塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計5-加強(qiáng)筋設(shè)計分析

1、塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計-(5)加強(qiáng)筋設(shè)計瀏覽 發(fā)布時間15/05/10基本設(shè)計守則加強(qiáng)筋在塑膠部件上是不可或缺的功能部份。加強(qiáng)筋有效地如工字 型，增加產(chǎn)品的剛性和強(qiáng)度而無需大幅增加產(chǎn)品切面面積，但沒有如工字型 筋，倒扣結(jié)構(gòu)將難於成型，對一些經(jīng)常受到壓力、扭力、彎曲的塑膠產(chǎn)品尤其適 用。此外，加強(qiáng)筋更可充當(dāng)內(nèi)部流道，有助模腔充填，對幫助塑料流入部件的支 節(jié)部份很大的作用。加強(qiáng)筋一般被放在塑膠產(chǎn)品的非接觸面，其伸展方向應(yīng)跟隨產(chǎn)品最大應(yīng) 力和最大偏移量的方向，選擇加強(qiáng)筋的位置亦受制於一些生產(chǎn)上的考慮，如模腔 充填、縮水及脫模等。加強(qiáng)筋的長度可與產(chǎn)品的長度一致，兩端相接產(chǎn)品的外壁， 或只占據(jù)產(chǎn)品部份的長度，用

2、以局部增加產(chǎn)品某部份的剛性。要是加強(qiáng)筋沒有接 上產(chǎn)品外壁的話，末端部份亦不應(yīng)突然終止，應(yīng)該漸次地將高度減低，直至完結(jié)， 從而減少出現(xiàn)困氣、填充不滿及燒焦痕等問題，這些問題經(jīng)常發(fā)生在排氣不足或加強(qiáng)筋一般的設(shè)計加強(qiáng)筋最簡單的形狀是一條長方形的柱體附在產(chǎn)品的表面上，不過為了 滿足一些生產(chǎn)上或結(jié)構(gòu)上的考慮，加強(qiáng)筋的形狀及尺寸須要改變成如以下的圖一 般。h /X2I. EJ FrzzzzL77777TAt -4加強(qiáng)筋的兩邊必須加上出模角以減低脫模頂出時的摩擦力，底部相接產(chǎn) 品的位置必須加上圓角以消除應(yīng)力過分集中的現(xiàn)象，圓角的設(shè)計亦給與流道漸變的形狀使模腔充填更為流暢。此外，底部的寬度須較相連外壁的厚度為

3、小，產(chǎn)品厚度與加強(qiáng)筋尺寸的關(guān)系圖a說明這個要求。圖中加強(qiáng)筋尺寸的設(shè)計雖然已按合 理的比例，但當(dāng)從加強(qiáng)筋底部與外壁相連的位置作一圓圈R1時，圖中可見此部分相對外壁的厚度增加大約50因此，此部份出現(xiàn)縮水紋的機(jī)會相當(dāng)大。如果將 加強(qiáng)筋底部的寬度相對產(chǎn)品厚度減少一半(產(chǎn)品厚度與加強(qiáng)筋尺寸的關(guān)系圖b)， 相對位置厚度的增幅即減至大約 20%縮水紋出現(xiàn)的機(jī)會亦大為減少。由此引伸 出使用兩條或多條矮的加強(qiáng)筋比使用單一條高的加強(qiáng)筋較為優(yōu)勝，但當(dāng)使用多條加強(qiáng)筋時，加強(qiáng)筋之間的距離必須較相接外壁的厚度大。加強(qiáng)筋的形狀一般是細(xì) 而長，加強(qiáng)筋一般的設(shè)計圖說明設(shè)計加強(qiáng)筋的基本原則。留意過厚的加強(qiáng)筋設(shè)計 容易產(chǎn)生縮水紋、

4、空穴、變形撓曲及夾水紋等問題，亦會加長生產(chǎn)周期，增加生 產(chǎn)成本。()產(chǎn)品厚度與加強(qiáng)筋尺寸的關(guān)系0.6T為避免縮水，筋的根部為0.6T，筋的高度為2 T （最大不過3T）,底部圓角為R=0.125T,拔模斜度為0.5 1.5 ,筋的方向最好和GATE同 向筋間的距離盡可能在壁厚兩倍以上筋根部厚度約為（0.50.7）T ;筋間間距4T;筋高L3TPC,PPO T0.6TPA,PE T0.5T PMMA,ABB：0.5TPS T0.6T除了以上的要求，加強(qiáng)筋的設(shè)計亦與使用的塑膠材料有關(guān)。從生產(chǎn)的角 度看，材料的物理特性如熔膠的黏度和縮水率對加強(qiáng)筋設(shè)計的影響非常大。此外，塑料的

5、蠕動（creep）特性從結(jié)構(gòu)方面來看亦是一個重要的考慮因素。例如，從生 產(chǎn)的角度看，加強(qiáng)筋的高度是受制於熔膠的流動及脫模頂出的特性（縮水率、摩擦系數(shù)及穩(wěn)定性），較深的加強(qiáng)筋要求膠料有較低的熔膠黏度、較低的摩擦系數(shù)、 較高的縮水率。另外，增加長的加強(qiáng)筋的出模角一般有助產(chǎn)品頂出，不過，當(dāng)出 模角不斷增加而底部的闊度維持不變時，產(chǎn)品的剛性、強(qiáng)度，與及可頂出的面積即隨著減少。頂出面積減少的問題可從在產(chǎn)品加強(qiáng)筋部份加上數(shù)個頂出凸塊或使 用較貴的扁頂針得以解決，同時在頂出的方向打磨光潔亦有助產(chǎn)品容易頂出。從結(jié)構(gòu)方面考慮，較深的加強(qiáng)筋可增加產(chǎn)品的剛性及強(qiáng)度而無須大幅增加重量，但與此同時，產(chǎn)品的最高和最低點的

