一、拔模斜度的含义

拔模斜度，单看字面就知道，是针对模具进行设计的角度，确切地讲，是模具平行出模方向上成型部分的面的出模角度，也叫拔模角。

由于拔模斜度最终是体现在模具上，因此会存在拔模斜度的设计者之争，即拔模斜度该由结构工程师设计还是由模具工程师设计，针对这点目前有两种主流做法：

1、结构工程师需要在零件设计阶段把所有面拔模完善（个别结构无法确定，需要模具工程师评估的除外）。

2、结构工程师只负责把外观面、关键装配面拔模，其他无关紧要的面留到模具设计阶段由模具工程师根据经验拔模。

这两种做法各有优缺点，大家应根据具体情况做取舍：

对于第一种，

1）可以保证结构无干涉，装配间隙、尺寸偏差等设计要求不会发生改变，保证零件质量；

2）节省模具DFM检讨沟通时间，避免后续发生质量问题扯皮的情况。

1）需要结构工程师有丰富的模具相关经验，否则设计的拔模斜度不一定能够顺利出模；

2）由于所有面都需要拔模，导致结构工程师的工作量增多，项目时间较紧的情况下可能会延期；

3）由于拔模后，原来垂直的面变成斜面，对后续结构修改造成不便；

4）由于拔模后，在工程图上就会显示更多的干扰线，容易标注错误。

对于第二种，

1）节省结构工程师设计时间，由经验丰富的模具工程师设计，出模一般不会有什么问题；

2）对于结构工程师来说，后续结构修改以及工程图标注都会方便些。

1）模具工程师不一定理解产品的功能，他们只是站在出模的角度思考，不一定满足结构要求，比如干涉情况、间隙、尺寸、强度等要求；

2）模具工程师工作量会增加，他们通常会把圆角去除后再进行拔模，最后再倒回圆角，经过这一步骤，有可能新倒的圆角跟之前圆角有偏差。

三、拔模斜度的种类

拔模斜度有分前模面拔模斜度和后模面拔模斜度，它们主要以分型面为界进行区分，分型面把模仁分成前模和后模，前模上与出模方向平行的面需要设计的拔模斜度称为前模面拔模斜度，反之称为后模面拔模斜度，模具如果存在侧抽芯（斜顶和滑块），相应称为斜顶面拔模斜度和滑块面拔模斜度，其拔模方向是以滑块运动的方向为准。

拔模方向一般以分型面为基准进行拔模，保证拔模后尺寸较大的一端靠近分型面，否则无法顺利脱模。

四、为什么需要设计拔模斜度

拔模斜度是一种工艺结构，如果不是造型需要，理论上产品结构是不需要设计拔模斜度的，但是由于成型工艺的限制，比如注塑，塑胶产品成型冷却后需要从模具中取出来，如果没有设计拔模斜度，塑胶零件将很难从模具中取出。回忆一下，你一定遇到过很难分离被叠在一起的塑胶凳子的情形，那已经是有设计斜度的凳子，更何况是没有设计拔模斜度的塑胶零件需要从模具中取出来。

在注塑成型中，熔融树脂流入闭合模具并填充前模和后模之间形成的腔体，由于热塑性塑料在冷却时会收缩，塑料有向模具型芯收缩的趋势，收缩后的塑胶件会紧紧地吸附在模具的型芯上。除此之外，一些塑料可能会从模具型腔壁上拉开（微观层面），但大部分仍与型腔壁接触。

在模具打开过程中，不管塑胶件外侧表面与型腔壁接触，还是塑胶件内侧表面与型芯接触，塑胶件都会受到一个与塑胶件脱离模具方向相反的摩擦阻力（静摩擦力）。由摩擦力公式：f=μ×Fn，可知，摩擦力的大小与接触面的粗糙度（μ）、收缩应力（Fn）有关；收缩应力（Fn）与拔模斜度有关。

设计拔模斜度后，f=μ×Fn×cosα，在出模方向上摩擦力f，随着拔模角度α的增大而减小，一般情况下，拔模斜度都不是很大，显然靠拔模斜度来减小静摩擦力是有限的。

拔模斜度的主要作用在于，塑胶件一旦与模具脱开便分离，不再与模具形成接触，摩擦力消除；而没有设计拔模斜度，塑胶件与模具脱开后转为滑动摩擦，同时，对于高光的外观面，前模型腔还有可能形成真空，真空吸力会导致塑胶件难以从前模完全分离，最坏的结果是粘前模，以及塑胶件后模部分结构被拉变形。

