2.1 UG NX 5塑料模具设计模块简介

UG/Mold Wizard模块支持典型的塑料模具设计的全过程，包括从读取产品模型，如何确定和构造拔模方向、收缩率、分型面、型芯、型腔、滑块、模架及其标准零部件、模腔布置、浇注系统、冷却系统、模具零部件清单（BOM）等。下面进行具体介绍。

2.1.1 UG/Mold Wizard简介

Mold Wizard是UGS公司提供的、运行在UG软件基础上的一个智能化、参数化的注塑模具设计模块。注塑模中的分模、添加模架、镶块、滑块、电极、浇注系统、冷却系统以及各种标准件都可以在Mold Wizard中轻易完成。

UG/Mold Wizard是针对塑料模具设计的一个应用过程，将型腔和模架库的设计统一到整个过程中。UG/Mold Wizard为设计模具的型腔、型芯、滑块、提升装置和嵌件提供了高级建模工具，用户可以快速、方便地建立与产品参数相关的三维实体模具，并将之用于加工。

UG/Mold Wizard用全参数的方法自动处理在模具设计中耗时且难做的部分，并且产品参数的改变将会反馈回模具设计，UG/Mold Wizard会自动更新所有相关的模具部件。

UG/Mold Wizard的模架库及其标准件库包含有参数化的模架装配结构和模具标准件，其中模具标准件包含滑块和内抽芯，可用参数控制所选用的标准件在模具中的位置，UG/Mold Wizard与如UG/Wave和UG主模型的强大技术组合在一起设计模具。模具设计参数预设置功能允许用户按照自己的标准设置系统变量，比如颜色、层、路径和初始公差等。

Mold Wizard进行模具设计与传统模具设计的比较如表2-1所示。

2.1.2 UG/Mold Wizard工具功能

下面将详细列出UG/Mold Wizard工具的功能。安装UG NX的Mold Wizard模块后，单击菜单标题中的“应用”，在弹出的“应用”下拉菜单中增加“注塑模向导”应用模块，如图2-1所示。

选择菜单栏【应用模块】→【注塑模向导】命令，则弹出如图2-2所示的“注塑模向导”工具栏。

1.项目初始化

模具设计过程由载入产品模型开始。

注意：开始模具设计工程之前没有必要打开产品模型。如果你已经打开了一个产品模型文件，在开始初始化模具设计工程时，也没有必要关闭它。

在“注塑模向导”工具条上单击“项目初始化”按钮，来开始一个注塑模向导工程。会出现【打开部件文件】对话框。在该对话框中选择产品模型部件文件，完成之后，会显示【工程初始化】对话框。

注意：注塑模向导并不对原始产品模型作任何修改。注塑模向导只是创建一个产品模型的链接复制件来用于模具设计。链接复制件的原始模型可以来自共享文件系统的任何目录。在有些情况下，把原始产品模型复制到单独的模具工程的目录会更好一些。但这依赖于产品模型变更的类型和频繁程度，因为产品模型的链接复制件的变更会影响到模具的设计。

【工程初始化】对话框设置创建模具装配的目录以及相关文件的名称。

● 工程的单位

注塑模向导工程可以使用英制或公制的产品模型，并自动调用英制或公制的模架装配。英制单位的目录用于支持英制的工程，公制单位的目录用于支持公制的工程。选定单位的类型决定哪一种单位的模架及组件库可以在工程里使用。例如，模具设计用的是公制部件，但如果设计者想使用英制的模架，只要选择“英制”选项就可以了。

● 设置工程路径

注塑模向导自动将文件放置在工程初始化对话框里设置的工程路径的目录下。要确认该路径是否为存储你模具设计工程的位置。如果要改变该工程路径和名称，请单击【工程初始化】对话框里的按钮，来显示设置【工程路径和名称】对话框。然后你可以选择或创建一个目录来存储你的模具设计工程的文件。在UG/Manager里，模具工程位于“IMAN环境”的产品模型文件夹中。工程路径区域是灰色的（不可选）。

● 工程名称

工程名称的默认值与产品模型名称是一样的。用户可以将这个工程名称修改为一个工号或者其他。请认真选择你的工程名称，工程名称将包含在模具工程的每个文件的文件名里。建议工程名称不要超过20个字符。

注塑模向导默认文件包含对工程名称最大字符数的设定。超过此设定的字符将会被去掉。

● “重命名”对话框

【重命名】对话框开关选项控制在载入部件时，是否显示部件名称管理对话框。

● 部件材料

使用“部件材料”下拉式菜单可以选择塑胶部件的材料。同时也会显示该材料的收缩系数，用户也可以修改该收缩系数。可以直接在“收缩系数”栏里编辑，也可以单击“编辑材料库”按钮来编辑塑胶材料库。

