏。对于需要进行热烫印的零件，在进行此类零件的设计之前，要做好凸面设计，并对周边设计成圆角。为了降低冰箱的制造成本，在保证质量的前提下尽量节约材料。根据零件的涂装和结构需要，选择价格合适、质量保证的塑料，选择普通级、透明级的材料。至于显示窗的部分，对硬度和透光率的要求比较高，所以可以选择PMMA、透明ABS等塑料。
参考文献：
[1]黄伟新.冰箱的工作原理及冰箱节能措施[J].知识-力量，2019（41）.
[2]吕海婷.浅谈冰箱显示组件结构设计方法[J].城市建设理论研究（电子版），2015，5（26）：522-523.
[3]方伟.冰箱显示组件结构设计方法探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2015，5（14）：1477-1478.
[4]陈士发，夏超，张磊，周更生，吕正光.Moldflow软件在冰箱结构优化中的应用[A].中国家用电器协会.2013年中国家用电器技术大会论文集[C].中国家用电器协会，2013：8.