模具在制造業中起著極為重要的作用。隨著CAD/CAE/CAM技術的廣泛應用，模具的設計方法也從傳統的手工繪圖發展到利用通用的三維參數CAD軟件進行產品造型與模具設計。基于NX軟件的Mold Wizard模塊是應用于塑膠注射模具設計及其他類型模具設計的注塑模專家系統。Mold Wizard的設計過程是建立在專家豐富的經驗和知識基礎上的創造性思維過程，它不僅是參考經驗知識的輔助設計，更是在現有經驗基礎上的進一步積累創新，是一個包含了對知識的繼承、集成、創新和管理的過程。21世紀制造業的競爭是新產品的競爭，而模具的設計又是新產品迅速投入市場的關鍵。本文通過電器面殼注塑模具設計實例，介紹了Mold Wizard在電器塑料模具設計中的應用及優勢。
一、電器塑料件的Mold Wizard設計實例
本文模具設計實例產品為電器面殼，如圖1所示。下面詳細描述其設計過程。
圖1 電器面殼制品數字模型
1.初始化項目
“初始化項目”分為兩個階段：產品模型加載階段和初始化階段。
(1)加載產品模型。用Mold Wizard可以很容易地將要設計的模具的制品模型，從不同的CAD系統導入到NX系統中進行適當修改。
(2)初始化項目。“初始化項目”是指創建或克隆一個產品的模具裝配結構。在此過程中，可對模型文件的路徑、模型名進行重設置，并根據Mold Wizard模塊提供的產品材料、收縮率參數、單位等作出適當的選擇，同時還提供了材料數據庫等編輯功能。初始化項目的模型，如圖2所示。
圖2 初始化項目后的模型
2.分模設計
產品的分模設計過程包括模具設計準備過程、MPV模型驗證、主分型面設計、抽取區域和自動補孔和創建型芯與型腔5個設計過程。
(1)模具設計準備過程。模具設計準備過程包括模具坐標系的設置、創建自動工件和模腔布局。本文采用一模兩腔的模腔布局形式，并將模具坐標系調整至模腔中心，如圖3所示。
圖3 創建模腔布局
(2)MPV模型驗證。MPV模型驗證是模具自動分型的一個重要過程。它的主要作用是產品的修改和為后續的區域面抽取作分析準備。
(3)主分型面設計。主分型面是指以產品投影的最大外形線為界，切割產品以外的模胚工件的分模面。對于分型線不在同一平面內的主分型面，最好使用拉伸工具進行創建。而分型線全在一個平面內的主分型面，還可使用有界平面方法和掃掠等方法創建。
(4)抽取區域面。型芯與型腔區域就是將產品上所有表面以分型線為界分成的兩個區域。型芯或型腔區域曲面的創建方法有兩種：復制曲面與抽取曲面。如圖4所示。
圖4 抽取型芯、型腔區域面
(5)修補破孔。如圖5所示，NX Mold Wizard的模具工具具有強大的孔、槽等破面修補功能。本產品中的靠破孔較簡單，可直接通過自動工具來完成修補。
圖5 自動修補產品破孔
(6)創建型腔和型芯。當Mold Wizard自動分模前的準備工作即抽取區域面、破孔補片、創建分型線和創建分型面等操作完成以后，就可以分割模胚工件創建型腔與型芯了，如圖6所示。
圖6 創建出型腔和型芯
3.加載模架
選用標準模架簡化了模具的設計和制造，縮短了模具的生產周期，方便了維修，而且模架的精度和動作的可靠性容易得到保證，從而使模具的價格整體下降。本文將以龍記大水口CH型無托直身模架為例進行介紹（圖7）。
圖7 加載龍記大水口模架
4.創建澆注系統
澆注系統是引導融熔體進入模腔的流道通道系統，主要由主流道、分流道和澆口組成。
(1)設計主流道。用Mold Wizard設計主流道就是加載澆口襯套標準件（主流道也是澆口襯套的內孔道），同時加載用于定位注射機機嘴的定位環標準件。
(2)創建分流道。本文模腔布局為一模兩腔，且為單澆口側面進膠，因此分流道采用的是較為常見的S型。
(3)創建澆口。Mold Wizard中創建澆口所使用的工具僅針對項目初始化的模具總裝配體部件。為配合分流道，本文模具采用側澆口類型。
(4)創建空腔。澆口的空腔只能是創建在型腔上，如果分流道橫截面為半圓形，則在型腔和定模板上創建空腔；如果為圓形，可同時在型芯、型腔以及動、頂模板上創建。
5.創建頂出系統
產品完成一個成形周期后開模，產品必須從模具上取下來，此工作必須由頂出系統來完成。頂出系統一般由頂出、復位和頂出導向等三部分組成。本文產品有外側孔和內部倒扣特征，需要作側向抽芯機構和斜頂脫模機構。
(1)側抽芯機構設計。側抽芯機構設計主要分為3個階段：創建滑塊頭、加載滑塊標準件、創建空腔。如圖8所示。
圖8 側抽芯機構設計
(2)斜頂脫模機構設計。斜頂脫模機構設計就是加載浮升銷標準件、修剪浮升銷標準件及創建空腔，如圖9所示。
圖9 斜頂脫模機構設計
(3)加載頂桿。在標準件庫中，頂出系統標準件的類型主要有直頂桿、扁頂桿、有托頂桿及頂管等，可根據模具的結構來選擇合適的頂出標準件。本文模具的頂桿包括有流道頂桿和頂出產品的頂桿，其類型均為直頂桿，如圖10所示。
圖10 加載完成頂桿
(4)創建頂桿式鑲塊。對于BOSS柱特征來說，可以作成鑲塊進行拆分，同時此鑲塊又能作為頂出部件，并協助其他頂出部件將產品推出，如圖11所示。
圖11 修剪完成頂桿式鑲塊
6.創建冷卻系統
冷卻系統也稱為熱交換系統，當成型材料熔體注射到模腔成型后，冷卻系統使成型制件快速降溫并冷凝，其經濟意義在于縮短成型周期、提高生產效率。
本文注塑模具的冷卻系統將在模具的模板和模腔上同時創建。
(1)創建冷卻管道。用Mold Wizard模塊時，冷卻水管的創建僅適用于已項目初始化的模具總裝配部件。總體說來，模具的冷卻管道按模腔（型芯和型腔）的高度可分為3層。每層冷卻管道結構是相同的，且間距大致相等。因此，在完成第1層冷卻管道的創建后，第2層和第3層冷卻管道照此進行，如圖12所示。
圖12 生成冷卻管道
(2)創建冷卻管道空腔。在創建冷卻管道空腔時，應先創建出型腔和型芯上的空腔，然后才能創建動、定模板上的冷卻管道空腔。使用“注塑模向導”工具條上的“腔體”工具在模具動、定模板以及型芯、型腔上創建冷卻管道空腔。
至此，電器面殼注塑模具已設計完成，如圖13所示。
圖13 電器面殼注塑模具
二、結語
Mold Wizard模塊是NX軟件中設計注塑模具的專業模塊。它為設計模具的型芯、型腔、滑塊、推桿和嵌件提供了更進一步的建模工具，使模具設計變得更快捷、更容易。
基于專家庫的Mold Wizard模塊，提供設計工具和程序來自動進行高難度的、復雜的模具設計任務，在注塑模具設計領域中具有不可替代的優勢。在電器塑料件注塑模具設計過程中，合理運用Mold Wizard模塊，能夠大大提高電器塑料件注塑模具設計的質量和效率。
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本文標題：NX Mold Wizard在電器塑料件模具設計中的應用
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