● 创建装配

在完成工程初始化之后，单击“确定”按钮。注塑模向导将自动创建模具设计的装配结构。

在工程加载之后，装配的所有部件都会自动保存，top组件会自动添加到文件菜单的最近打开的部件列表里。

注意：工程初始化的设定在初始化过程完成后就不能再更改了。

2.多腔模设计

将生成不同设计的多个产品（如电话的上盖和下盖）的模具，称作多腔模。当加载多个产品模型时，注塑模向导会自动排列多腔模工程到装配结构里，每个部件和它的相关文件放到不同的分支下。多腔模模块允许你选择激活的部件（从已经载入多腔模的部件中）来执行所需要的操作。

● 为多腔模载入产品模型

为多腔模载入产品模型的步骤如下：

（1）选择载入产品图标，来加载作为基本部件的第一个产品模型；

（2）对于其他的部件，重复载入产品的过程，直到所有多腔模部件加载完毕。注塑模向导将这些产品添加到模具装配中，形成一个多腔模的结构，每个产品模型在布局节点下都有一个装配结构。

● 多腔模组件的定位

添加到注塑模向导过程的多腔模的成员，用激活它后的模具坐标系来定位。

● 激活部件

可以使用多腔模功能来选择每个部件作为“激活部件”。特定部件操作智能影响激活部件及其相关文件。例如，如果要给多腔模的某个部件加上收缩率，在使用收缩率功能前，在多腔模模式下将该部件设定为激活部件，再加上收缩率就可以了。

● 移除一个多腔模部件

用户可以按以下步骤来移除一个多腔模部件：

（1）单击“多腔模设计”按钮，显示【选择塑胶产品】对话框；

（2）选择要移除的多腔模部件的名称；

（3）单击“移除多腔模成员”按钮。该多腔模产品树的所有组件将会从模具装配树的布局节点下移除。

3.模具坐标

某些产品需要重新定位，以把它们放置在模具装配里的正确的位置。模具坐标系功能重定位收缩件中的产品模型的链接复制件。为了维持相关性，链接体及装配重定位的方法要比变换操作要更好。

注塑模向导假定绝对坐标系的Z+方向作为模具顶出的方向。Z_0面（或X-Y面）是模具装配的分型面。

4.收缩率

收缩率是一个比例系数，它用于塑胶产品模型冷却时收缩后的补偿。如果用户的型腔型芯模型是全相关的，则可以在模具设计过程中的任何时候设定或调整该收缩率的值。

收缩率功能自动搜索装配，并设定shrink部件作为工作部件，再在shrink部件中的产品模型的几何链接复制件上加上比例特征。

编辑比例对话框同NX中的比例对话框类似，它提供了三种比例的类型：“均匀的”，“轴对称”，“一般”。

5.工件

工件功能用于定义型腔和型芯的镶块体。可以有多种方法来定义工件。方法如下：

（1）在“工件”对话框中自动生成；

（2）在标准件管理系统中定义的标准工件；

（3）建模的工件或输入到parting部件的工件；

● 标准块

标准块或另外的工件选择如下：

（1）“标准块”选项创建一个单独的实体来定义型腔和型芯两个镶块；

（2）“仅型腔和仅型芯”选项允许分别为型腔或选项镶块选择实体；

（3）“型腔型芯”选项允许用一个单独实体来定义型腔和型芯两个镶块。

工件功能也可以用其他的实体来替换型芯和型腔体。例如，选择仅型腔来选择一个实体用作型腔，以改变型腔的工件体。该工件功能替换了型腔体。

● 自动型腔

自动工件功能有以下两种方式控制工件的尺寸和定位。

（1）距离补偿

（2）参考点

● 距离补偿方式

距离补偿方式通过测量产品模型并给出一个模具镶块的合适尺寸的方法来创建一个镶块。该尺寸是在产品模型上加上一个最小的补偿值而得到。用户可以在需要的时候将镶块调整为精确的尺寸。

注意：使用这种方式时，请确认产品最大尺寸（Product Maximum Dimensions）。X和Y值是产品模型的整个的长度尺寸。Z_down和Z_up值是由坐标系开始测量的部件的尺寸。产品最大尺寸（Product Maximum Dimensions）里的Z_down尺寸模具顶出侧的部件的最低点。Z_up尺寸决定型腔镶块的最高点。

● 镶块的尺寸

工件尺寸区域的X-, X+, Y-, Y+, Z-, Z+分别代表用于计算镶块尺寸的边界尺寸。

“X-length”，“Y_length”，“Z_down”及“Z_up”值是应用到工件上的实际尺寸。这些尺寸可以手动输入以获得需要的尺寸。例如，要在镶块的X轴再偏移一个值，在X-区域输入一个值，然后在X+区域输入一个相同的值就可以了。