6、屈曲應(yīng)力（bending stress）隨著增加，產(chǎn)品設(shè)計員須計算并肯定此部份的屈曲應(yīng)力不會超出可接受的范圍。從生產(chǎn)的角度考慮，使用大量短而窄的加強(qiáng)筋比較使用數(shù)個深而闊的加 強(qiáng)筋優(yōu)勝。模具生產(chǎn)時：加強(qiáng)筋的闊度（也有可能深度）和數(shù)量應(yīng)盡量留有馀額， 當(dāng)試模時發(fā)覺產(chǎn)品的剛性及強(qiáng)度有所不足時可適當(dāng)?shù)卦黾樱驗樵谀＞呱先コ摿媳仁褂脽富蚣由喜迦爰仍黾愉摿系姆椒▉淼煤唵渭氨阋?。f d atob - 0.6 - 0.75a巧-迪若須靈更高之遞則tn上鎖外的勵 (1 = 5 3 宜e = 0.2命(轉(zhuǎn)角半密 f=軍逵最少a空翳加強(qiáng)筋增強(qiáng)塑膠件強(qiáng)度的方法以下是加強(qiáng)筋被置於塑膠部件邊緣的地方可以幫助塑料流入

7、邊緣的空b = ac - ad -2ae = 0.6 0.7aF 二置於塑膠部件邊緣地方的加強(qiáng)筋5.1 加強(qiáng)筋的作用 在不加大制品壁厚的條件下，增強(qiáng)制品的強(qiáng)度和剛性，以節(jié)約塑料用量,減輕重量，降低成本。（2）可克服制品壁厚差帶來的應(yīng)力不均所造成的制品歪扭變形。（3）便于塑料熔體的流動，在塑件本體某些壁部過薄處為熔體的充滿提供通道。 5.2 加強(qiáng)筋的形狀及尺寸塑件上加強(qiáng)筋和凸臺的形式和應(yīng)用如圖2-9，圖2-10所示。JS2-?制品上的砂羽殆臺（一）J)制品上曲助和凸宦（二）圖 2-10加強(qiáng)筋尺寸參數(shù)如圖2-11，圖2-12所示。鶏塑性踏料制品肋的尺寸陽宴12贈固忖:翹岸制捅刪的尺寸A鉗詰厚注C-

8、3S抽Jft卸聒強(qiáng)度更求離可mjDW的條歎） D = 2B e氏 a F-辭度（i.r-r）山一助祀荒由上的寬度 H = A/2 C3AD = A/4A/4 F-101 G = 563 T-衛(wèi)（ft/；）w-c 或乩口（晟昏】I - （J SA12 15型品的外側(cè)刊臺iU 24S靠近側(cè)挺射西臺汽一吋屁平呼 ffififi忙慮而卜的fL爛CM.時 D = 2B E = L,T F=命一OJS? AGDl-A/4K-J IftiA）進(jìn)趴烈 tfti1） L 一韓論1角撐位于制品邊緣，支撐制品壁面，以增加強(qiáng)度及剛度，尺寸參數(shù)如圖2-16所示。（S 2 16朝料制舗的角檸幾一刮品空厚 B=A C=HL

9、f=2Ii -0用感2E5.3 加強(qiáng)筋的設(shè)計要點（1）用高度較低、數(shù)量稍多的筋代替高度較高的單一加強(qiáng)筋，避免厚筋底冷卻 收縮時產(chǎn)生表面凹陷（圖2-17、圖2-18 ）。當(dāng)筋的背面出現(xiàn)凹陷影響美觀時, 可采用圖2-19所示的裝飾結(jié)構(gòu)予以遮掩。i)b)H2 17制品汕的含理進(jìn)計a)b)圖218肋的各部分尺寸a) 肋根部厚度與基礎(chǔ)壁厚相同時，A部面積比基礎(chǔ)面積增加50%而產(chǎn)生縮孔b) 肋根部卑度為基礎(chǔ)壁厚1時，E部面積比基礎(chǔ)面積只增加20%,不會產(chǎn)生縮孔(2) 筋的布置方向最好與熔料的充填方向一致(見表 2-12中示例)。(3) 筋的根部用圓弧過渡，以避免外力作用時產(chǎn)生應(yīng)力集中而破壞。但根部圓 角半

10、徑過大則會出現(xiàn)凹陷。(4) 一般不在筋上安置任何零件。(5) 位于制品內(nèi)壁的凸臺不要太靠近內(nèi)壁，以避免凸臺局部熔體充填不足(圖2-20)。加強(qiáng)筋在防止制品變形、增加制品剛性方面的應(yīng)用如圖 2-21圖2-22所示。的陷遮掩設(shè)計23 2-20制品的內(nèi)壁凸臺)a b)衣aq)r)圖2-21防止制魁變形、均加剛性的站構(gòu)設(shè)計ah b) g)d). c)邊IB9 伏 h)底面加蠱i). D、k). I), m) fiEDEii n)簾形to強(qiáng) o)假址肌侵p防卍曲坑的沏如q)底Md交艾設(shè)計r)皺九坨加設(shè)計半徑和填儒圖2-22加強(qiáng)肋r凸臺角綜合利用范圍0.6tO加強(qiáng)筋設(shè)計注意的問題參見表2-12不 fL林針強(qiáng)勰勰嗪聶撿器猥怨軟詵何況的尺寸大于圖2-1L HI 2 亡時