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研究生:
楊東村
研究生(外文):
Tung-Tsun Yang
論文名稱:
冰箱隔熱材之自動化填充治具設計
論文名稱(外文):
Automatic Filling Fixture Design for Insulating Materials of Refrigerators
指導教授:
李碩仁
指導教授(外文):
Shuo-Jen Lee
學位類別:
碩士
校院名稱:
元智大學
系所名稱:
機械工程學系
學門:
工程學門
學類:
機械工程學類
論文種類:
學術論文
論文出版年:
2006
畢業學年度:
94
語文別:
中文
論文頁數:
62
中文關鍵詞:
隔熱材
、
自動化
外文關鍵詞:
Insulating Materials
、
Automatic
相關次數:
被引用:0
點閱:570
評分:
下載:0
書目收藏:1
冰箱所以能維持溫度,達冷藏、保溫之效,在於中空門璧內灌入發泡隔熱材。而加工過程中,隔熱材發泡膨脹,常會因壓力過大導致門璧變形、毀損,故需外加治具,將強大的推擠力施以適當且平整頂壓,以防止門壁破損、變形。本研究針對一特定加工廠,首先就其目前所使用之治具進行缺失分析。現行夾治具是由數板片接合固定而成,四周並無活動調節之機構,如此設計導致發泡材易漏、定位不易及加工後工件取出不易等重大缺憾。針對以上問題,三項全新設計之夾治具將一一呈現,並進行討論、分析。
首先針對發泡材易漏之缺失,特別設計一封壓側板,裝置於模穴周圍,完成發泡組件適當且閉合的緊密空間。且設有補償裝置,供以修正發泡組件之公差裕度,如此更切確改善漏料之虞。
此外以提升加工效率、改善上下模定位誤差為出發點,進行構思,創作出冰箱本體及門體隔熱材填充治具。其中斜導面及定位孔的雙重保障,完成了上下模精準定位,消除溢料問題;頂舉裝置,則解決過重的加工件取出不易之問題,輕鬆縮短加工時程。並針對不同型號冰箱,製作相對之上下模組,加工時配合貨批進行,更換於自動台車上,增加其機動性及效率。而如此隔熱材完全填充式之冰箱,更能加強其隔熱效果。
完成設計後,與現階段所使用之舊型機台相比較發現:加工時間由原有10 mins減少至6~7 mins;產能則由730片/8小時、340台/8小時,增為800片/8小時、400台/8小時。而如此結果圓滿達成最初目標:高效率、高產能之自動化機台設計,且業已申請專利通過,正式於生產線上服務。
Refrigerators have foaming insulating materials in the hollow walls to maintain constant temperature and achieve the functions of cooling and keeping warm. During the processing, the insulating materials would expand and exert more forces, and result in deformation and damage to the door. Therefore, additional fixtures were required to exert strong force to keep the door leveled and free from damage. This study analyzed the flaws of the currently used fixtures in a processing factory. The fixtures were made with several plates without movable joints. Such design would cause leakage of the foaming materials, difficulty in positioning and removal. Therefore, this study presented three new designs of fixture, and provided discussions and analysis.
First, a pressure sideboard was installed around the die to form suitable and sealed space for the foaming materials. Compensation device was installed to adjust the tolerance and improve the leakage problem.
To improve the efficiency and the error in the position of the upper and lower die, filling fixture for the refrigerator door and insulating material was designed. The oblique surface and positioning hole could ensure the positioning of the upper and lower die, and solve the problem of overflow. The jack device could solve the problem of difficulty in removing the materials, and reduce the work time. Customized upper and lower dies were made for different models of refrigerators, and changed on the machine to improve the mobility and efficiency. The design could also improve the insulating effect.
Compared the new design with the existing machine, it was found that the work time reduced from10 min to 6~7 min; the output increased from 730pc/8hr, 340unit/8hr, to 800pc/8hr, 400unit/8hr. The results proved the high efficiency and high productivity of the new design. The design has been patented and ready for service.