注意：在单击“工件”对话框的“应用”按钮之前，要先按下回车（Enter）键（以确认修改值的输入）。

● 产品模型的相关性

标准块在某些条件下与产品模型是相关的，具体情况如下。

当产品模型的尺寸修改，收缩率系数也变化后，产品模型的边界盒仍然在工件盒之内，工件的尺寸和位置不会变化。

当产品模型的定位变化时，如果重新设定了新的模具坐标系，工件会从原来的产品模型中心移动到新的产品模型中心。这意味着工件位置发生了改变，但尺寸不变。

如果产品模型的尺寸变得比工件盒更大，工件会自动变更。这会用到mold_defaults.def文件里定义的“MW_WorkPieceOffset”的值。

如果工件模型发生了变化，应该检查工件的尺寸以确保尺寸正确。如果工件模型因产品模型改变而发生了变化，通常用于工件的尺寸可能不再是整数rounded-off。

设定工件为整数rounded-off尺寸的方法：在工件尺寸区域，键入偏移值，再按下回车键。工件尺寸现在是一个整数值了。在你单击“应用”按钮之后，你可以查看实际的偏移值，系统将会更新工件以及“工件”对话框。

● 参考点方式

参考点方式允许通过定义工件每边相对参考点的距离，来定义工件。参考点采用默认的模具坐标系。但是，也有另外一种方法设定参考点：使用设置参考点按钮，来显示【点】对话框（来选择点）。

6.型腔布局

布局功能可以添加、移除或重定位模具装配结构里的分型组件。在本过程中，布局组件下有多个产品（prod）节点。每添加一个型腔，就会在布局节点下面添加一个产品子装配树的整列的子节点。

注意：工件应该要在使用布局功能之前设计，因为布局的布置会参考工件尺寸。

注意：在布局过程中，产品子装配树的Z平面是不变的。如果要移动Z平面，需要重设模具坐标系。

开始布局功能时，一个型腔会高亮，以作为初始化操作的型腔。这时可以选定或取消选定要重定位的型腔。

7.模具工具

模具工具帮助用户创建分型几何体，包括实体和面补丁，分割实体，及创建扩大面等。在做外部分型面之前，可以使用这些功能来为产品模型的内部开口部分创建分型面和实体。

注塑模向导提供了一整套的工具来为产品模型创建模具。【模具工具】工具条如图2-3所示。将光标在该图中的工具条图像上短暂停留，可以查看模具工具条上这个工具的名称。

错误!

有内部开口的产品模型要求封闭每一个开口。设计封闭有如下两种修补的方法。

（1）片体修补

（2）实体补片

片体修补用于封闭产品模型的某一个开口区域。实体补丁用于填充多个封闭面，如带有snap-latch特征的开口区域。实体补片方式通过填充开口区域来简化产品模型。用于填充的实体自动几何链接到型腔和型芯组件，在后面的操作中并到型腔型芯上来定义开口区域的模具形状。

“修剪区域补丁（Trim Region Patch）”是另一个用于修补产品的开口区域的工具。不需要将实体补丁的几何链接几何体并到型芯和型腔上，而需要一个用开口区域面修剪的实体补片体来适合产品外形，然后使用修剪区域工具来裁减实体补丁的提取面（以曲线或边界环作为修剪边界）。如果修剪成功，修剪区域会链接到型腔和型芯中。

● 片体修补工具

使用片体修补工具来为内部开口创建分型面的有：

（1）曲面补片（Surface Patch）；

（2）边缘补片（Edge Patch）；

（3）已有的曲面；

（4）扩大曲面。

● 实体补片工具

如果匹配产品模型的修补盒已经生成，并形成了想要的封闭区域，就可以通过实体补片功能来将它同产品模型并（布尔操作）到一起。修补体会几何链接到型腔和型芯组件中，并放置到修补体的层。这些修补实体可以在需要的时候并到型腔和型芯实体上。

● 修剪区域补片工具

使用“修剪区域补片（Trim Region Patch）”将实体补片转化为片体修补。

如果修补盒已经完全匹配到产品模型的形状，并形成了想要的封闭面，“修剪区域补片”功能就可以用来提取修补盒的全部面域，用遍历（Traverse）功能来得到一个曲线或边界的环，并用它来修剪提取的面域。修补区域会链接到型腔和型芯中，直接作为部件的分型面。