2、拔模斜度的好处：

很多时候，拔模斜度可能会产生利益冲突。对于注塑厂商来说，他们考虑的重点在成型，希望有更大的拔模斜度；对于模具加工厂商，发现在所有型腔和型芯表面加工角度是一项艰巨的任务，本来简单的特征只需要简单的加工设备、更低的加工成本，拔模后就得CNC，甚至EDM；对于产品设计方，拔模角度可能会使零件设计复杂化，外观造型也会因拔模斜度而有所改变。

然而，不管哪一方，我们必须确保模制零件符合所需的质量标准，这一点至关重要。如果没有拔模斜度，您会增加出现注塑成型问题的机会。这可能会不必要地增加生产成本和交货时间。拔模斜度除了上面提到的方便零件从模具中取出来外，还有以下好处：

减少因顶出过程中的摩擦而损坏零件表面的可能性；确保其他表面纹理和饰面的均匀性和完整性；最大限度地减少零件因顶出不顺畅导致的变形；减少成型零件的磨损，减少损坏模具的机会；通过消除或减少对复杂顶出设置的需求来缩短整体冷却时间；直接和间接降低总体生产成本。

在各类塑胶齿轮的应用上，苏州维本工程塑料Wintone Z33耐磨静音齿轮专用料，可以帮助您解决以下问题：

1.POM和PA66齿轮噪音比较大，耐磨耐疲劳性不够的问题。

2.PA12和TPEE齿轮，太软扭矩太小，耐磨性不够，在60摄氏度以上时，扭力下降比较快。

3.POM和PA66齿轮的耐腐蚀性不够，以及断齿的问题。POM齿轮和注塑功能件易粉屑化的问题。

4.尼龙46齿轮的降噪性不够，尺寸受水份影响比较大。

Z33材料作为一款强韧耐磨型工程塑料，在齿轮应用上最显著的特点是：耐磨、静音、耐腐蚀、强韧且不受水份影响。Z33材料的典型成功应用为：微小型减速齿轮箱、电动推杆、汽车转向系统EPS齿轮、按摩器齿轮、汽油机凸轮、电助力自行车中置电机齿轮、电动剃须刀等等传动齿轮。

五、拔模斜度设计的原则

保证出模要求保证结构功能保证外观要求

一、保证出模要求

1、模具打开后，塑胶件需留在后模一侧，利于最后顶出

塑胶件从模具中取出来，需要分两个步骤：

1）塑胶件外表面与前模型腔壁分离，此步骤一般模具无额外的辅助分离结构，因此塑胶件外侧表面与型腔壁之间的摩擦力尽量小。

2）塑胶件内表面与后模型芯壁分离，此步骤一般模具采用顶针、斜顶或者推板等的辅助顶出结构，塑胶件内侧表面与型芯之间的摩擦力在一定程度上应大于塑胶件外侧表面与型腔壁之间的摩擦力，保证模具打开过程中塑胶件留在后模侧。

由上述可知，由于塑料有向模具型芯收缩的趋势（即收缩应力大），在粗糙度和拔模斜度一定时，塑胶件内侧表面与型芯之间的摩擦力会比塑胶件外侧表面与型腔壁之间的摩擦力大，同时，模具的顶出机构通常在后模侧，因此，一般情况下，都会把型芯设计在后模，型腔设计在前模，即把塑胶件复杂的一面设计在后模，把相对简单的一面（外观面）设计在前模。

但是也有例外，比如有些零件内表面作为外观面，不允许有顶针痕迹，那么就会把型芯设计在前模，型腔设计在后模，为了防止粘前模，前模需要设计顶出辅助机构，如下图。

也有些零件上下长得差不多，没有明显的外观面，如下图零件，无法很快能确定零件的前后模，对于这类零件，如果没什么要求，前后模在那边都可以，为了防止粘前模，模具设计时只要把后模的拔模斜度尽可能取小而前模的拔模斜度取大(在制件尺寸公差范围内)，就可使零件在开模后停留在动模，这样就可以免去在前模设计顶出辅助机构。

