壁厚与加强筋的关系

1·引言

塑料与钢铁、水泥、木材并称为四大工程材料。随着科学技术的进步，塑料的应用也愈加广泛。从事机械设计的工程技术人员应具有一定的塑料构件的设计知识。笔者总结了注塑成型塑料件结构设计的若干要点，这对设计相关产品有借签作用。

2·结构设计要点

壁厚合理

从成型质量的角度来看，塑料件的壁厚过大，在成型的过程中容易产生凹陷、缩孔等缺陷;壁厚太小，则会造成进胶困难，不易充满型腔而造成缺料。塑料件的壁厚应尽可能均匀，可采取缓和的形式过渡，也可采用局部挖空的结构，使壁厚变的均匀，避免成型过程中产生翘曲变形等缺陷。

加强筋结构的设计原则

在塑料件上设置加强筋，可提高塑料件的强度和刚度，防止塑料件的翘曲变形。选择恰当的加强筋位置可改善塑料融体的流动性。

加强筋的尺寸一般遵循以下原则:①筋的壁厚一般为主体厚度t的倍，最大不超过倍;②筋之间的间距大于4t，筋的高度低于3t; ③螺钉柱的加强筋至少低于柱子表面;④加强筋应低于零件表面或分型面至少。多条加强筋相交，要注意相交带来的局部材料堆积问题。

其改进方法是:①将加强筋错位;②加强筋交叉部位设计成空心结构。

细长的加强筋，如受力，应尽量使其承受拉力，避免承受过大的压力。因为塑料材料的弹性模量很低，容易出现失稳问题。这与我们在进行金属铸件设计时所遵循的优先受压原则相反，需要特别注意。

避免应力集中

塑料件的结构设计要特别注意避免尖锐棱角的产生。棱角处几何形状的过渡不连续，此处会产生应力集中现象，从而会产生裂纹。

塑料材料的强度通常很低，应力集中的地方更易损坏。避免应力集中主要的措施是改善构件的尖锐棱角部位的结构形式。例如，在尖角部位增加倒角、倒圆角或以平缓的过渡段代替。当因构件功能的需要而不可直接增加倒角、倒圆角时，可通过在尖角处减小局部结构强度，向内掏出圆角的办法降低应力集中，参照图1所示直线导轨的改进设计方案。塑料螺纹的牙形应优先采用圆形和梯形，避免三角形、矩形，这样可以减低缺口效应，提高螺纹的承载能力。

设计合适的拔模斜度

拔模斜度也叫脱模斜度，主要是为了避免塑料件在脱模时由于冷却收缩而对模具产生粘附、摩擦，从而导致其损伤变形，而在塑料件的脱模方向设置的有利于脱模的角度。

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