8.分型

分型管理将各分型子命令组织成逻辑的连续的步骤，并允许用户不间断地自始至终的使用整个分型功能。

因为分型步骤是独立的，因此分型过程将更快更容易操作。

分型对象作为节点显示在分型管理树里。此树可以查看哪个对象位于哪一层，不需要记住对象层的位置。分型管理树允许用户控制在分型过程中创建的分型对象的可见性。使用分型对象左边的检查框，用户可以一次只显示一个对象是否可见。可以通过改变树的层列中层号来改变分型对象的特定组的层。

【分型管理器】的对话框如图2-4所示。

● 设计区域

“设计区域”从模制部件验证（MPV）工具开始。MPV帮助用户分析一个产品模型并为型腔和型芯的分型作准备。

● 提取区域和分型线

提取区域和分型线，可以根据设计区域步骤的结果提取型芯和型腔区域，并自动生成分型线。另外，也提供旧的提取型芯型腔区域的方法（在之前版本的注塑模向导中提供）。

● 创建/删除补片面

曲面补片可以根据设计区域步骤的结果自动创建修补曲面。另外，也提供旧的自动孔补片的方法（在之前版本的注塑模向导中提供）。

● 编辑分型线

根据设计区域步骤的结果，可以使用提取区域和分型线功能来创建分型线。在这种情况下，用户只需要定义分型线环的转换对象，就可以生成分型线段以创建分型面了。为了兼容性，依然提供旧的创建和编辑分型线的方法。用户可以手动选择要添加的曲线和边界，及取消选择高亮曲线来移除分型线环中的某些曲线。

● 创建/编辑分型面

创建分型面自动将分型线环分成数段。这些段由转换对象和转换点来定义。编辑分型面可以每次创建一个分型段的分型面。

● 创建型腔和型芯

型芯和型腔创建两个修剪的片体：一个属于型芯，一个属于型腔。当用户单击创建型腔或创建型芯时，系统会预先选择分型面，型芯和型腔区域及全部修补面。当用户离开该对话框后，就完成了全部的分型。

● 抑制分型

抑制分型用于当分型设计完成之后，产品模型有复杂的变更的情况。

● 模型比较

用于比较两个不同版本的实体模型之间的差别。在产品部件中，比较当前模型与新版本的产品模型之间的不同。

● 交换模型

交换产品模型允许用户用一个新版本的模型来替代模具设计工程里的产品模型，并依然保持同现有的模具设计特征的相关性。

● 更新分型

当产品模型有变更时，注塑模向导会自动检测这些变更，并根据变更的类型来自动或交互式的更新相应的分型设计。

9.模架

模架功能可以为注塑模向导过程配置模架，并自定义模架库。

● 模架要求

模架尺寸和配置的要求对于不同类型的工程有很大不同。为了满足不同情况的特定要求，模架功能包括以下四种模架类型。

（1）标准模架

（2）可互换的模架

（3）通用模架

（4）自定义模架

每一种模架类型都有不同的特性，以适应不同的工程。

● 标准模架

标准的模架用于要求使用标准目录模架的情况。标准的模架由一个单一的对话框来配置。基本参数（如模具长度和宽度，板的厚度或模具打开距离）可以很容易地在模架管理对话框中编辑。如果模具设计要求使用一个非标准的配置如增加板或重定位组件，选用可互换模架会更合适。

● 可互换模架

可互换模架用于需要用到非标准的设计选项的情况。可互换模架提供了一个有60种模架板类型的叠加菜单。子对话框可以详细配置各个组件和组件系列。

可互换模架是以标准结构的尺寸为基础的。但是它也可以很容易地调整为非标准的尺寸。

● 通用模架

通用模架可以通过配置不同模架板来组合成数千种模架。通用模架用于当60种可互换模架选项还不能满足要求的情况。

● 自定义模架

如果用户的工程要求比较特殊，不能应用以上三种模架时，那么你需要建立自己的自定义模架。

如果以后不太可能设计一个相似的模具，可以使用NX的建模功能来创建该特殊模架。

如果以后可能会用到将要设计的模架，可以将它添加到注塑模向导的库中，以方便以后使用。

10.标准件

塑模向导中的标准件管理系统是一个经常使用的组件的库，并且也是一个能安装调整这些组件的系统。标准件是用标准件管理系统安装和配置的模具组件。也可以自定义标准件库来匹配公司的标准件设计，并扩展到库中以包含所有的组件或装配。

11.顶杆

“顶杆”功能可以改变用标准件功能创建的顶杆的长度并设定配合的距离（与顶杆孔有公差配合的长度）。由于顶杆功能要用到形成型腔型芯的分型片体（或已完成型腔型芯的提取区域），因此在使用顶杆功能之前必须先创建型腔型芯。在用标准件创建顶杆时，必须选择一个比要求值长的顶杆，才可以将它调整到合适的长度。