对于以下这种有调整空间的结构，型芯胶位，由原来前后模各一半改为前模占1/3，后模占2/3，可以减小粘前模风险。

2、拔模斜度大小的设计

拔模斜度大小的取值范围目前没有一个统一的标准，理论计算难度非常大，因为摩擦力数学模型很难建立，不同的注塑参数也会影响到最终的结果，通过仿真计算可能会得出一些参考值，但是耗时耗力，一般模具厂也没这个实力以及时间去做，更多的是以经验为主，作为结构工程师需要了解这方面的知识，以便在结构设计阶段针对某些关键的结构把拔模斜度考虑进去，减少后续由模具工程师反馈修改的次数，避免不必要的麻烦。

拔模斜度大小的决定因素：

1）成型材料的特性（硬质塑料比软质塑料拔模斜度大，软胶甚至可以存在倒扣强脱）

2）收缩率（因收缩率大的塑胶对型芯的包紧力越大，收缩率大的塑胶应比收缩率小的塑胶拔模斜度大）

3）摩擦系数（对于某些摩擦系数低的材料，如PA、POM，拔模斜度的取值可以比其他普通塑胶小，制品表面摩擦系数越大拔模斜度大，如晒纹面需拔模斜度大）

4）壁厚（壁厚增加时塑胶包紧型芯的力大，拔模斜度也应取大些）

5）几何形状（形状较复杂或成型孔较多的塑件取较大的拔模斜度，否则需要布置更多的顶针，且顶针布置需要对称均匀，防止顶出力不均匀导致零件翘曲变形）

6）透明件（有光学要求的零件拔模斜度要大）

拔模斜度的具体取值范围：

拔模斜度与拔模面高度的几何关系式：tanθ=X/H；

其中，θ=拔模斜度；H=拔模面高度；X=所减少的壁厚(或倾斜偏差量)。

理论上来讲，拔模斜度越大，越容易脱模，特别是对于高度较高（深），面积较大的拔模面，因为这种面对型芯或型腔的包紧力就越大，在注塑机顶出力不变的情况下必须设计更大的斜度以利于脱模。

但是，根据上述几何关系式可知：H不变时，θ越大，X就越大。

a. 高光面，拔模斜度≥1°，防止刮伤风险，情况允许尽量取大值；

b. 晒纹面，拔模斜度≥3°，（应视纹面类型，深度而定，一般情况下，每深0.001mm，需加1～1.5°的拔模角，应以晒纹公司所提供纹板拔模度资料为依据)；

2）对于骨位面，X越大，骨位顶部宽度C就越小，注塑成型越困难，因此，骨位应尽量设计得矮一些，拔模斜度就可以大一些，如无法避免，至少保证X的取值一般≥0.2，顶部宽度C不少于0.6；

3）对于螺丝柱，螺丝柱内孔是属于有尺寸精度要求的一类结构特征，对于这类结构特征，为了保证公差范围，其拔模角度会很小甚至无拔模角度，此处的模具结构需要很小的粗糙度甚至抛光，而且附近需合理设计顶针。

螺丝柱内孔，用司筒顶出，就无需拔模，如采用普通顶针顶出，应设计拔模斜度，螺丝柱高度不宜过高，角度值应保持在(0.5°-1.0°) ，拔模应以螺丝啮合深度L的一半处为基准，因为这确保了良好的螺钉啮合。避免孔的顶部直径偏大，底部直径偏小，导致螺钉将在孔的顶部松配合，而在底部的配合太紧，从而引入高应力。

3、其他内部面，拔模斜度以1°为中间值，具体数值需根据拔模面的高度和粗糙度来定，同时注意拔模后的胶厚变化，避免出现成型缺陷。

苏州维本Wintone Z63汽车接插件强韧、防脆断专用工程塑料，在接插件的应用上， Z63材料可以帮助解决传统的PBT和尼龙材料存在的以下问题：

1.PBT和PA66接插件的脆断问题，特别是有卡扣和铰链结构的接插件容易脆断的问题。

2.PA66接插件的拉拔力受水份的影响比较大的问题，Z63注塑汽车接插件，注塑完半天就具有强韧性和良好的拉拔力，不用水处理，同时Z63的吸水率只有PA66的六分之一，拉拔力不会受使用环境的湿度的影响。

