加强筋在塑胶件中的应用设计
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加强筋为了增加制品的强度,目前一般采用设置加强筋的方法。
在大多数情况下,通过这种方法最有效地达到目的。
设置加强筋不仅能增加强度,而且能改善树脂的流动状态,有时还可以防止因残余应力而产生的变形.一般采用的标准是,在没有支撑座的情况下,筋的高度为基础壁厚的3倍,其根部的圆角至少是壁厚的0.3倍,而它的根部厚度是基础壁厚的2/3。
对于具有大面积平面的制品,为了防止挠曲,也可以采用设置筋的方法。
从设置筋的效果来讲,与其增加筋的高度,不如增加筋的数量为好。
有时增加高度虽然不影响成型,但是在其中间容易产生缩孔,并使其根部产生应力过分集中,容易引起开裂,以致失去增强的意义。
如果这种缩孔的确是影响外观,则有必要考虑在其背面设置窄筋,或者设置沟槽,或者在这部位上进行花纹处理,并使之不显眼。
图1—2(a)示出了若筋的根部厚度取为基础壁厚时,会产生缩孔的图例;若如1—2(b)那样,取基础壁厚的1/2时,则不会产生缩孔.(a)筋根部厚度与基础壁厚相同时,A部面积比基础面积增加50%而产生缩孔;(b)筋根部厚度为基础壁厚1/2时,B部面积比基础面积增加20%,不会产生缩孔。
加强筋的主要作用,是在不增加壁厚的情况下,增加塑件的强度和刚度,避免塑件变形翘曲。
设计加强筋时应注意以下问题:(1) 加强筋与塑件壁厚连接处应采用圆弧过度;(2)加强筋厚度不应大于塑件壁厚.(3) 加强筋端面高度不应超出塑件高度,宜低于0.5mm以上。
加强筋的结构如图1-3所示。
若塑件壁厚为t,则加强筋高度L=(1∼3)t,筋根宽A=(1/4∼1)t,筋根过渡圆角R=(1/8∼1/4)t,收缩角α=2°∼5°,筋根部圆角r =t/8,当t≤2mm时,取A=t。
三、圆角与孔对塑料制品来说,除了要求使用尖角之外,其余所有内外表面转弯处应尽可能采用圆角过渡。
这样,不但使塑件强度高。
外观漂亮,而且塑件在型腔中的流动比较容易。
此外,模具型腔热处理时不易产生内应力和变形。
塑胶产品部件设计准则之加强筋( Ribs )2008-10-29 □本站整理专题:中国设计阅读:1242关键字:塑胶,产品,部件,设计,准则,加强筋,Ribs加强筋 ( Ribs )基本设计守则加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。
加强筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如『工』字铁般出现倒扣难於成型的形状问题,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。
此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。
加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。
加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。
要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部份亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。
加强筋一般的设计加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上的考虑,加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。
长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。
此外,底部的宽度须较相连外壁的厚度为小,产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。
图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例,但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时,图中可见此部份相对外壁的厚度增加大约50%,因此,此部份出现缩水纹的机会相当大。
如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b),相对位置厚度的增幅即减至大约20%,缩水纹出现的机会亦大为减少。
产品结构设计准则--加强筋篇基本设计守则加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份;加强筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如『工』字铁般出现倒扣难于成型的形状问题,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用;此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用; 加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制于一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等;加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性;要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部份亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上;加强筋一般的设计加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上的考虑,加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般;加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅;此外,底部的宽度须较相连外壁的厚度为小,产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求;图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例,但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