【顶杆后处理】对话框提供两种方法：修剪过程和修剪组件。

12.滑块和顶料装置

在设计一个塑胶产品的模具时，有时底切区域需要用滑块和抽芯来成形。滑块和抽芯功能提供了一个很容易的方法来设计所需要的滑块和抽芯。

从结构上来看，滑块和抽芯的组成大致可以分为两部分：头部和体。头部依赖于产品的形状；体则由可自定义的标准件组成。

滑块和抽芯体一般由几个组件组成，如本体，导向件打断。这些组件由NX的装配功能装配到一起。滑块或斜顶的大小由尺寸控制；滑块或斜顶的装配可以视为标准件。因此标准件方法会应用在滑块和抽芯设计中。

13.镶块

镶块用于型芯或型腔容易发生消耗的区域。也可以用于简化型芯型腔的加工。一个完整的镶件装配由镶件头部和镶件足/体组成。

应该在创建镶块装配之前创建型芯和型腔。一个镶块装配可以有多个镶块足/体，也可以没有。

创建镶块时，创建一个包容体来包围型腔型芯中要被镶件头部取代的部分。

镶块的位置由与产品模型的模具坐标系（MCSYS）相关的参数控制。如果设定MCSYS在产品模型的中心，镶块也会相对于产品中心来定位。

14.浇口

塑胶模具要有流动通道来使塑胶流向模腔。这些通道的设计会根据部件形状，尺寸以及部件数量的不同而不同。最常用的流动类型是冷浇道（或冷流道）。冷浇道系统有三种通道类型：主浇道、浇道、浇口。

注塑模向导可以设计主浇道，浇道以及浇口。可以从浇口库中选择浇口类型，也可以自定义浇口类型。浇口的点子功能可以更容易地指定浇口点。

浇口与它的腔体是完全相关的。如果浇口的尺寸和位置发生了改变，它的腔体也会变化；如果浇口删除了，腔体也会随之删除。

15.流道

流道是塑胶在充填模腔时从主浇道流向浇口的通道。

截面的尺寸和形状可以在流道路径上变化。

流道功能可以创建和编辑流道的路径和截面。流道管道通过沿引导线扫掠截面的方法来创建。创建的管道是一个单一的部件文件，需要在设计确认后从型芯和型腔中减掉（来得到浇道）。

流道与流道的腔体是全相关的。如果改变流道的形状和位置，则相关的腔也随着变化。当你移除一个流道时，腔体也会删除掉。流道截面的改变也将删除腔体。

16.冷却

冷却功能提供模具装配形式的冷却管道。创建冷却管道有下面两种方法。

（1）管道设计方法（设计和创建冷却管道）

（2）标准件方法

标准件方法是创建冷却管道的首选方法。管道设计方法则是一种辅助方法。

17.电极

电极放电加工用于不适用或不能用铣削方式加工的模具型腔部分的制作。

创建电极共有下面的两种方法。

（1）插入标准件

（2）插入电极（设计和创建一个电极）

标准件方法是创建电极的首选方法。而用户设计和创建电极（插入电极）的方法是已经过时的方法（虽然还可以使用），强烈建议不要使用。

18.模具修剪

利用模具修剪功能，可以自动相关性地修剪镶件，电极和标准件（如滑块，斜顶和镶针）来形成型腔或型芯。

模具修剪功能用于修剪prod节点下的子组件。如果工程是一个多腔模（family mold），将会修剪激活的多腔模成员下的组件。

19.型腔设计

如果已经完成了标准件和其他组件的选择和放置，可以使用创建腔体功能来剪切相关的或非相关的腔体。

创建腔体的概念，就是将标准件里的FALSE体链接到目标体部件中并从目标体中减掉。

20.物料清单

“注塑模向导”包含一个带目录排序信息的全相关的材料清单（BOM）。部件列表功能在制图（Drafting）模块中。

21.装配图纸

装配图纸功能自动创建和管理模具绘图。用户可以创建绘图，给绘图输入预定义图框，及创建视图。也可以隐藏每个视图中的组件，及为每个视图的组件创建气球标注。

22.铸模工艺助理

浇铸过程助手功能可以修改式样和型芯盒的模型和工具特征，以用于创建浇铸和工具设计。

【铸模工艺助理】的工具条如图2-5所示。

错误!

