模具在制造业中起着极为重要的作用。随着CAD/CAE/CAM技术的广泛应用，模具的设计方法也从传统的手工绘图发展到利用通用的三维参数CAD软件进行产品造型与模具设计。基于NX软件的Mold Wizard模块是应用于塑胶注射模具设计及其他类型模具设计的注塑模专家系统。Mold Wizard的设计过程是建立在专家丰富的经验和知识基础上的创造性思维过程，它不仅是参考经验知识的辅助设计，更是在现有经验基础上的进一步积累创新，是一个包含了对知识的继承、集成、创新和管理的过程。21世纪制造业的竞争是新产品的竞争，而模具的设计又是新产品迅速投入市场的关键。本文通过电器面壳注塑模具设计实例，介绍了Mold Wizard在电器塑料模具设计中的应用及优势。
一、电器塑料件的Mold Wizard设计实例
本文模具设计实例产品为电器面壳，如图1所示。下面详细描述其设计过程。
图1 电器面壳制品数字模型
1.初始化项目
“初始化项目”分为两个阶段：产品模型加载阶段和初始化阶段。
(1)加载产品模型。用Mold Wizard可以很容易地将要设计的模具的制品模型，从不同的CAD系统导入到NX系统中进行适当修改。
(2)初始化项目。“初始化项目”是指创建或克隆一个产品的模具装配结构。在此过程中，可对模型文件的路径、模型名进行重设置，并根据Mold Wizard模块提供的产品材料、收缩率参数、单位等作出适当的选择，同时还提供了材料数据库等编辑功能。初始化项目的模型，如图2所示。
图2 初始化项目后的模型
2.分模设计
产品的分模设计过程包括模具设计准备过程、MPV模型验证、主分型面设计、抽取区域和自动补孔和创建型芯与型腔5个设计过程。
(1)模具设计准备过程。模具设计准备过程包括模具坐标系的设置、创建自动工件和模腔布局。本文采用一模两腔的模腔布局形式，并将模具坐标系调整至模腔中心，如图3所示。
图3 创建模腔布局
(2)MPV模型验证。MPV模型验证是模具自动分型的一个重要过程。它的主要作用是产品的修改和为后续的区域面抽取作分析准备。
(3)主分型面设计。主分型面是指以产品投影的最大外形线为界，切割产品以外的模胚工件的分模面。对于分型线不在同一平面内的主分型面，最好使用拉伸工具进行创建。而分型线全在一个平面内的主分型面，还可使用有界平面方法和扫掠等方法创建。
(4)抽取区域面。型芯与型腔区域就是将产品上所有表面以分型线为界分成的两个区域。型芯或型腔区域曲面的创建方法有两种：复制曲面与抽取曲面。如图4所示。
图4 抽取型芯、型腔区域面
(5)修补破孔。如图5所示，NX Mold Wizard的模具工具具有强大的孔、槽等破面修补功能。本产品中的靠破孔较简单，可直接通过自动工具来完成修补。
图5 自动修补产品破孔
(6)创建型腔和型芯。当Mold Wizard自动分模前的准备工作即抽取区域面、破孔补片、创建分型线和创建分型面等操作完成以后，就可以分割模胚工件创建型腔与型芯了，如图6所示。
图6 创建出型腔和型芯
3.加载模架
选用标准模架简化了模具的设计和制造，缩短了模具的生产周期，方便了维修，而且模架的精度和动作的可靠性容易得到保证，从而使模具的价格整体下降。本文将以龙记大水口CH型无托直身模架为例进行介绍（图7）。
图7 加载龙记大水口模架
4.创建浇注系统
浇注系统是引导融熔体进入模腔的流道通道系统，主要由主流道、分流道和浇口组成。
(1)设计主流道。用Mold Wizard设计主流道就是加载浇口衬套标准件（主流道也是浇口衬套的内孔道），同时加载用于定位注射机机嘴的定位环标准件。
(2)创建分流道。本文模腔布局为一模两腔，且为单浇口侧面进胶，因此分流道采用的是较为常见的S型。
(3)创建浇口。Mold Wizard中创建浇口所使用的工具仅针对项目初始化的模具总装配体部件。为配合分流道，本文模具采用侧浇口类型。
(4)创建空腔。浇口的空腔只能是创建在型腔上，如果分流道横截面为半圆形，则在型腔和定模板上创建空腔；如果为圆形，可同时在型芯、型腔以及动、顶模板上创建。
5.创建顶出系统
产品完成一个成形周期后开模，产品必须从模具上取下来，此工作必须由顶出系统来完成。顶出系统一般由顶出、复位和顶出导向等三部分组成。本文产品有外侧孔和内部倒扣特征，需要作侧向抽芯机构和斜顶脱模机构。
(1)侧抽芯机构设计。侧抽芯机构设计主要分为3个阶段：创建滑块头、加载滑块标准件、创建空腔。如图8所示。
图8 侧抽芯机构设计
(2)斜顶脱模机构设计。斜顶脱模机构设计就是加载浮升销标准件、修剪浮升销标准件及创建空腔，如图9所示。
图9 斜顶脱模机构设计
(3)加载顶杆。在标准件库中，顶出系统标准件的类型主要有直顶杆、扁顶杆、有托顶杆及顶管等，可根据模具的结构来选择合适的顶出标准件。本文模具的顶杆包括有流道顶杆和顶出产品的顶杆，其类型均为直顶杆，如图10所示。
图10 加载完成顶杆
(4)创建顶杆式镶块。对于BOSS柱特征来说，可以作成镶块进行拆分，同时此镶块又能作为顶出部件，并协助其他顶出部件将产品推出，如图11所示。
图11 修剪完成顶杆式镶块
6.创建冷却系统
冷却系统也称为热交换系统，当成型材料熔体注射到模腔成型后，冷却系统使成型制件快速降温并冷凝，其经济意义在于缩短成型周期、提高生产效率。
本文注塑模具的冷却系统将在模具的模板和模腔上同时创建。
(1)创建冷却管道。用Mold Wizard模块时，冷却水管的创建仅适用于已项目初始化的模具总装配部件。总体说来，模具的冷却管道按模腔（型芯和型腔）的高度可分为3层。每层冷却管道结构是相同的，且间距大致相等。因此，在完成第1层冷却管道的创建后，第2层和第3层冷却管道照此进行，如图12所示。
图12 生成冷却管道
(2)创建冷却管道空腔。在创建冷却管道空腔时，应先创建出型腔和型芯上的空腔，然后才能创建动、定模板上的冷却管道空腔。使用“注塑模向导”工具条上的“腔体”工具在模具动、定模板以及型芯、型腔上创建冷却管道空腔。
至此，电器面壳注塑模具已设计完成，如图13所示。
图13 电器面壳注塑模具
二、结语
Mold Wizard模块是NX软件中设计注塑模具的专业模块。它为设计模具的型芯、型腔、滑块、推杆和嵌件提供了更进一步的建模工具，使模具设计变得更快捷、更容易。
基于专家库的Mold Wizard模块，提供设计工具和程序来自动进行高难度的、复杂的模具设计任务，在注塑模具设计领域中具有不可替代的优势。在电器塑料件注塑模具设计过程中，合理运用Mold Wizard模块，能够大大提高电器塑料件注塑模具设计的质量和效率。
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