时,图中可见此部份相对外壁的厚度增加大约50%,因此,此部份出现缩水纹的机会相当大;如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半产品厚度与加强筋尺寸的关系图b,相对位置厚度的增幅即减至大约20%,缩水纹出现的机会亦大为减少;由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜,但当使用多条加强筋时,加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大;加强筋的形状一般是细而长,加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则;留意过厚的加强筋设计容易产生缩水纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题,亦会加长生产周期,增加生产成本;产品厚度与加强筋尺寸的关系除了以上的要求,加强筋的设计亦与使用的塑胶材料有关;从生产的角度看,材料的物理特性如熔胶的黏度和缩水率对加强筋设计的影响非常大;此外,塑料的蠕动creep特性从结构方面来看亦是一个重要的考虑因数;例如,从生产的角度看,加强筋的高度是受制于熔胶的流动及脱模顶出的特性缩水率、摩擦系数及稳定性,较深的加强筋要求胶料有较低的熔胶黏度、较低的摩擦系数、较高的缩水率;另外,增加长的加强筋的出模角一般有助产品顶出,不过,当出模角不断增加而底部的阔度维持不变时,产品的刚性、强度,与及可顶出的面积即随着减少;顶出面积减少的问题可从在产品加强筋部份加上数个顶出凸块或使用较贵的扁顶针得以解决,同时在顶出的方向打磨光洁亦有助产品容易顶出;从结构方面考虑,较深的加强筋可增加产品的刚性及强度而无须大幅增加重量,但与此同时,产品的最高和最低点的屈曲应力bending stress随着增加,产品设计员须计算并肯定此部份的屈曲应力不会超出可接受的范围; 从生产的角度考虑,使用大量短而窄的加强筋比较使用数个深而阔的加强筋优胜;模具生产时尤其是首办模具:加强筋的阔度也有可能深度和数量应尽量留有馀额,当试模时发觉产品的刚性及强度有所不足时可适当地增加,因为在模具上去除钢料比使用烧焊或加上插入件等增加钢料的方法来得简单及便宜;加强筋增强塑胶件强度的方法以下是加强筋被置于塑胶部件边缘的地方可以帮助塑料流入边缘的空间;置于塑胶部件边缘地方的加强筋不同材料的设计要点ABS 减少在主要的部件表面上出现缩水情形,肋骨的厚度应不可是相交的胶料厚度的50%以上,在一些非决定性的表面肋骨厚度可最多到70% ;在薄胶料结构性发泡塑胶部件,肋骨可达相交面料厚的80%;厚胶料肋骨可达100%;肋骨的高度不应高于胶料厚的三倍;当超过两条肋骨的时侯,肋骨之间的距离应不小于胶料厚度的两倍;肋骨的出模角应介乎单边至以便于脱模容易;ABS加强筋的设计要点PA 单独的肋骨高度不应是肋骨底部厚度的三倍或以上;在任何一条肋骨的后面,都应该设置一些小肋骨或凹槽,因肋骨在冷却时会在背面造成凹痕,用那些肋骨和凹槽可以作装饰用途而消除缩水的缺陷;PBT厚的肋骨尽量避免以免产生气泡,缩水纹和应力集中;方式的考虑是会限制了肋骨尺寸;在壁厚于3.2mm 1/8 in 以下肋骨厚度不应超过壁厚的60%;在壁厚超过3.2mm的肋骨不应超过40%;肋骨高度应不超过骨厚的3倍;肋骨与胶壁两边的地方以一个0.5mm0.02 in 的R来相连接,使塑料流动畅顺和减低内应力;PC 一般的肋骨厚度是取决于塑料流程和壁厚;若很多肋骨应用于补强作用,薄的肋骨是比厚的要好;PC肋骨的设计可叁考下图PS的肋骨设计要点;PS 肋骨的厚度不应超过其相接壁厚的50%;经验告诉我们违反以上的指引在表面上会出现光泽不一现象;PS置于中位的肋骨设计要点PS置于边位的肋骨设计要点PSU 肋骨是可以增强了产品的撞击强度和利用最经济的成本达致有效的结果;不良的设计是会使表面有收缩痕和非期望的撞击强度;。
e= 0,6 0.7af=h = 0*6 ~ 0.75ac = 26 ~ 3矶若須要更高瘵度 則加上額外的助)d =最少3a严0・2刊(轉角半密 2軍遶最少a 割期_L加强筋增强塑胶件强度的方法以下是加强筋被置於塑胶部件边缘的地方可以帮助塑料流入边缘的空间。
J护壁淳 b= aQ置於塑胶部件边缘地方的加强筋 不同材料的设计要点 ABS减少在主要的部件表面上出现缩水情形,肋骨的厚度应不可是相交的胶料厚度的 50%以上,在一些非决定性的表面肋骨厚度可最多到70%。
在薄胶料结构性发泡塑胶部件,肋骨可达相交面料厚的 80%。
厚胶料肋骨可达100%。
肋骨的高度不 应高於胶料厚的三倍。
当超过两条肋骨的时侯,肋骨之间的距离应不小於胶料厚 度的两倍。
肋骨的出模角应介乎单边至以便於脱模容易。
T-壁厚 C -加強筋高度 A ■抑強筋底,厚度 R-0.25T-0.60T C 3(最大)最大)ABS 加强筋的设计要点 PA单独的肋骨高度不应是肋骨底部厚度的三倍或以上。
在任何一条肋骨的後面,都 应该设置一些小肋骨或凹槽,因肋骨在冷却时会在背面造成凹痕,用那些肋骨和 凹槽可以作装饰用途而消除缩水的缺陷。
用小肋骨放於背面 遮蓋缺陷PS 置於中位的肋骨设计要点匚2・5班最小)0.2珀(園角) 1肿軍邊最小之脫模角b = 0.5^).75ac =迢最多)1\)4R = 0.03,J -0.06 t= OJSlj T<1/8B t = 0.4T,T>l/8,JPS置於边位的肋骨设计要点PSU肋骨是可以增强了产品的撞击强度和利用最经济的成本达致有效的结果。
不良的设计是会使表面有收缩痕和非期望的撞击强度。
加强筋 ( Ribs )基本设计守则加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。
加强筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如『工』字铁般出现倒扣难於成型的形状问题,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。
此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。
加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。
加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。
要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部份亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。