23.视图管理器

视图管理为模具组件提供了如下四个功能：

（1）可见性控制；

（2）颜色编辑；

（3）更新控制；

（4）打开或关闭文件。

注意：视图管理功能可以和注塑模向导的其他功能一起使用。首先开始视图管理，然后打开其他功能。

24.删除文件

“注塑模向导”自动列举出并不包含在设计装配中的工程目录的部件文件。它可以在每个工程目录中自动创建一个回收站。用户可以从工程目录中选择这些部件文件来删除或将它们移动到回收站目录中。如果之后需要用到这些部件，可以从回收站中恢复它们。如果确认要删除这些部件，可以选择清空回收站。

2.2 UG NX 5级进模模具的设计模块简介

NX Progressive Die Wizard是UGS公司面向冲模行业推出的一套基于知识驱动理念的级进模设计系统。它与NX知识融合的基本理念相匹配，内嵌了大量的模具设计知识和业界最好的设计经验。它全程指导用户完成冲压模具的设计，提高用户模具设计的创新能力。另外通过与NX其他功能的结合后，如WAVE、主模型功能，NX PDW具有更强的自动化设计能力。

一般来说，使用Progressive Die Wizard系统可以设计任何钣金模型的级进模。PDW系统提供了多种工具来处理各种类型的实体模型，如参数化的实体模型、非参数化的实体模型以及带有自由成形曲面的实体模型。用户可以根据具体的零件确定适合的方法。

由于级进模的设计过程与注塑模的设计过程类似，因此在此不再介绍级进模的设计流程。

2.2.1 UG/Progressive Die Wizard简介

使用NX Progressive Die Wizard需要从钣金零件开始，钣金零件独立于CAD系统平台，可以由NX生成，也可以是由其他设计工具生成。准备好钣金零件后，则可使用PDW进行模具的加工工艺设计和装配结构设计。其中，加工工艺设计有以下几种：

● 特征前处理：例如复合弯曲、成型、翻孔和修边等。

● 毛坯生成器：根据部件的形状生成毛坯的形状。

● 毛坯布局：设置和确定毛坯在条料中位置和方向，同时确定条料的宽度和步距等。

● 废料设计：定义需要从条料上去除的废料，并将废料细分。

● 工序排样：将各个加工工序布置在相应的工位上，并对排样结果仿真。

● 冲压力计算：计算工艺力和压力中心。

模具结构设计有以下几种：

● 模架设计：根据条料排样的结果在模架库中选择合适的模架。

● 冲裁组件设计：包括普通冲裁和精密冲裁。

● 镶件设计：其中包括弯曲、翻孔、局部成型等多种镶件的设计。

● 标准件设计：提供了多种系列的标准件，如MISUMI、STRACK、DANLY等。

● 让位槽设计：对于弯曲、成形等工序，在其后续工位上进行让位槽的设计。

● 安装孔设计：当镶件、标准件等设计完成后，在模板上生成相应的安装孔。

2.2.2 UG/Progressive Die Wizard工具功能

选择菜单栏【应用模块】→【级进模向导】命令，则弹出如图2-6所示的【级进模向导】工具栏。

1.项目初始化

模具设计过程由载入产品模型开始。

在“级进模向导”工具栏上单击“项目初始化”按钮，来开始一个级进模向导工程。会出现【项目初始化】对话框。

该对话框有两个页面，分别是“新建”页和“打开”页。在“新建”新工程页中，可以插入部件、移除部件、指定工程装配体路径和名字、指定部件材料以及编辑材料库。同时，可以指定多个零件用于设计。

● 项目路径和名称

选择工程装配体保存的路径，并指定工程名字。整个工程装配体所有组件都会以工程名字为前缀。

● 插入部件

选择部件插入到工程装配体中（插入的部件数量不受限制）。

● 钣金部件

用于创建工程装配体，并在后续级进模设计向导的条料排样功能中使用。

● 条料排样

插入已经设计好的调料，用于创建工程装配体。

● 部件厚度：

用户在插入部件时自动获得部件厚度，同时也可以设定部件厚度值。

注意：工程初始化后，部件厚度可以通过修改装配体中“PART”组件里的UP_THICK表达式来更改。

● 材料列表

用作级进模设计向导后续设计步骤如计算回弹、最小弯曲半径时的参数依据。

● 编辑材料数据库

浏览或编辑数据库中的材料参数，或者在表单中增加某种材料。材料表单位置为：

公制：<PDIEWIZARD_DIR>\preprocess\metric\process_data.xls

英制：<PDIEWIZARD_DIR>\preprocess\english\process_data.xls

打开的材料数据库如图2-7所示。

● 使用钣金特征

如果插入的部件包含大量的钣金特征，那么在设计中更新特征将耗费大量的时间。在工程初始化时可以不使用钣金特征，而在后续调料排样中使用Part Family或Body Family导入用户自定义的中间状态，从而提高设计效率。

