第2章 分型面的設計

分型面的設計，在塑料模具設計里有著非常重要的地位。可以說，分型面的設計是塑料模具設計一切的基礎。如果分型沒有確定，則入水方式、入水點的選擇、頂針的設計、滑塊、斜頂抽芯的設計、排氣的設計、冷卻水的設計等都將無從下手。

所謂的分型面，簡單地說，就是在注塑膠料時所有參與封膠的面都稱為分型面。

2.1 分型面的分類

在實際設計工作中。常常碰到的分型面有以下幾種。

①平面分型面。

②斜面分型面。

③弧面分型面。

④曲面分型面。

⑤碰穿分型面。

⑥插穿分型面。

⑦枕穿分型面。

⑧側向抽芯分型面。

分型面雖然很重要，也難以確定和選擇，但卻又非常好學、易學。分型面“容易” 但設計卻“難選”。

這里所說的“容易”，是指分型面“容易”理解。因為產品的最大外形輪廓線就是產品的分型面所通過的面。這是產品分型面設計的首要原則。

這里所說的“難選”，是指分型面設計容易，但要把分型面設計得讓產品漂亮到令人賞心悅目的程度卻非常難，沒有三五年的實際錘煉是難以做到的。

2.2 設計分型面的原則

要設計好分型面，以下幾點是我們在進行分型面的設計時應該時時牢記的。

（1）分型面應該通過產品的最大外形輪廓線。

（2）分型面應該讓產品外觀漂亮、美觀“不留”痕跡。

（3）分型面應該讓模具結構簡單，而又能滿足產品的質量要求。

（4）分型面應該在模具開模時把產品留在后模。

（5）分型面的設計應該保證產品的制造精度。

（6）分型面的設計應滿足注塑生產時的排氣要求。

（7）分型面的設計應考慮脫模斜度的影響。

2.3 分型面的形式

2.3.1 平面分型面

平面分型面的介紹和選擇比較見表2.1和表2.2。

2.3.2 斜面分型面

斜面分型面的分析見表2.3。

從投影原理的角度來解釋圖2.4中的產品圖：

①Ⅰ面是斜面分型面，也就是投影面。

②產品的最大外形輪廓線Ⅱ線就是投影外形線。

③V線是Ⅱ線在Ⅰ面上的投影結果，即投影外形線。

其實斜面分型面就是投影面，分型面就是投影面，投影面上的外形就是產品的最大外形。

斜面分型面在理解上稍稍比平面分型面難理解一些，要理解斜面分型面，則必須先了解投影的原理。在機械制圖里學過投影的原理，其實所有的機械工程領域里所講的投影，都是一樣的，不同的只是所取的投影面不同。在機械制圖所學的投影，其投影面是平面，而現實工作中，所遇到的問題遠不是只靠平面投影所能解釋得通的，還有很多的投影面，例如，斜面投影面、曲面投影面等。投影的原理如表2.4所示。

2.3.3 弧面分型面

弧面分型面的分析見表2.5。

2.3.4 曲面分型面

曲面分型面的分析見表2.6。

2.3.5 碰穿分型面

碰穿分型面，其實并不是一個特別分類的分型面，它只是在模具行業里的一種慣用稱呼。通常當封膠面小于45°時或弧形封膠面切線斜角小于45°時，都稱為碰穿面。講到這里，大家應該清楚了前面講解過的分型面，如平面分型面、斜面分型面、弧面分型面和曲面分型面，一般都可以稱之為碰穿分型面，如圖2.14、圖2.15、圖2.16、圖2.17所示為碰穿分型面的各種類型。

2.3.6 插穿分型面

從產品圖2.18上可以看到，Ⅰ面和Ⅱ面是在不同高度上的兩個平面，其中Ⅰ面是產品的缺槽位的最高面，Ⅱ面是產品的主分型平面，因為Ⅰ面和Ⅱ面有高度差，也就是說Ⅰ面和Ⅱ面之間必須要有一個封膠面，以便解決Ⅰ面和Ⅱ面之間落差位封膠的問題，這個面就是Ⅲ面，即插穿分型面。如圖2.18、圖2.19所示，在插穿分型面處，前模鑲件和后模鑲件形成對插，而且還要插封得很緊，否則在注塑時，流膠會流到插穿面處，形成毛邊，影響了產品的裝配、功能、質量等。通常在插穿封膠位處，最大的間隙量取0.005～0.015mm之間。既然插穿分型面是通過前模鑲件、后模鑲件直接對插來封膠的，而插穿角度有時會受產品脫模斜度的影響，不能設計得太大。所以，在所有的模具封膠分型面里是最危險的一種分型面，也是使用壽命最短的一種分型面，不要輕易使用。但往往又很難不使用，因為插穿封膠在模具結構設計里是經常會碰到的。在這種情況下，最好把后模的插穿位用鑲件鑲出，讓后模的插穿位鑲件的材料稍差于前模，硬度也要稍軟于前模鑲件料。因為在插穿時，插穿封膠面被插凹、拉毛、壓踏等現象是經常會發生的。如果把后模插穿位鑲件設計得差些，則一旦出現插穿位損傷，第一個受傷的當然是材料稍差的后模插穿鑲件，這樣就達到了保護前模鑲件的目的。因為在大部分的模具里，前模通常是最主要的、要求也是最高的。而對后模的要求往往較低，再者更換后模插穿位鑲件要容易得多，就算損壞了，再換上一件，也較容易操作而一旦前模損壞了，要更換或者修模，就困難得多了，時間也要長得多，成本也就高多了。因此，應把后模插穿位設計成鑲件，并讓鑲件材質稍差。如圖2.20所示，在鑲件上最好讓鑲件鑲出最大插穿位一個ΔF值，以確保能和前模插穿到位，一般不要做到“剛剛好”，如圖2.21所示。