加强筋一般的设计加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上的考虑,加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。
长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。
此外,底部的宽度须较相连外壁的厚度为小,产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。
图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例,但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时,图中可见此部份相对外壁的厚度增加大约50%,因此,此部份出现缩水纹的机会相当大。
如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b),相对位置厚度的增幅即减至大约20%,缩水纹出现的机会亦大为减少。
由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜,但当使用多条加强筋时,加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。
加强筋(Ribs )基本设计守则加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。
加强筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如『工』字铁般出现倒扣难於成型的形状问题,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。
此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。
加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。
加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。
要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部份亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。
加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上的考虑,加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。
加强筋一般的设计长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。
止匕外,底部的宽度须较相连外壁的厚度为小,产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。
图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例,但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时,图中可见此部份相对外壁的厚度增加大约50%因此,此部份出现缩水纹的机会相当大。
如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b),相对位置厚度的增幅即减至大约20%缩水纹出现的机会亦大为减少。
由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜,但当使用多条加强筋时,加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。
产品结构设计准则--加强筋篇差不多设计守则加大筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。
加大筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如『工』字铁般显现倒扣难於成型的形状咨询题,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品专门适用。
此外,加大筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对关心塑料流入部件的支节部份专门大的作用。
加大筋一样被放在塑胶产品的非接触面,其舒展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加大筋的位置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。
加大筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。
要是加大筋没有接上产品外壁的话,末端部份亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少显现困气、填充不满及烧焦痕等咨询题,这些咨询题经常发生在排气不足或封闭的位置上。
加大筋一样的设计加大筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,只是为了满足一些生产上或结构上的考虑,加大筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一样。
加大筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以排除应力集过份中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。
此外,底部的宽度须较相连外壁的厚度为小,产品厚度与加大筋尺寸的关系图a讲明那个要求。
图中加大筋尺寸的设计尽管已按合理的比例,但当从加大筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时,图中可见此部份相对外壁的厚度增加大约50%,因此,此部份显现缩水纹的机会相当大。