2.特征前处理

定义钣金部件设计特征的工艺步骤，以方便用户为钣金件定义工艺特征。该步骤是一个可选的步骤，用于给包含钣金特征的部件定义工艺特征。同时，自由成形部件是无法通过特征前处理来进行定义的。

3.毛坯生成器

根据项目初始化过程中插入的钣金部件在级进模项目中创建毛坯。该功能提供工具让用户在工程初始化之后展开零件。

4.毛坯布局

在平面展开图中使部件相对于彼此定向、定义要使用的条料宽度并确定工艺工位之间的步距。该功能可以在平板上设计毛坯排样，并指定所用条料的宽度和两个工步之间的步距。

5.废料设计

指定如何冲压出冲裁废料，如果需要，创建导正销孔以协助金属条料通过凹模的运输。该功能可以让用户在平板上设计出合理的冲切废料，还可以设计条料的导正孔。所有的废料都是片体，并且放在装配树*_nest节点下。

6.工序排样

计划在得到钣金部件的最终形态之前，如何切除废料和如何成型中间阶段的工艺。该功能可以让用户在条料上排放标准的钣金特征和模块与定义的工艺特征。钣金零件的特征决定了条料排样上的每一个工艺。

7.冲压力计算

计算级进模设计中工艺特征所需要的力。用户可以用该功能对设计中的工艺特征进行自动或交互的计算。

8.模架

添加和设计模架，他由标准件的装配组成。包括板、引导销、引导衬套和螺钉。在进入PDW设计环境后，用户可以点击系统界面中的“模架”按钮开始模架设计工作。

9.标准件

用户可以利用该功能根据设计要求选择合适的标准件，并进行参数编辑以后调入模架中。

10.冲模设计设置

设置级进模设计参数，这些参数可用作下游设计中的默认值。

11.冲裁

设计冲裁冲头，带有恒定或可变间隙的冲模和型腔/废料孔，定义重复冲裁镶块的阵列，以及管理设计关联。用户可以通过使用该功能在级进模装配树中插入子装配体，每一个子装配体对应一个冲裁工艺特征。

12.镶块组

创建不同种类的组件，它们是形成级进模装配中特殊工艺特征的子装配。用户可以通过使用该功能在级进模装配结构中插入子装配体，每一个子装配体对应一个加工工艺特征。

13.让位槽设计

在条料送进过程中，由于工件上已经完成了弯曲、拉伸等成型工序，这就会在后续工步中产生条料与模板之间的干涉问题，因此必须在模板上开设相应的让位孔或者让位槽。让位槽设计的主要功能有以下几种。