因為在模具加工過程中，難免有一些微小的偏差。前后模的加工都有可能產生偏差，如果我們設計得剛剛好（鑲到M點），理論上是可以的，而在實際加工中，一旦前模做大了或后模線切割割小了，等等，都會使得模具無法完全封到膠而產生了毛邊，這也是非常不值得的。所以通常都會要多鑲出一個ΔF的值，以消除上述種種可能性的發生，ΔF值通常取2～3mm之間，最小也不應小于1mm。插穿角度（α）越大，封膠質量越好，使用壽命越長，反之亦然。

一般性模具α：最好取2°～5°，最小也不應小于0.5°，最大也不用大于10°。

特殊性模具α：允許取到0.25°。（通常在接插件模具或者插穿位H很高時使用，H＞20mm）類似的插穿分型面如圖2.22、圖2.23、圖2.24、圖2.25所示。

2.3.7 枕穿分型面

從圖2.26上可以看到Ⅰ面和Ⅱ面是在不同高度上的兩個平面，其中Ⅰ面是缺槽位的最高面，Ⅱ面是產品的主分型面。因為Ⅰ面和Ⅱ面有高度差，也就是說，Ⅰ面和Ⅱ面之間必須要有一個封膠面，以便解決Ⅰ面和Ⅱ面之間落差位封膠的問題。在前面，我們已經解說了用插穿分型面來解決這個問題，現在我們采用枕穿分型面來解決這個問題。如圖2.27所示。枕穿分型面處后模凸起一段分型面緊貼著產品的最低部面。后模凸起的這段分型面，像個枕頭一樣，稱為枕穿分型面，在模具結構里經常用到，它的危險程度要比直接插穿分型小得多，使用壽命也比直接插穿長得多，所以往往可以使用枕穿結構的都會使用枕穿分型而不使用插穿分型。

類似的枕穿分型面，如圖2.28、圖2.29、圖2.30、圖2.31所示，圖中P值常取6～12mm，最小不應小于4mm，最大也不用大于20mm。

2.3.8 側向抽芯分型面

側向抽芯分型面就是滑塊或斜頂與前后模鑲件之間的封膠位部分，這一部分就是側向抽芯分型面。這部分內容在后面的滑塊結構部分和斜頂結構部分再做詳細的講解。

2.4 分型面設計的實例解說

2.4.1 考慮產品的最大外形輪廓線

分型面應該通過產品的最大外形輪廓線見表2.7。

2.4.2 考慮產品的外觀

從圖2.34可以知道，產品是充電器插盒的中殼，這是手握式可移動攜帶產品，對產品的外觀要求，使用安全要求是很高的，在設計時要滿足以下條件，來確定滑塊的夾線封膠位，滑塊與滑塊之間的封膠位。

①產品四周要做滑塊抽芯機構設計。

②產品上下兩曲平面有安裝要求。

③產品在使用時A面朝上，B面朝下，C、D面分別朝左右，即C、D面為手執位。

1．確定滑塊的上下封膠面位

如圖2.35所示，可作為確定滑塊上下封膠面的參照。

（1）假設滑塊與前后模鑲件的封膠位線選擇在①線和②線，則結果是：

①如果有毛邊，毛邊會割手，不安全，手感也不好。

②封膠位線設計在①線和②線，在產品的外觀上會有環周的上下兩條夾線，不美觀，所以暫時不考慮用這種結構設計。

（2）假設滑塊與前后模鑲件的封膠位線選擇在③線和④線，則結果是：

①如果有毛邊，毛邊不會割到手，是安全的。而產品外形上下都有倒圓角R0.5，所以手感較好。

②封膠位線設計在③線和④線，在產品的外觀上看不到夾線，上下兩條夾線都看不到，產品外觀較好。

③如果在③線和④線產生毛邊了，注塑時，只要用刀一刮即可解決，而刮痕在裝配后是看不見的。

所以這種結構設計是可以采用的。在③線和④線上的封膠可以達到上下兩曲平面的安裝要求。

2．確定滑塊與滑塊的封膠位線

①假設滑塊與滑塊的封膠位線選擇在N線，則結果是一旦N線處有毛邊（M線與N線都同樣對外觀有影響，是對等的），可能會割手，不安全，手感也不好，所以暫時不考慮用這種結構設計。

