第2章 分型面的设计

分型面的设计，在塑料模具设计里有着非常重要的地位。可以说，分型面的设计是塑料模具设计一切的基础。如果分型没有确定，则入水方式、入水点的选择、顶针的设计、滑块、斜顶抽芯的设计、排气的设计、冷却水的设计等都将无从下手。

所谓的分型面，简单地说，就是在注塑胶料时所有参与封胶的面都称为分型面。

2.1 分型面的分类

在实际设计工作中。常常碰到的分型面有以下几种。

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侧向抽芯分型面。

分型面虽然很重要，也难以确定和选择，但却又非常好学、易学。分型面“容易” 但设计却“难选”。

这里所说的“容易”，是指分型面“容易”理解。因为产品的最大外形轮廓线就是产品的分型面所通过的面。这是产品分型面设计的首要原则。

这里所说的“难选”，是指分型面设计容易，但要把分型面设计得让产品漂亮到令人赏心悦目的程度却非常难，没有三五年的实际锤炼是难以做到的。

2.2 设计分型面的原则

要设计好分型面，以下几点是我们在进行分型面的设计时应该时时牢记的。

（1）分型面应该通过产品的最大外形轮廓线。

（2）分型面应该让产品外观漂亮、美观“不留”痕迹。

（3）分型面应该让模具结构简单，而又能满足产品的质量要求。

（4）分型面应该在模具开模时把产品留在后模。

（5）分型面的设计应该保证产品的制造精度。

（6）分型面的设计应满足注塑生产时的排气要求。

（7）分型面的设计应考虑脱模斜度的影响。

2.3 分型面的形式

2.3.1 平面分型面

平面分型面的介绍和选择比较见表2.1和表2.2。

2.3.2 斜面分型面

斜面分型面的分析见表2.3。

从投影原理的角度来解释图2.4中的产品图：

①Ⅰ面是斜面分型面，也就是投影面。

②产品的最大外形轮廓线Ⅱ线就是投影外形线。

③V线是Ⅱ线在Ⅰ面上的投影结果，即投影外形线。

其实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产品的最大外形。

斜面分型面在理解上稍稍比平面分型面难理解一些，要理解斜面分型面，则必须先了解投影的原理。在机械制图里学过投影的原理，其实所有的机械工程领域里所讲的投影，都是一样的，不同的只是所取的投影面不同。在机械制图所学的投影，其投影面是平面，而现实工作中，所遇到的问题远不是只靠平面投影所能解释得通的，还有很多的投影面，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

弧面分型面的分析见表2.5。

2.3.4 曲面分型面

曲面分型面的分析见表2.6。

2.3.5 碰穿分型面

碰穿分型面，其实并不是一个特别分类的分型面，它只是在模具行业里的一种惯用称呼。通常当封胶面小于45°时或弧形封胶面切线斜角小于45°时，都称为碰穿面。讲到这里，大家应该清楚了前面讲解过的分型面，如平面分型面、斜面分型面、弧面分型面和曲面分型面，一般都可以称之为碰穿分型面，如图2.14、图2.15、图2.16、图2.17所示为碰穿分型面的各种类型。

2.3.6 插穿分型面

从产品图2.18上可以看到，Ⅰ面和Ⅱ面是在不同高度上的两个平面，其中Ⅰ面是产品的缺槽位的最高面，Ⅱ面是产品的主分型平面，因为Ⅰ面和Ⅱ面有高度差，也就是说Ⅰ面和Ⅱ面之间必须要有一个封胶面，以便解决Ⅰ面和Ⅱ面之间落差位封胶的问题，这个面就是Ⅲ面，即插穿分型面。如图2.18、图2.19所示，在插穿分型面处，前模镶件和后模镶件形成对插，而且还要插封得很紧，否则在注塑时，流胶会流到插穿面处，形成毛边，影响了产品的装配、功能、质量等。通常在插穿封胶位处，最大的间隙量取0.005～0.015mm之间。既然插穿分型面是通过前模镶件、后模镶件直接对插来封胶的，而插穿角度有时会受产品脱模斜度的影响，不能设计得太大。所以，在所有的模具封胶分型面里是最危险的一种分型面，也是使用寿命最短的一种分型面，不要轻易使用。但往往又很难不使用，因为插穿封胶在模具结构设计里是经常会碰到的。在这种情况下，最好把后模的插穿位用镶件镶出，让后模的插穿位镶件的材料稍差于前模，硬度也要稍软于前模镶件料。因为在插穿时，插穿封胶面被插凹、拉毛、压踏等现象是经常会发生的。如果把后模插穿位镶件设计得差些，则一旦出现插穿位损伤，第一个受伤的当然是材料稍差的后模插穿镶件，这样就达到了保护前模镶件的目的。因为在大部分的模具里，前模通常是最主要的、要求也是最高的。而对后模的要求往往较低，再者更换后模插穿位镶件要容易得多，就算损坏了，再换上一件，也较容易操作而一旦前模损坏了，要更换或者修模，就困难得多了，时间也要长得多，成本也就高多了。因此，应把后模插穿位设计成镶件，并让镶件材质稍差。如图2.20所示，在镶件上最好让镶件镶出最大插穿位一个ΔF值，以确保能和前模插穿到位，一般不要做到“刚刚好”，如图2.21所示。

