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

1、塑料件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-（5）加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)瀏覽 發(fā)布時(shí)間 15/05/10基本設(shè)計(jì)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(wú)需大幅增加產(chǎn)品切面面積，但沒(méi)有如工字型筋，倒扣結(jié)構(gòu)將難於成型，對(duì)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(duì)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

2、模等。加強(qiáng)筋的長(zhǎng)度可與產(chǎn)品的長(zhǎng)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(zhǎng)度，用以局部增加產(chǎn)品某部份的剛性。要是加強(qiáng)筋沒(méi)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(wèn)題，這些問(wèn)題經(jīng)常發(fā)生在排氣不足或封閉的位置上。加強(qiáng)筋一般的設(shè)計(jì)    加強(qiáng)筋最簡(jiǎn)單的形狀是一條長(zhǎng)方形的柱體附在產(chǎn)品的表面上，不過(guò)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。    加強(qiáng)筋的兩邊必須加上出模角以減低脫模頂出時(shí)的摩擦力，底部相接產(chǎn)品的位置必須加上圓角以消除

3、應(yīng)力過(guò)分集中的現(xiàn)象，圓角的設(shè)計(jì)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小，產(chǎn)品厚度與加強(qiáng)筋尺寸的關(guān)系圖a說(shuō)明這個(gè)要求。圖中加強(qiáng)筋尺寸的設(shè)計(jì)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(shí)，圖中可見(jiàn)此部分相對(duì)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(huì)相當(dāng)大。如果將加強(qiáng)筋底部的寬度相對(duì)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(duì)位置厚度的增幅即減至大約20%，縮水紋出現(xiàn)的機(jī)會(huì)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(shí)，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

4、狀一般是細(xì)而長(zhǎng)，加強(qiáng)筋一般的設(shè)計(jì)圖說(shuō)明設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋的基本原則。留意過(guò)厚的加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)容易產(chǎn)生縮水紋、空穴、變形撓曲及夾水紋等問(wèn)題，亦會(huì)加長(zhǎng)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      為避免縮水， 筋的根部為0.6T，筋的高度為2 T (最大不過(guò)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L<3TPC,PP

5、OT<0.6TPA,PET<0.5TPMMA,ABST<0.5TPST<0.6T    除了以上的要求，加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)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(duì)加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)的影響非常大。此外，塑料的蠕動(dòng)(creep)特性從結(jié)構(gòu)方面來(lái)看亦是一個(gè)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(dòng)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(zhǎng)的加強(qiáng)筋的出模角一般有助產(chǎn)品頂出，不過(guò)，當(dāng)出模角不斷增加而底部的闊度維持不變時(shí)，

6、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(wèn)題可從在產(chǎn)品加強(qiáng)筋部份加上數(shù)個(gè)頂出凸塊或使用較貴的扁頂針得以解決，同時(shí)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(wú)須大幅增加重量，但與此同時(shí)，產(chǎn)品的最高和最低點(diǎn)的屈曲應(yīng)力(bending stress)隨著增加，產(chǎn)品設(shè)計(jì)員須計(jì)算并肯定此部份的屈曲應(yīng)力不會(huì)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(gè)深而闊的加強(qiáng)筋優(yōu)勝。模具生產(chǎn)時(shí)：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(shí)發(fā)覺(jué)產(chǎn)品的剛性及強(qiáng)度有所不足時(shí)可適當(dāng)

7、地增加，因?yàn)樵谀＞呱先コ摿媳仁褂脽富蚣由喜迦爰仍黾愉摿系姆椒▉?lái)得簡(jiǎn)單及便宜。    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邊緣的空間。    置於塑膠部件邊緣地方的加強(qiáng)筋5.1 加強(qiáng)筋的作用(1) 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(lái)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(dòng)，在塑件本體某些壁部過(guò)薄處為熔體的充滿提供通道。

8、5.2 加強(qiáng)筋的形狀及尺寸    塑件上加強(qiáng)筋和凸臺(tái)的形式和應(yīng)用如圖2-9，圖2-10所示。    加強(qiáng)筋尺寸參數(shù)如圖2-11，圖2-12所示。    凸臺(tái)的形狀及尺寸參數(shù)如圖2-13圖2-15所示。    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。5.3 加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(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(shí)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(shí)，可采用圖2-19所示的裝飾結(jié)構(gòu)予以遮掩。(2) 筋的布置方向最好與熔料的充填方向一致（見(jiàn)表2-12中示例）。(3) 筋的根部用圓弧過(guò)渡，以避免外力作用時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中而破壞。但根部圓角半徑過(guò)大則會(huì)出現(xiàn)凹陷。(4) 一般不在筋上安置任何零件。(5) 位于