机械

加强筋

建筑材料

中文名:加强筋 外文名: 所属品牌: 作用:增强制品的强度和刚性 举例说明:厂房钢结构的立柱与横梁接合处 俗称:加强肋
加强筋介绍
在结构设计过程中,可能出现结构体悬出面过大,或跨度过大的情况,在这样的情况下,结构件本身的连接面能承受的负荷有限,则在两结合体的公共垂直面上增加一块加强板,俗称加强肋(在工程上念JIN筋),以增加结合面的强度。

工作原理

加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。加强筋(加强肋)的最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上考虑,加强筋的形状及尺寸须要改变。

名词解释

在结构设计过程中,可能出现结构体悬出面过大,或跨度过大的情况,在这样的情况下,结构件本身的连接面能承受的负荷有限,则在两结合体的公共垂直面上增加一块加强板,俗称加强肋(在工程上念JIN筋),以增加结合面的强度。

举例说明

例如厂房钢结构的立柱与横梁接合处,或是铸钢、铸铁件的两垂直浇铸面上通常都会设有加强肋。

在模具的结构上也有应用,使用加强筋能增加模具的使用寿命。再如混凝土结构,楼板的局部预留洞口,在洞口的四周增加一定量的钢筋,用来补强,这样用来补强的钢筋就称做加强筋。

构件作用

注塑件

为确保塑件制品的强度和刚度,又不致使塑件的壁增厚,而在塑件的适当部位设置加强筋,不仅可以避免塑件的变形,在某些情况下,加强筋还可以改善塑件成型中的塑料流动情况。

为了增加塑件的强度和刚性,宁可增加加强筋的数量,而不增加其壁厚。

设计守则

加强筋(加强肋)在塑胶部件上是不可或缺的功能部分。加强筋有效地如“工”字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积,但没有如“工”字铁般出现倒扣难于成型的形状问题,对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部分很大的作用。

加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位置亦受制于一些生产上的考虑,如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外壁,或只占据产品部分的长度,用以局部增加产品某部分的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部分亦不应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。

加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上,不过为了满足一些生产上或结构上的考虑,加强筋的形状及尺寸须要进行改变。

设计方法

长方形的加强筋必须改变形状使生产更容易加强筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出时的摩擦力,底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力集过份中的现象,圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。如果将加强筋底部的宽度相对产品厚度减少一半,相对位置厚度的增幅即减至大约20%,缩水纹出现的机会亦大为减少。

由此引伸出使用两条或多条矮的加强筋比使用单一条高的加强筋较为优胜,但当使用多条加强筋时,加强筋之间的距离必须较相接外壁的厚度大。加强筋的形状一般是细而长,加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。留意过厚的加强筋设计容易产生缩水纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题,亦会加长生产周期,增加生产成本。

产品厚度

除了以上的要求,加强筋的设计亦与使用的塑胶材料有关。从生产的角度看,材料的物理特性如熔胶的黏度和缩水率对加强筋设计的影响非常大。此外,塑料的蠕动(creep)特性从结构方面来看亦是一个重要的考虑因数。例如,从生产的角度看,加强筋的高度是受制于熔胶的流动及脱模顶出的特性(缩水率、摩擦系数及稳定性),较深的加强筋要求胶料有较低的熔胶黏度、较低的摩擦系数、较高的缩水率。

另外,增加长的加强筋的出模角一般有助产品顶出,不过,当出模角不断增加而底部的阔度维持不变时,产品的刚性、强度,与及可顶出的面积即随着减少。顶出面积减少的问题可从在产品加强筋部份加上数个顶出凸块或使用较贵的扁顶针得以解决,同时在顶出的方向打磨光洁亦有助产品容易顶出。从结构方面考虑,较深的加强筋可增加产品的刚性及强度而无须大幅增加重量,但与此同时,产品的最高和最低点的屈曲应力(bending stress)随着增加,产品设计员须计算并肯定此部份的屈曲应力不会超出可接受的范围。

从生产的角度考虑,使用大量短而窄的加强筋比较使用数个深而阔的加强筋优胜。模具生产时(尤其是首办模具):加强筋的阔度(也有可能深度)和数量应尽量留有馀额,当试模时发觉产品的刚性及强度有所不足时可适当地增加,因为在模具上去除钢料比使用烧焊或加上插入件等增加钢料的方法来得简单及便宜。

增强方法

Mate的滚珠模具

Mate的滚珠模具在板材减厚和刚度保持之间形成了平衡。只要机床的打击头在下压的同时还能够在x-和y-方向上平移台面的话,我们就能使用这种滚珠模具。这种模具的上模有两个滚珠,下模有一个滚珠,三者将板材在滚动中进行挤压,从而形成了滚筋效果,从而提高了板材的强度。通过z轴行程的编程,我们即可确定加强筋的断面形状。

步进式压筋凸包模

凸包成型在钣金行业中经常被用到,并用于不同的使用目的和机构功能。

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