如果将加大筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加大筋尺寸的关系图b),相对位置厚度的增幅即减至大约20%,缩水纹显现的机会亦大为减少。
由此引伸出使用两条或多条矮的加大筋比使用单一条高的加大筋较为优胜,但当使用多条加大筋时,加大筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。
加大筋的形状一样是细而长,加大筋一样的设计图讲明设计加大筋的差不多原则。
塑胶产品部件设计准则之加强筋( Ribs )2008-10-29 □本站整理专题:中国设计阅读:1242关键字:塑胶,产品,部件,设计,准则,加强筋,Ribs加强筋 ( Ribs )基本设计守则加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。
加强筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如『工』字铁般出现倒扣难於成型的形状问题,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。
此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。
加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。
加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性。
要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部份亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。
加强筋一般的设计加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上的考虑,加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。
长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。
此外,底部的宽度须较相连外壁的厚度为小,产品厚度与加强筋尺寸的关系图a说明这个要求。
图中加强筋尺寸的设计虽然已按合理的比例,但当从加强筋底部与外壁相连的位置作一圆圈R1时,图中可见此部份相对外壁的厚度增加大约50%,因此,此部份出现缩水纹的机会相当大。
如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(产品厚度与加强筋尺寸的关系图b),相对位置厚度的增幅即减至大约20%,缩水纹出现的机会亦大为减少。
塑料注塑件加强筋的设计方法王 洪3 (杭州应用工程技术学院机械工程系 浙江杭州310012)摘 要 主要研究了利用加强筋提高塑料注塑件刚度的措施。
理论分析及实验研究的结果表明,加强筋的厚度对注塑件表面质量有很大影响;加强筋的高度和数量直接影响注塑件的刚度;加强筋的布置对注塑件的刚度也有重要影响。
主题词 加强筋 热塑性塑料 刚度设计D esign M ethod of M olded Pla stic Part w ith R ibsW ang Hong (H angzhou In stitu te fo r A pp lied Engineering H angzhou Zhejiang310012PRC)Abstract T he p rocesses fo r increasing the rigidity of the mo lded p lastic part w ith rib s w ere analyzed in th is paper.T he resu lts of theo retical analises and experi m en tal research show that the th ickness of the rib s has a great effect on the quality of the mo lded p lastic part.T he heigh t and num ber of the rib s have a direct effect on the rigidi2 ty of mo lded p lastic part.T he arrangem en t of the rib s has i m po rtan t effects on the rigidity of mo lded p lastic part too.1 引 言由于塑料与其它材料相比弹性模量偏低,因此注塑件所需要的抗弯和抗扭刚度一般通过在注塑件上设计加强筋、折弯或曲面的方法解决。
第35卷第2期 四川兵工学报 2014年2月
【机械制造与检测技术】 doi:10.1 l809/scbgxb2014.02.024
加强筋在塑胶件中的应用设计
何佳林 ,郝云刚
(中国兵器工业第五八研究所a.数控技术部;b.投资管理处,四川绵阳621000)
摘要:加强筋在塑胶产品中的应用非常广泛,加强筋可以在不增加塑胶壁厚的情况下提高产品的刚性和强度,本文
阐明了加强筋的基本设计要点,并通过实例对加强筋的设计进行归纳总结,实现了为塑胶件的性能提升提供理论基
础,降低开模过程中次品、废品产生率的目的。
关键词:加强筋;塑胶件;惯性矩;厚度比
本文引用格式:何佳林,郝云刚.加强筋在塑胶件中的应用设计[J].四川兵工学报,2014(2):86—87.
中图分类号:TH145.4 2 文献标识码:A 文章编号:1006—0707(2014)02—0086—03
Rib in the Application of Plastic Design
HE Jia.1in .HAO Yun—gang
(a.Department of CNC Engineering,No.58 Research Institute of China Ordnance Industries;b.Department of
Investment Management,No.58 Research institute of China Ordnance Industries,Mianyang 621000,China)
Abstract:Rib is very extensive in the application of plastic products.Rib can boost the rigid and stiffness