因为在模具加工过程中，难免有一些微小的偏差。前后模的加工都有可能产生偏差，如果我们设计得刚刚好（镶到M点），理论上是可以的，而在实际加工中，一旦前模做大了或后模线切割割小了，等等，都会使得模具无法完全封到胶而产生了毛边，这也是非常不值得的。所以通常都会要多镶出一个ΔF的值，以消除上述种种可能性的发生，ΔF值通常取2～3mm之间，最小也不应小于1mm。插穿角度（α）越大，封胶质量越好，使用寿命越长，反之亦然。

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

特殊性模具α：允许取到0.25°。（通常在接插件模具或者插穿位H很高时使用，H＞20mm）类似的插穿分型面如图2.22、图2.23、图2.24、图2.25所示。

2.3.7 枕穿分型面

从图2.26上可以看到Ⅰ面和Ⅱ面是在不同高度上的两个平面，其中Ⅰ面是缺槽位的最高面，Ⅱ面是产品的主分型面。因为Ⅰ面和Ⅱ面有高度差，也就是说，Ⅰ面和Ⅱ面之间必须要有一个封胶面，以便解决Ⅰ面和Ⅱ面之间落差位封胶的问题。在前面，我们已经解说了用插穿分型面来解决这个问题，现在我们采用枕穿分型面来解决这个问题。如图2.27所示。枕穿分型面处后模凸起一段分型面紧贴着产品的最低部面。后模凸起的这段分型面，像个枕头一样，称为枕穿分型面，在模具结构里经常用到，它的危险程度要比直接插穿分型小得多，使用寿命也比直接插穿长得多，所以往往可以使用枕穿结构的都会使用枕穿分型而不使用插穿分型。

类似的枕穿分型面，如图2.28、图2.29、图2.30、图2.31所示，图中P值常取6～12mm，最小不应小于4mm，最大也不用大于20mm。

2.3.8 侧向抽芯分型面

侧向抽芯分型面就是滑块或斜顶与前后模镶件之间的封胶位部分，这一部分就是侧向抽芯分型面。这部分内容在后面的滑块结构部分和斜顶结构部分再做详细的讲解。

2.4 分型面设计的实例解说

2.4.1 考虑产品的最大外形轮廓线

分型面应该通过产品的最大外形轮廓线见表2.7。

2.4.2 考虑产品的外观

从图2.34可以知道，产品是充电器插盒的中壳，这是手握式可移动携带产品，对产品的外观要求，使用安全要求是很高的，在设计时要满足以下条件，来确定滑块的夹线封胶位，滑块与滑块之间的封胶位。

①产品四周要做滑块抽芯机构设计。

②产品上下两曲平面有安装要求。

③产品在使用时A面朝上，B面朝下，C、D面分别朝左右，即C、D面为手执位。

1．确定滑块的上下封胶面位

如图2.35所示，可作为确定滑块上下封胶面的参照。

（1）假设滑块与前后模镶件的封胶位线选择在①线和②线，则结果是：

①如果有毛边，毛边会割手，不安全，手感也不好。

②封胶位线设计在①线和②线，在产品的外观上会有环周的上下两条夹线，不美观，所以暂时不考虑用这种结构设计。

（2）假设滑块与前后模镶件的封胶位线选择在③线和④线，则结果是：

①如果有毛边，毛边不会割到手，是安全的。而产品外形上下都有倒圆角R0.5，所以手感较好。

②封胶位线设计在③线和④线，在产品的外观上看不到夹线，上下两条夹线都看不到，产品外观较好。

③如果在③线和④线产生毛边了，注塑时，只要用刀一刮即可解决，而刮痕在装配后是看不见的。

所以这种结构设计是可以采用的。在③线和④线上的封胶可以达到上下两曲平面的安装要求。

2．确定滑块与滑块的封胶位线

①假设滑块与滑块的封胶位线选择在N线，则结果是一旦N线处有毛边（M线与N线都同样对外观有影响，是对等的），可能会割手，不安全，手感也不好，所以暂时不考虑用这种结构设计。