②假設滑塊與滑塊的封膠位線選擇在M線，如果M線處有毛邊，割不到手的，手感也很好，所以可以考慮用這種結構設計。

最終結果是：

①滑塊與前后模鑲件的封膠位線應該選擇在③線和④線處。

②滑塊與滑塊的封膠位線應該選擇在M線處。

2.4.3 考慮產品的結構

分型面應該讓模具結構簡單，而又能滿足產品質量的要求，舉例說明功能型產品的分型，見表2.8。

2.4.4 考慮產品的留模問題

分型面應該讓產品在模具開模時留在后模，舉例說明讓產品開模時留在后模的分型，見表2.9。

2.4.5 考慮產品的制造精度

分型面的設計應該保證產品的制造精度，見表2.10。

2.4.6 分型面的設計應滿足注塑生產時的排氣要求

分型面的設計應滿足注塑生產時的排氣要求，見表2.11。

2.4.7 分型面的設計應考慮脫模斜度的影響

圖2.54是按鍵的產品圖。

圖2.55是面殼的產品圖。

圖2.56是按鍵裝入面殼的裝配圖。

圖2.57是在Ⅱ面分型的分型面結構圖。

圖2.58是在Ⅰ面分型的分型面結構圖。

圖2.59是在Ⅱ面分型注塑出來的面殼與按鍵的裝配狀況圖。

圖2.60是在Ⅰ面分型注塑出來的面殼與按鍵的裝配狀況圖。

圖中ΔA是客戶給定的裝配位，取ΔA=0.1mm；產品的脫模斜度取1°。

從圖2.55、圖2.56上可以知道，對按鍵裝配位來說，無論在Ⅰ面還是在Ⅱ面分型，都不影響產品的外觀，也就是說，都是允許的。

在注塑模具中，通常膠位都要做出脫模斜度，這是難以避免的工藝性問題，在沒有脫模斜度的情況下，粘模力會大得多。頂出產品時，輕則出現頂白，重則會把產品頂穿，而產品依然卡在后模上取不出，可能就會把頂針頂斷。所以塑膠產品一般都要設計出脫模的斜度，通常脫模斜度取0.5°～3°，最小不應小于0.25°，最大也不用大于5°。這時就得要自己來設計脫模斜度（設計好后還要拿去給產品設計師確認），這要求模具設計師有較全面的相關知識作為基礎，而且還要對模具的結構有充分的認識。

（1）當選擇圖2.57的結構時，即G段必須做出脫模斜度，（在這里取1°脫模斜度計算），在這種模具結構下注塑出來的制品與按鍵的裝配情況見圖2.59，按鍵的外圓直徑已經確定了，不可更改了，則面殼與按鍵的裝配在最小間隙處不能大于單邊0.1mm，即Δb2=0.1mm，這時，因為脫模斜度的影響，Δb1大于0.1mm，而Δb1越大越不美觀。也就是說，若面殼與按鍵的裝配如果松緊度達到要求了，則面殼與按鍵裝配后的外觀縫隙肯定變大了，也就不美觀了，也就肯定不合格了。如果讓Δb1=0.1mm或稍大于0.1mm，則按鍵與面殼的裝配肯定會變緊，甚至會裝不下去，見局部放大圖2.61。下面計算一下之間的數據差異。

Δb2=0.1mm

α=1.0°

裝配位總高：H1=15.0mm

則tan1°=Δd/H1

Δd = tan1°×H1= 0.017×15.0=0.255mm

Δc=Δd=0.255mm

Δb1=Δd+Δb2+Δc = 0.255+0.1+0.255=0.61mm

這時，可以看到縫隙的大小，太寬了，太大了，消費者很難接受。所以，對這種結構的設計、分型面的設計先不予考慮。

（2）當選擇圖2.58的結構時，即產品在Ⅰ面分型，N段和M段都要做出脫模斜度，在這種模具結構下注塑出來的制品與按鍵的裝配情況見圖2.60，Δa2=0.1mm，Δa1則肯定會大于0.1mm，見局部放大圖2.62，下面計算一下之間的數據差異。

Δa2=0.1mm

α=1°

裝配總高依然是15.0mm，但是影響外觀縫隙大小的高度H2=1.0mm

則：tan1.0°=Δf/H2

Δf=tan1.0°×H2=0.017×1.0=0.017mm

Δe =Δf=0.017mm

Δa1 =Δf+Δa2+Δe

=0.017+0.10+0.017

=0.134mm

這個縫隙數據與前面的縫隙數據0.61mm相比，就小多了，外觀也就更漂亮，所以這種結構設計、分型面的設計是可以采用的。

至于M段，因為分型面在Ⅰ面，所以M段膠位只能出在后模，則M段的脫模斜度方向是與按鍵的脫模斜度方向是同方向的，只要脫模斜度一樣，則M段永遠不會碰到按鍵，即不會影響按鍵與面殼的裝配松緊度。這是可行的。