of the product without any increase in plastic wall thickness.This paper introduces the formulated to rib
the basic design of the key points,through examples.It summarizes the design of the rib which provides
theoretical basis for performance improvement for plastic products and reduces the defects in the process of
open mould.
Key words:rib;plastic products;inertia moment;thickness ratio
Citation format:HE Jia—lin,HAO Yun-gang.Rib in the Application of Plastic Design[J].Journal of Si—
chuan Ordnance。2014(2):86—87.
随着塑件模具工艺的飞速发展,加强筋在塑胶产品中的
应用越来越普遍。如果塑胶产品在正常壁厚下其刚度或强
度不足以满足使用条件的要求时,便需要加强筋,塑胶零件 的壁一般薄而均匀,壁与壁之间往往由圆角连接。在加强筋 的设计上,这两种要求非常重要。当正常壁厚的刚度或强度 不足以满足使用条件时,应当利用加强筋来加强,而不是将 壁整个加厚。这项原则在钢梁中有相同的运用,工字或丁字 梁与全实心方形梁一样坚固,但重量要轻得多。 1 加强筋的基本设计要点 1.1加强筋的厚度 加强筋与主壁相连接的部分变厚。这通常决定于可在 截面中内切的最大圆,因而取决于加强筋的厚度和根部的圆 角半径(图1)。为避免产生凹陷痕迹,变厚的根部应尽量减 小,但这是有限的。如果加强筋太薄,就必须增加加强筋的
高度以增强刚度。加强筋太薄,则在受压时可能发生弯曲。
还有其他问题,如模具加工和充满会更困难;在注塑高压下
加强筋容易粘在模具上。
圆角半径也不能太小,不然它就不可能在加强筋与主壁
的结合处成功地降低集中应力。理想的情况是,圆角半径应
不小于加强筋厚度的40%。加强筋本身应是壁厚的50%一
75%。高的百分比只限用于具有低收缩率和不易产生凹陷
痕迹的塑胶。
一
个简单的对比可以说明优良加强筋设计的好处。如
果加强筋厚是壁厚的65%,圆角半径是壁厚的40%,则加强
收稿日期:2013—08—17
作者简介:何佳林(1986一),男,助理工程师,主要从事机械设计研究。
何佳林,等:加强筋在塑胶件中的应用设计 87
筋根厚度为壁厚的1.23倍。但如果加强筋厚与壁厚一样,
圆角半径为壁厚的60%,则加强筋根厚度可高达壁厚的
1.55倍(图2)。
此处可能
妄
盆
世
桀
嚣
图1加强筋的说明
1 0O 0 9O 0 80 0 7O O 6O 0 50 0 4O
肋厚 与 的比值
图2加强筋厚度及圆角半径对最大加强筋根厚度的影响
1.2加强筋的高度
加强筋必须能从模具中脱出,因此它们必须置于顺脱模
的方向上或者采用活动模具组件。加强筋应具有锥度以方
便于顶出,每边有一定锥度较理想。如果加强筋很高,就必
须减少锥度,不然加强筋将变得太细。为此,加强筋的最大
高度常常限制为加强筋厚度的5倍(图3)。
g
g
划
时
臀
窭
0.5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0
肋厚T/mm
图3 加强筋高对加强筋厚的影响
2加强筋的实例设计
当理解到筋的设计要点后,接下来再对塑胶件进行具体
的筋设计。通常希望一个零件在各个方向上都具有相同的
刚性,就像它只是由一个等厚壁组成的一样。获得这种效果
的最容易、最简单的办法是在零件的横向和纵向上加加强
筋,并使它们以直角相交。
但缺点在于这样做会在交叉处形成较厚的截面,如果我
们遵从加强筋和圆角半径的设计规则,那么增加到1.1倍壁
厚是可以接受的(图4)。如果厚加强筋是不可避免的,最好
的解决办法是在合适处放一个恰当尺寸的芯销,此销为厚度
与加强筋厚相等的壁所包围。这样就形成了注塑模顶出套
的一个方便位置(图5)。
图4典型交叉加强筋的交叉处厚度
图5 交叉加强筋的有芯交叉处
厚
但是,一个塑件产品究竟需要多少加强筋呢,它们的高
度应为多大呢?刚性是与壁截面的惯性矩成比例的,就可以
应用这个原理设计与厚平板具有相同刚性的加强筋板(图
6)。数学计算是复杂的,但可利用一个特殊的计算曲线来简
化计算(图7)。该计算曲线并不像看起来那么复杂。左边
的标尺是加加强筋板对平板的厚度比。右边的标尺是总体
加加强筋板对平板的厚度比。曲线上的圆点表示加加强筋
板对平板的体积比。底部的标尺可用以算出加强筋的间距。
J ±
●
,
图6平板与等效的交叉加强筋板
(下转第115页)
如 们 如 :2 =兮
O 5 O 5
4 3 3 2
高玉章,等:无线传感器网络对边界目标的跟踪能力分析 115
(上接第87页)
图7加强筋板计算曲线
通过一个例子可看的更清楚:假定需要的壁厚是5 mm,
这样才能达到所需要的刚度。但这对于模型零件来说是太
厚了。因此,要设计一个加强筋板使其具有相同的刚度,但
厚度只为2.5 mm,tB/t =2.5/5=0.5。其中t口代表我们想
要的壁厚,t 代表实际的壁厚。在图7左边标尺0.5处放一
把横尺,然后再右边标尺上读得1.75,T/t =1.75,所以T=
1.75×5=8.75 mm。T代表加强筋与壁厚的总厚度。所以
加强筋的高度就为T—t :8.75—2.5=6.25 mm。
在0.5线与曲线的交点下方读得底标尺上的相应数值。
根据此值可得,tAN/W=0.16。如果W=1,则N=0.16/5=
0.032。其中 为假定值,一般情况下, 都被设定为1,N
代表在 这个值上需要的加强筋个数。这就意味着每1 mm
需要0.032个加强筋,也即每31.25 mm需要一个加强筋。
这个计算是假定加强筋厚与壁厚相等,但是我们知道加强筋
应比壁薄一些。调整是很容易的。例如:如果加强筋是壁厚
的65%,加强筋的间距就是31.25的65%,大约是20 mm。
3结束语
研究加强筋的基本设计要点和设计规律具有重要的理
论意义,这是一个长期积累、反复试验的过程。应用加强筋
的设计,不仅能增强塑胶产品的刚性和强度,还可以提升产
品的外观设计。
参考文献:
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(责任编辑周"Lr-)I1)
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