3.PBT和PA66接插件在零下30摄氏度以下时，容易脆断的问题。Z63注塑接插件具有良好的耐低温性，不易脆断。

4.增韧后的PBT和PA66，解决了常温下的脆断问题，但同时会出现在60度到120度使用时，拉拔力下降厉害的问题。Z63注塑接插件可以在常温、低温和高温的使用环境下，都保持良好的拉拔力和强韧性。

5.在多PIN针的汽车接插件应用上，PBT和PA66注塑接插件会出现翘曲的问题，主要是因为材料的流动性不够好，需要比较大的压力和速度来注塑，内应力较大，所以翘起会比较明显。Z63材料具有非常优异的加工流动性，可以帮您解决翘曲的问题。

6.PBT的水口料添加到新料中注塑接插件时，容易变脆，这是因为PBT容易高温水解。Z63材料具有优异的耐高温水解性，水口料添加量高达35%时，对接插件的力学性能影响也非常小。

二、保证结构功能

一个完整的产品本质上是不同的零件有序的构成，不同零件之间通过连接关系连接成一个整体，一个零件的拔模不仅仅对自身的结构产生影响，同时也会影响到与之配合的另一零件。

1、零件拔模后，对螺丝支承面的影响。

对支撑面进行拔模，可以方便出模，但是拔模后，螺丝的支承面与螺柱中心线不垂直，强行锁紧后，被固定件可能会被压歪。

2、零件拔模后，对过盈配合的影响。

塑胶件之间可以互相配对拔模，过盈配合精度不影响，但是对于无拔模斜度的标准件（如轴承、转轴等）与塑件件过盈配合就需要注意，比如以下这种小轴与柱子内孔的过盈配合，内孔如果拔模，过盈效果容易失效，内孔通过司筒针出模可以实现内孔无拔模。

对于轴承的过盈配合，稍大的轴承孔无法通过司筒针出模达到无拔模斜度，采用常规出模方式需要设计拔模斜度，如下面轴承孔，内孔大面拔模，筋位面积小，可以不拔模，强脱出模。

3、零件拔模后，分型面的确定会影响结构精度。

在拔模时，当对零件中的d1、d2、d3、d4有同心度要求时，分型面必须在A～A处且d1与d2设计在同一型芯上才能使模具保证其要求。

4、零件拔模后，分型线（夹线）出模、外观、结构的影响。

一般的通孔是通过前后模的碰穿成型，只是碰穿位置的不同，导致夹线的位置也不同，通孔拔模后，一般有以下3种碰穿方式，夹线（批锋）就产生在前后模的相碰处。

1）前模碰后模，即孔的内壁面拔模后留在前模，常应用于外观的一些特征孔，如散热孔、出音孔、外接口孔等，这些孔一般在外观面上不允许看到孔的夹线或批锋，并且一般都需要导角，所以一般选择此方式，但是，值得注意的是，这种方式有粘前模的风险，特别是孔的个数较多时，如一些散热孔、出音孔，所以，如果后模没有足够的结构保证模具前后模分开时留在后模，应考虑使用前后模对碰，且前模碰的深度小于后模碰的深度。

2）后模碰前模，即孔的内壁面拔模后留在后模，这方式处理的孔一般不单独呈现，因为夹线（批锋）呈现在外观处，通常是跟其他零件一起配合使用，比如孔的中间装配一个装饰件，由于此方式成型的孔批锋在外观面上，如果装饰件与外壳平齐，由于可能存在误差（模具精度不高或结构不牢靠的情况下），实际上不平齐，会有段差，这时就容易刮手；如果在外观处两件分别导R角，虽然不会刮手，但从外观上看缝隙会变大；如果只装饰件导R角，且装饰件外观面比外壳面高0.2左右，这样就不会刮手，且外观上看缝隙也不会变大。

3）前后模对碰，即孔的内壁面拔模后分别留在前后模，这种方式除了上面提到的考虑到粘前模的风险采用外，还有一种场合采用，就是当孔的深度较深时，拔模后，孔的上下端直径就会相差很大，为了避免这种情况，一般也采用前后模对碰成型，常用在按键结构上，如下图。