②假设滑块与滑块的封胶位线选择在M线，如果M线处有毛边，割不到手的，手感也很好，所以可以考虑用这种结构设计。

最终结果是：

①滑块与前后模镶件的封胶位线应该选择在③线和④线处。

②滑块与滑块的封胶位线应该选择在M线处。

2.4.3 考虑产品的结构

分型面应该让模具结构简单，而又能满足产品质量的要求，举例说明功能型产品的分型，见表2.8。

2.4.4 考虑产品的留模问题

分型面应该让产品在模具开模时留在后模，举例说明让产品开模时留在后模的分型，见表2.9。

2.4.5 考虑产品的制造精度

分型面的设计应该保证产品的制造精度，见表2.10。

2.4.6 分型面的设计应满足注塑生产时的排气要求

分型面的设计应满足注塑生产时的排气要求，见表2.11。

2.4.7 分型面的设计应考虑脱模斜度的影响

图2.54是按键的产品图。

图2.55是面壳的产品图。

图2.56是按键装入面壳的装配图。

图2.57是在Ⅱ面分型的分型面结构图。

图2.58是在Ⅰ面分型的分型面结构图。

图2.59是在Ⅱ面分型注塑出来的面壳与按键的装配状况图。

图2.60是在Ⅰ面分型注塑出来的面壳与按键的装配状况图。

图中ΔA是客户给定的装配位，取ΔA=0.1mm；产品的脱模斜度取1°。

从图2.55、图2.56上可以知道，对按键装配位来说，无论在Ⅰ面还是在Ⅱ面分型，都不影响产品的外观，也就是说，都是允许的。

在注塑模具中，通常胶位都要做出脱模斜度，这是难以避免的工艺性问题，在没有脱模斜度的情况下，粘模力会大得多。顶出产品时，轻则出现顶白，重则会把产品顶穿，而产品依然卡在后模上取不出，可能就会把顶针顶断。所以塑胶产品一般都要设计出脱模的斜度，通常脱模斜度取0.5°～3°，最小不应小于0.25°，最大也不用大于5°。这时就得要自己来设计脱模斜度（设计好后还要拿去给产品设计师确认），这要求模具设计师有较全面的相关知识作为基础，而且还要对模具的结构有充分的认识。

（1）当选择图2.57的结构时，即G段必须做出脱模斜度，（在这里取1°脱模斜度计算），在这种模具结构下注塑出来的制品与按键的装配情况见图2.59，按键的外圆直径已经确定了，不可更改了，则面壳与按键的装配在最小间隙处不能大于单边0.1mm，即Δb2=0.1mm，这时，因为脱模斜度的影响，Δb1大于0.1mm，而Δb1越大越不美观。也就是说，若面壳与按键的装配如果松紧度达到要求了，则面壳与按键装配后的外观缝隙肯定变大了，也就不美观了，也就肯定不合格了。如果让Δb1=0.1mm或稍大于0.1mm，则按键与面壳的装配肯定会变紧，甚至会装不下去，见局部放大图2.61。下面计算一下之间的数据差异。

Δb2=0.1mm

α=1.0°

装配位总高：H1=15.0mm

则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

这时，可以看到缝隙的大小，太宽了，太大了，消费者很难接受。所以，对这种结构的设计、分型面的设计先不予考虑。

（2）当选择图2.58的结构时，即产品在Ⅰ面分型，N段和M段都要做出脱模斜度，在这种模具结构下注塑出来的制品与按键的装配情况见图2.60，Δa2=0.1mm，Δa1则肯定会大于0.1mm，见局部放大图2.62，下面计算一下之间的数据差异。

Δa2=0.1mm

α=1°

装配总高依然是15.0mm，但是影响外观缝隙大小的高度H2=1.0mm

则：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

这个缝隙数据与前面的缝隙数据0.61mm相比，就小多了，外观也就更漂亮，所以这种结构设计、分型面的设计是可以采用的。

至于M段，因为分型面在Ⅰ面，所以M段胶位只能出在后模，则M段的脱模斜度方向是与按键的脱模斜度方向是同方向的，只要脱模斜度一样，则M段永远不会碰到按键，即不会影响按键与面壳的装配松紧度。这是可行的。