专题资料（2021-2022年）产品结构设计准则-加强筋篇.doc

【产品结构设计准则-加强筋篇】 产品结构设计中，加强筋是一个至关重要的元素，它在提高塑胶部件的刚性和强度方面发挥着关键作用。加强筋如同“工”字铁，能在不显著增加产品切面面积的情况下提升产品性能，同时避免了像“工”字铁那样形成难以成型的倒扣结构。对于承受压力、扭力和弯曲的塑料制品来说，合理应用加强筋可以显著提高其耐受能力。 加强筋通常设置在产品非接触面，并沿最大应力和最大偏移方向延伸。设计时需综合考虑生产因素，如模腔填充、缩水和脱模等。筋的长度可以覆盖整个产品长度，或仅占部分长度以增强特定区域的刚性。如果加强筋未连接到产品外壁，其末端应逐渐降低高度，以防止出现困气、填充不满和烧焦痕迹等问题，这些问题常常发生在排气不足或封闭位置。 加强筋的基本设计包括采用长方形柱体形状，但为了优化生产和结构，其形状和尺寸需要进行调整。出模角的添加能减少脱模时的摩擦，底部圆角设计有助于减轻应力集中并改善填充流程。底部宽度应小于连接的外壁厚度，以减少缩水纹的出现机会。使用多条矮的加强筋而非单一高筋，可提高设计效率，但筋之间的距离应大于外壁厚度。 加强筋的形状通常是细长型，以减少可能出现的缩水纹、空穴、变形和夹水纹等问题，同时减少生产成本。设计时还需考虑所用塑料材料的特性，如熔胶黏度、缩水率和蠕动特性。加强筋的高度受限于材料的流动性和脱模特性，更深层的筋需要更低的熔胶黏度、更低的摩擦系数和更高的缩水率。同时，深筋可能增加产品最高点和最低点的屈曲应力，设计师必须确保这些应力在可接受范围内。 在生产实践中，特别是首版模具，应预留加强筋的宽度和深度以适应可能的调整，因为增加钢料比去除钢料更为困难和昂贵。放置在产品边缘的加强筋有助于塑料流入边缘空间，提升整体结构。 ABS材料的设计要点表明，为了减少缩水现象，加强筋的厚度不应超过胶料厚度的50%以上，但在非关键表面可放宽至70%，而在薄胶料结构性发泡部件中甚至可以达到80%。对于厚胶料，加强筋可以达到100%的厚度，但其高度不应超过胶料厚度，以确保结构稳定性和工艺可行性。 加强筋在产品结构设计中扮演着强化部件性能的关键角色，其设计需要综合考虑力学、工艺和材料特性，以实现最佳的结构强度与制造效率的平衡。通过精确计算和优化设计，可以有效地提升塑料产品的质量和使用寿命。