模具设计技巧--加强筋.doc

模具设计技巧——加强筋为了克服壁厚大可能引起的问题, 加强筋使用是一种可减少壁厚并能增加刚性的有效方法。一般来说,部件的刚性可用以下方法增强?增加壁厚; ?增大弹性模量(如加大增强纤维的含量); ?设计中考虑。如果设计用的材料不能满足所需刚性,则应选择具有更大弹性模量的材料。简单的方法是增加塑料中增强纤维的含量。但是,在特定壁厚下,这种方法仅能使刚性呈线性增长。更有效的方法是使用经过优化设计的。由于惯性力矩增大, 部件的刚性便会增大。在优化尺寸时,不但要考虑工程设计应当考虑的问题,还应考虑与生产和外观有关的技术问题。优化的尺寸大的惯性力矩可以很容易地通过设置又厚又高的加强筋来实现。但是对热塑性工程塑料,这种方法常会产生制品表面凹痕、内部空洞和翘曲等问题。而且如果高度过高, 在负荷下结构将有可能膨胀。出于这种考虑,必须在合理比例内选择尺寸(见图 1 )。图1 为确保制品容易顶出,必须设计一个适当的脱模锥度(见图 2 )。图2 防止材料堆积对于表面要求非常高的组件如汽车轮盖, 尺寸是非常重要的。正确的设计可以减少组件形成表面凹痕的可能, 以提高组件的质量。底部的材料积聚在图 1 所示的圆中。这个圆的大小与尺寸相关,应该越小越好,这样才能减小或避免凹痕。如果圆太大,可能会形成内部空洞, 制品的机械性能将会非常差。减少底部的应力如果给一个组件予以负载, 则底部可能会产生应力。在这一部位如果没有圆弧, 可能会产生非常高的应力集中( 见图 3), 通常会导致组件的断裂和报废。补救措施是建立一个半径足够大的圆弧(图 1 ),使肋底部建立更好的应力分布。图3 但如果圆弧半径太大, 也会增大上文提及的圆的直径(图 1), 而导致上文已经提及的问题。图4 在塑料设计中,十字结构是最好的,因为它能应付许多不同的负荷排列变化(图 4)。正确设计可承受预期应力的十字结构,可以确保整个制品上的应力均匀分布。在十字交叉处形成的节点(图 5 )代表材料的积聚,但可以将节点中心挖空, 以防止产生问题。还必须注意, 不要在交叉处和组件的边相交的地方形成材料积聚(图 6 )。图5