在塑料注射模制造過程中,總會遇到分型面的確定問題,它是一個很復雜的間題,受到許多因素的制約,常常是顧此失彼。所以在選擇分型面時應抓住主要矛盾,放棄次要因素。不同的設計人員有時對主要因素的認識也不盡一致,與自身的工作經驗有關。有些塑件的分型面的選擇簡單明確并且唯一;有些塑件則有許多方案可供選擇。根據我的工作經驗,可以按以下原則來確定:
a)保證塑料制品能夠脫模
這是一個首要原則,因為我們設置分型面的目的,就是為了能夠順利從型腔中脫出制品。根據這個原則,分型面應首選在塑料制品最大的輪廓線上,最好在一個平面上,而且此平面與開模方向垂直。分型的整個廓形應呈縮小趨勢,不應有影響脫模的凹凸形狀,以免影響脫模。
塑件可以選擇ⅠⅡⅢ三個分型面,如果模具按Ⅰ-Ⅰ位置分型時,塑件無法從模具型腔中取出;如果模具按Ⅱ-Ⅱ位置分型時,則必需設有兩個側向型芯,依靠模具分開時,帶動兩個側向型芯,塑件才能脫模;如果按Ⅲ-Ⅲ位置分型時,即可順利取出塑件,是一個合理的分型面,因此依照這個原則,確定此塑件的分型面位置在Ⅲ-Ⅲ處。
b)使型腔深度最淺
模具型腔深度的大小對模具結構與制造有如下三方面的影響:
1)目前模具型腔的加工多采用電火花成型加工,型腔越深加工時間越長,影響模具生產周期,同時增加生產成本。
2)模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深,動、定模越厚。一方面加工比較困難;另一方面各種注射機對模具的最大厚度都有一定的限制,故型腔深度不宜過大。
3)型腔深度越深,在相同起模斜度時,同一尺寸上下兩端實際尺寸差值越大。若要控制規定的尺寸公差,就要減小脫模斜度,而導致塑件脫模困難。因此在選擇分型面時應盡可能使型腔深度最淺。
C)使塑件外形美觀,容易清理
盡管塑料模具配合非常精密,但塑件脫模后,在分型面的位置都會留有一圈毛邊,我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模后立即割除,但仍會在塑件上留下痕跡,影響塑件外觀,故分型面應避免設在塑件光滑表面上,塑件割除毛邊后,在塑件光滑表面留下痕跡;雖然割除毛邊后仍有痕跡,但看起來不明顯,故應選擇后者。
d)盡量避免側向抽芯
塑料注射模具,應盡可能避免采用側向抽芯,因為側向抽芯模具結構復雜,并且直接影響塑件尺寸、配合的精度,且耗時耗財,制造成本顯著增加,故在萬不得己的情況下才能使用。選擇Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ分型面可以避免側向抽芯。
e)使分型面容易加工
分型面精度是整個模具精度的重要部分,力求平面度和動、定模配合面的平行度在公差范圍內。因此,分型面應是平面且與脫模方向垂直,從而使加工精度得到保證。如選擇分型面是斜面或曲面,加工的難度增大,并且精度得不到保證,易造成溢料飛邊現象。
f)使側向抽芯盡量短
抽芯越短,斜抽移動的距離越短,一方面能減少動、定模的厚度,減少塑件尺寸誤差;另一方面有利于脫模。塑件中有兩個垂直的孔,我們應使深度大的孔與開模方向一致,深度小的孔置于側向,利用側向抽芯的方法成型。Ⅰ-Ⅰ, Ⅱ-Ⅱ分型面正確,而Ⅲ-Ⅲ分型面是不合理的。
g)保證塑件制品精度
作為機械零部件的塑件,平行度、同心度、同軸度都要求很高,保證塑件精度除提高模具制造精度外,與分型面的選擇有很大關系。
一個雙聯齒輪,大小齒輪要求很高的同軸度,如選擇Ⅰ-Ⅰ分型面,則大小齒輪分別置于動、定模內,因合模誤差會導致兩齒輪的同軸度不高;如選擇Ⅱ-Ⅱ分型面,大小齒輪同在動模內,動、定模合模誤差沒有影響,只要制造誤差符合要求,就能有效保證大小齒輪的同軸度。
h)有利于排氣
對中、小型塑件因型腔較小,空氣量不多,可借助分型面的縫隙排氣。因此,選擇分型面時應有利于排氣。按此原則,分型面應設在注射時熔融塑料最后到達的位置,而且不把型腔封閉。
i)使塑件留在動模內
模具開模時型腔內的塑件一般不會自行脫出,需用頂出機構頂出,注射機上都有頂出裝置,且設在動模一側,因此設計模具分型面時應使開模后塑件能留在動模內,以便直接利用注射機的頂出機構頂出塑件。如果塑件留在定模內,則要再另設計頂出裝置才能脫模,模具結構復雜得多,且成本攀升,加工周期延長。
j)使型腔內總壓力較大的方向與分型面垂直
塑件注射時型腔內各方向的壓強P相同,故某方向總壓力F=PxS,S為某方向的投影面積,當S越大,則F越大,選擇總壓力較大的方向與分型面垂直,利用注射機的鎖模力來承受較大注射壓力。因此模具結構簡單,否則需另設計鎖緊機構,模具結構復雜,成本增加,加工周期延長。
綜上所述,選擇注射模分型面影響的因素很多,總的要求是順利脫模,保證塑件技術要求,模具結構簡單制造容易。當選定一個分型面方案后,可能會存在某些缺點,再針對存在的問題采取其他措施彌補,以選擇接近理想的分型面。