書頁名 II
論文口試委員審定書 III
授權書 IV
中文摘要 V
英文摘要 VI
目錄 VII
圖目錄 VIII
表目錄 X
第一章 序論 1
1.1 研究背景及動機 1
1.2 研究目標 2
1.3 論文概要 3
第二章 研究方法及現行加工方式 5
2.1 夾治具設計要點 6
2.1.1 夾治具設計步驟 8
2.2 發泡隔熱材簡介 10
2.3 現行加工方式 11
2.3.1 平面式隔熱材填充治具 11
2.3.1-1 平面式隔熱材填充治具結構說明及加工流程 12
2.3.1-2 平面式隔熱材填充治具設計缺點 16
2.3.2 完全填充式發泡隔熱材填充治具 17
2.3.2-1 完全填充式治具結構說明及加工流程 17
2.3.2-2 完全填充式之發泡隔熱材填充治具設計缺點 20
第三章 自動化填充治具設計與分析 22
3.1 發泡模具之封壓側板 23
3.2 冰箱本體隔熱材填充治具設計 29
3.2.1 冰箱本體隔熱材填充夾治具主結構說明 32
3.2.2 冰箱本體隔熱材填充治具主要裝置功能介紹 33
3.2.3 加工實施方式 34
3.3 冰箱門體隔熱材填充治具 38
3.3.1 冰箱門體隔熱材填充治具結構說明 41
3.3.2 冰箱門體隔熱材填充治具主要裝置功能介紹 41
3.3.3 加工實施方式 42
第四章 新舊填充治具加工比較 45
4.1 新舊治具加工流程比較 45
4.2 新舊治具加工效率比較 46
第五章 結論 50
圖目錄
圖1.1 舊型冰箱門體填充發泡隔熱材治具之下模具 2
圖2.1 研究流程圖 6
圖2.2 夾治具種類 8
圖2.3 夾治具設計流程圖 9
圖2.4 平面式隔熱材填充夾治具之結構設計 13
圖2.5 平面式隔熱材填充夾治具之下模組 13
圖2.6 平面式隔熱材填充夾治具之加工流程 14
圖2.7 於冰箱門板上均勻灌注適量發泡材 14
圖2.8 冰箱門體面板與內襯組合圖 15
圖2.9 舊式填充方式示意圖 15
圖2.10 因應不同冰箱機種所作上模具之設計 18
圖2.11 完全填充式之發泡隔熱材填充治具之結構設計 19
圖2.12 完全填充式填充治具之上模具及斜導面定位裝置 19
圖2.13 完全填充式之發泡隔熱材填充治具加工流程 19
圖3.1 舊型發泡模具之側板說明圖 25
圖3.2 傳統發泡模具之封壓側板結構示意圖 26
圖3.3 發泡模具之封壓側板分解立體圖 26
圖3.4 發泡組件植入模穴之實體圖 27
圖3.5 發泡組件尚未植入模穴之立體示意圖 27
圖3.6 發泡模具之封壓側板組合剖面示意圖 28
圖3.7 局部結構放大之組合剖面示意圖 28
圖3.8 封壓側板之調校動作示意圖 28
圖3.9 側板未能完全壓持發泡組件呈密合狀態之剖面示意圖 29
圖3.10 封壓側板配合一墊片應用之使用狀態示意圖 29
圖3.11 冰箱本體填充治具組合狀態之立體示意圖 30
圖3.12 冰箱本體填充治具分解狀態之立體示意圖 31
圖3.13 冰箱本體之填充夾治具實體圖 31
圖3.14 冰箱本體之填充夾治具實體展開圖 32
圖3.15 扣合裝置之應用動作示意圖 35
圖3.16 頂推裝置之應用動作示意圖 35
圖3.17 上壓板之應用動作示意圖 36
圖3.18 二側壓板之應用動作示意圖 36
圖3.19 另外二側壓板之應用動作示意圖 37
圖3.20 頂舉裝置之應用動作示意圖 37
圖3.21 冰箱門體隔熱材填充治具組合狀態立體圖 39
圖3.22 冰箱門體隔熱材填充治具分解狀態立體圖 39
圖3.23 冰箱門體隔熱材填充治具實體圖 40
圖3.24 冰箱門體填充治具組成狀態之側視圖 42
圖3.25 冰箱門體填充治具應用實施動作之側視圖 42
圖3.26 冰箱門體填充治具應用實施動作之端視圖一 42
圖3.27 冰箱門體填充治具應用實施狀態之端視圖二 43
圖4.1 新舊門體填充夾治具加工流程比較圖 46
圖4.2 舊型填充治具使用狀態 47
圖4.3 已製作完成之不同型號冰箱填充上、下模具 47
圖4.4 不同型號冰箱進行加工圖 47
圖5.1 依冰箱型號製作之可拆卸式治具 50
圖5.2 可裝置不同治具之自動台車 50
表目錄
表3.1 圖號說明對照表 25
表3.2 圖號說明對照表 30
表3.3 圖號說明對照表 38
表4.1 工廠整體一日加工產能表 48
1.王文博、胡興邦, 冷凍空調工程原理下冊, 承美科技圖書公司, p14-1~11,73 年。
2.宋文發、陶惟翰, 硬質PU 發泡隔熱材料之熱傳研究, 中國冷凍空調雜誌,p90~96 85 年。
3.宋文發、陶惟翰、曲新生, PU 真空保溫片之隔熱性能研究, 中國冷凍空調雜誌,p132~142,85 年。
4.李吉祥、關家倫、陳誼彰、楊炎勝、羅彗瑋, 環保冰箱隔熱材料之研發與輔導, 中國冷凍空調雜誌,p98~105,85 年。
5.經濟部能源委員會, 先進省能冰箱技術研究計劃, 88 年度期末報告, 88 年。
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7.孫即愚, 電冰箱省能對策分析, 中國冷凍空調雜誌, 第七卷第三期p28~39,88 年。
8.張文瑞、林振源, 家用電冰箱省能設計與評估, 能源基金計劃,p1~8,89 年12 月。
9.岡孝二, 家庭用電氣冷藏庫, 日本冷凍空調學會, 第74 卷第863 號p23~28,1999 年。
10.標準檢驗局, 中國國家標準, 電冰箱及冷凍箱CNS2062, 89 年。
11.日本武田藥品工業株式社, 替代發泡材料的技術開發與課題。
12.行政院, 環境保護署, 環保標章產品項目及其需之規格標準,85 年。
13.南亞塑膠公司, 門磁條的物性、試驗方法及要求值。
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