三、保证外观要求

外观零件需不需要拔模，主要由外观零件的拆件方式和相对应的出模方式确定。对外观造型要求严格的设计者，在设计初期会考虑好造型的状态以及大体的拆件方式。因为后期结构工程师对外观添加拔模斜度后，对外观造型会造成一定程度的影响。当然这种影响需要得到外观设计师的承认才能继续往下一步实施，否则，结构工程师必须在原来的外观上考虑其他的出模方式。这个过程是结构工程师和外观设计师之间不断沟通与配合的过程，对于不同的公司，其在结构和外观上的侧重点不同，就会造成产品品质感和成本的不同。

在塑胶扎带的应用上，苏州维本工程塑料Wintone Z63材料，作为一款耐寒耐干、免水煮强韧型扎带专用工程塑料，与传统的尼龙材料相比，Z63材料具有更好的刚性和韧性、可以帮助解决PA66扎带拉力不稳定并且容易脆断的问题（特别是低温脆断的问题），Z63材料的吸水率只有尼龙66的六分之一，水份对Z63材料做的扎带的拉力影响很小，Z63材料注塑完就具备强韧的力学性能，无需水处理。

Z63材料具有比PA66更优异的耐腐蚀性，Z63材料耐酸碱、耐盐、耐水解等各类化学溶剂，可以在海洋船舶、电镀槽等各种严苛的环境中工作。

以下为三种典型的剃须刀主体部分的外观演变：

第一种，为早期的外观设计，其拆件方式为上下壳，上下壳体的分型面处需要拔模，拔模后，上下壳结合处的造型有些许改变，不再相切，因此此处常常做美工线，减小段差造成刮手。

第二种，为了解决第一种的问题，增加了一个中壳，同时中壳作为装饰件，整个外观的层次感强烈了许多，但是增加了一个零件的成本。

第三种，简洁风格，主体为一个零件，为筒型外观，侧面无拔模，无缝隙，完全保留外观的原始设计，是时下流行的一种外观处理方式。

同理，在吹风机行业也是类似情况，前两种为传统吹风机，后面的为目前较为流行的吹风机，外观更加简洁，拆件数少，能一体成型的就不拆件，减小由于拔模对外观造型的影响。

0度拔模斜度的出模具方式：

对于某些直筒型外观的产品，为了避免拔模后外观变得难看，常常设计0度拔模斜度，如下图产品。

对于这类产品，如果外壳为金属材质，可以通过铝挤的方式，可以做到内外壁面0度拔模斜度，如果是塑胶件，内壁面还是需要拔模，外壁面通过左右滑块出模，但这样在外观上就有滑块夹线，如果需要从外观上看不出夹线的痕迹，最终的解决方式是打磨后进行了喷油遮盖。

Apple Pencil一代的0度拔模斜度：

Apple Pencil一代笔杆采用的是塑胶材质，有一长段内外壁面都是0度拔模斜度，度拔模斜度的外壁面的出模可采用上述提到的解决方案，难的是0度拔模斜度的内壁面的出模。

从苹果公司申请的专利可以了解到具体实现的做法，实际上是使用了一个柔性的模芯，它由两部分组成，一个柔性带开口的金属套筒（FIG. 3），以及一个金属内芯 （FIG. 5），靠着这个柔性套筒在一定条件下具有弹性形变，让其可以在 Apple Pencil 的圆柱腔体内抽出。

具体实现方法：金属套筒使用低摩擦性的金属做成，且对外表面抛光，减小与塑胶的摩擦力，套筒上设置有一整条槽，使得套筒能具有一定的弹性变形空间，与之相配的金属内芯有一条凸起的键，套筒和内芯组成了模芯（FIG. 6）。

注塑过程就是先将模芯放到模具内，然后合上外模（FIG.9），完成注塑，注塑成型后先将金属内芯抽出，金属内芯抽出后，金属套筒有了向内弹性变形的空间，金属套筒会向内收缩（FIG. 12），金属套筒外壁与塑胶件内壁形成一定程度的脱离，金属套筒便很容易从塑胶件内壁抽出。（专利中用图三棱柱举例代替Apple Pencil的圆柱体塑胶笔杆）

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