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。
表2.1 平面分型面
表2.2 分型面的选择比较
2.3.2 斜面分型面
斜面分型面的分析见表2.3。
表2.3 斜面分型面
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。
表2.4 投影的原理
2.3.3 弧面分型面
弧面分型面的分析见表2.5。
表2.5 弧面分型面
2.3.4 曲面分型面
曲面分型面的分析见表2.6。
表2.6 曲面分型面
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。
图2.14 平面分型面
图2.15 斜面分型面
图2.16 弧面分型面
图2.17 曲面分型面
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。
图2.18 插穿分型面1
图2.19 插穿分型面2
图2.20 好的插穿位镶件
图2.21 不好的插穿位镶件
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。
图2.22 常见的插穿分型面1
图2.23 常见的插穿分型面2
图2.24 常见的插穿分型面3
图2.25 常见的插穿分型面4
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。
图2.26 枕穿分型面1
图2.27 枕穿分型面2
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。
图2.28 枕穿分型面3
图2.29 枕穿分型面4
图2.30 枕穿分型面5
图2.31 枕穿分型面6
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。
表2.7 分型面应该通过产品的最大外形轮廓线
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。
图2.34 分型面封胶线的选择
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。
图2.35 滑块上下封胶面的确定
（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。
表2.8 举例说明功能型产品的分型
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。
表2.9 举例说明让产品开模时留在后模的分型
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。
表2.10 分型面的设计应该保证产品的制造精度
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。
表2.11 分型面的设计应满足注塑生产时的排气要求
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2.54 按键
图2.55是面壳的产品图。
图2.55 面壳
图2.56是按键装入面壳的装配图。
图2.56 按键与面壳装配
图2.57是在Ⅱ面分型的分型面结构图。
图2.57 在Ⅱ面分型
图2.58是在Ⅰ面分型的分型面结构图。
图2.58 在Ⅰ面分型
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2.59 在Ⅱ面分型的装配状况
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2.60 在Ⅰ面分型的装配状况
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。
图2.61 局部放大图
图2.62 局部放大图
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。