塑料制品加强筋尺寸设计及实践

加强筋是指在制品壁面或壁与壁之间设置的一些条形突起的筋，常用作加强和装饰作用，故称为加强筋或装饰筋，是结构设计中常用的形式，其作用既可在不增加壁厚或减少壁厚的条件下增强制品刚度、强度、抗冲击性，防止制品扭曲变形，在某些情况下可作辅助流道，改善熔料的流动性，填充型腔，又可防止壁厚增大产生缩孔、气泡、凹陷等质量缺陷，还可减轻制品的质量，节省材料。

1.加强筋的形式

加强筋既可以是实心的和中空的，也可以是条筋和角撑的，它们可按需设置于制品的侧面、底面、角部或壁面与壁面之间，举例如图19-18～图19-20所示。

图19-18 底部加强筋

图19-19 侧壁加强筋

图19-20 用角撑来支撑塑件的壁面

T—制品壁厚 A—角撑厚度 B—角撑间距 C—角撑高度 D—角撑宽度

角撑是用于制品边角、凸台或壁面的支撑，作用是增大制品的强度和刚度。角撑的设计原则与加强筋的厚度、间距和锥度（脱模斜度）的设计原则相同。角撑的设计尺寸按制品壁的厚度确定。为增强角撑的支撑作用，通常不采取增大角撑的高度和宽度的方法，而是采取增加角撑的个数，减少角撑的间距。在图19-20中，A=0.8T，B=2A，C=T，D=2T。

2.加强筋的设计工艺性注意事项

1）加强筋的走向应既与熔料充模方向一致，也应与横向承压方向或模具成型件运动方向、收缩方向和脱模方向一致。

2）加强筋通常应设置在受最大应力和应变的方向，位置布置、数量、筋间距应适当，既要能改善制品的力学性能，又要考虑工艺因素，且不能影响外观。加强筋的结构尺寸应适当，成型后不会导致制品外表面出现缩痕或见到加强筋的轮廓。

3）与直立侧壁不相交的加强筋不应突然出现末端截断现象，应有过渡区后再截断，以减少应力集中，如图19-21所示。

图19-21 常见板状塑料制品加强筋的结构形式

4）为了便于脱模，防止根部应力集中，加强筋侧面应设置足够的脱模斜度，根部应有圆角，如图19-22b所示。

图19-22 加强筋的改进形式

a）没有考虑加工因素的加强筋结构 b）改进后的加强筋结构(www.xing528.com)

5）加强筋的结构参数要适当（壁厚、圆角半径、高度），尺寸过大会导致缩孔及塌坑的产生，如图19-23所示。

加强筋的高度与其顶和根部的圆弧半径的关系见表19-19。

6）中空制品内的加强筋端面应低于制品支承面0.5～1mm，如图19-24所示。

图19-23 加强筋过厚或过大造成的制品缺陷

1—塑件壁厚 2—加强筋 3—圆角半径 4—过大的半径 5—缩孔 6—凹痕 7—过厚的加强筋

表19-19 筋的高度与圆弧半径的关系 （单位：mm）

图19-24 加强筋与塑件支承面

7）从设置加强筋效果的角度出发，与其增加其高度，不如增加筋的数量为好。当然，筋的数量也不宜过多，筋的间距一般以壁厚的4倍以上为好，同时要注意各筋之间应合理错开。图19-25b所示的设计要优于图19-25a所示的设计。

图19-25 加强筋的间距与交错设计

筋的设置位置，应尽量避免设置在大平面的中央，而应如图19-26a那样设置在拐角部位。如果必须设置在平面的中间时，可按图19-26b那样在其筋的平面背后（可视表面）进行沟槽或花纹状处理，如图19-26b中的A、B所示，以掩饰因流动痕迹、缩孔等表面缺陷给外观造成的损害。

图19-26 中间加强筋的布局

由于设计加强筋的尺寸形状要考虑多种因素，特别是塑料的特性，因此各种资料中推荐的尺寸不尽相同。图19-27～图19-29所示为热塑性塑料的加强筋尺寸举例，常见塑料加强筋的几何形状与尺寸见表19-20和表19-21。

图19-27 塑料加强筋尺寸设计的一般准则