● 为后续工序设计让位槽。

● 复制让位槽

● 编辑让位槽

● 删除让位槽

14.物料清单

“注塑模向导”包含一个带目录排序信息的全相关的材料清单（BOM）。部件列表功能在制图（Drafting）模块中。

15.装配图纸

装配图纸功能自动创建和管理模具绘图。用户可以创建绘图，给绘图输入预定义图框，及创建视图。也可以隐藏每个视图中的组件，及为每个视图的组件创建气球标注。

16.视图管理器

视图管理为模具组件提供了如下四个功能：

（1）可见性控制；

（2）颜色编辑；

（3）更新控制；

（4）打开或关闭文件。

17.级进模工具

该功能用于控制“级进模工具”工具条的显示，它包括用户级进模设计的一些有用工具。

【级进模工具】工具栏如图2-8所示。

● 间隙管理

设计和检查组件、标准件和冲模板之间的间隙。

● 修剪部件

使用片体或面修剪镶块组。

● 修剪体

使用现有曲线修剪仿真部件。

● Concurrent design Tool

提供工具管理并行设计流程。例如：指定属性或合并项目。

● Corner Design tool

在标准件或镶块组的真实体或伪体中创建倒斜角、圆角和Mickey角。

● Swap Sheet Metal Part

将当前项目中的现有钣金部件切换为具有相同厚度的新钣金部件。

注意：在【级进模工具】工具栏中的其余功能与“注塑模向导”中的“模具工具”工具栏上的相应功能相同，因此没有再进行讲解。

18.钣金工具

控制【钣金工具】工具栏的显示，它提供特定于钣金的工具。

“钣金工具”工具栏如图2-9所示。

● 特征识别

从导入的几何体创建基于特征的钣金部件。

● 直接展开

展开和重新折叠具有或不具有钣金特征的直接建模钣金部件，以生成毛坯或中间阶段。

● 一步式展开

使用FEM分析展平所有或某些钣金部件的面，将选定的面映射到目标面。

● 钣金成形

展开复杂几何体（不限于钣金特征）到备选形状，同时说明材料特性。

● 一步可成形性分析

使用FEM分析展平钣金部件的所有或某些面，并计算变薄、应力、应变和回弹，以预测成形的风险。

19.工具类验证

控制【验证工具】工具栏的显示，它提供检查干涉和获取关于设计更改效果建议的工具。

【验证工具】工具栏如图2-10所示。

● 过切检查

检查对象之间的干涉状态。

● 设计更改检查

检查设计更改和相关的更新。

2.3 UG NX 5模具设计的流程

2.3.1 塑料模具设计的一般原则和过程

1.塑料模具设计的一般原则

塑料模具设计的一般原则主要包括以下10促：塑料的单向流动、流动平衡、恒定压力梯度、最大剪切应力、熔接痕/熔合痕放置、避免滞留、避免潜流、可控制的摩擦加热、流道热阀和可接受流道/型腔比，现分别叙述如下。

（1）单向流动。单向流动是指在填充过程中，塑料应该在一个方向上流动，并且保持一个直的流动前沿，以产生但方向的定位。

（2）流动平衡。流动平衡是指所有的流动路径应该是平衡的，即在相同时间以相同压力填充模腔。

（3）恒定压力梯度。恒定压力梯度是指压力梯度沿着流动路径是固定的数值。

（4）最大剪切应力。最大剪切应力是指在填充的时候应该小于材料临界的最大剪切应力，此数值是由材料的本身特性决定的。

（5）熔接痕/熔合痕放置。熔接痕/熔合痕放置位置应该在最不敏感部位放置熔接和融合线。

（6）避免滞流。避免滞留是指尽可能避免在流体流动路径为厚的和薄的流动路径处设置浇口。

（7）避免潜流。避免潜流是指通过浇口的设置避免潜流保证流体在最后充填区相遇。

（8）可控制的摩擦加热。可控制的摩擦加热是指为控制的摩擦加热设计流道，增加型腔熔体温度。这将在产品中获得较低的应力，避免因塑料长期处于较高的温度下而引起塑料的降解。

（9）流道热阀。流道热阀是指利用热阀设计流道系统，保证浇口冻结时型腔刚好充填完毕和已充分保压，避免在模具充填完毕后过保压或产生倒流。

（10）可接受流道/型腔比。可接受流道/型腔比是指为高压力降设计流道系统，使流道材料最小获得一个低比率的流道/型腔设计。

2.注塑模具设计的一般过程

注塑模具的设计包括设计任务书的分析、型腔布置、型腔数目的确定、型腔的布局及尺寸、分型面的选取、浇口及流道的创建、设计冷却系统合电加热系统、机械运动机构的设计、顶出及导向定位系统的设计、排气系统的设计，以及模具的装配和资料整理、试加工等，具体的设计过程分为以下8个步骤。

（1）阅读和分析任务书

注塑模具设计的第一步需要认真阅读和分析任务书，一般注塑摸具设计的任务书包括：

● 经过审签的正规制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等；

● 塑料制件说明书或技术要求；

● 生产产量；

● 塑料制件样件。

（2）收集、分析和消化原始资料

收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。收集、分析和消化原始资料的具体内容如下：

● 消化塑料制件图；

● 消化工艺资料；

● 确定成型方法；

● 选择成型设备；

● 具体结构方案。

（3）注塑模具的结构设计

注塑模具结构设计是模具设计的主要工作之一，具体设计内容包括：

● 型腔布置；

● 确定分型面；

● 确定浇注系统和排气系统；

● 选择顶出方式，决定侧凹处理方法和抽芯方式；

● 决定冷却/加热方式、加热/冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位；

● 根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件厚度及外形尺寸，外形结构以及所有连接、定位、导向件位置；

● 确定主要成型零件、结构件的结构形式；

● 考虑模具各部分的强度，计算成型零件工作尺寸。

（4）绘制模具图

绘制模具图是指要求按照国家制图标准以及公司具体的标准和国家未规定的工厂习惯画法设计模具图。模具总装配图包括以下具体内容：

● 模具成型部分结构；

● 浇注系统、排气系统的结构形式；

● 分型面及分模取件方式；

● 外形结构及所有连接件、定位、导向件的位置；

● 标注型腔高度尺寸（根据需要）及模具总体尺寸；

● 辅助工具（取件卸模工具、校正工具等）；

● 按顺序将全部零件序号编出，并且填写明细表；

● 标注技术要求和使用说明。

（5）绘制零件图

由模具总装配图拆画零件图，绘制的顺序为先内后外，先复杂后简单，先成型零件后结构零件。

（6）校对、审图、描图和送晒

校对、审图、描图和送晒主要包括以下具体内容：

● 自我校对；

● 专业校对；

● 工具制造单位有关技术人员审查、会签、检查制造工艺性，然后送晒；

● 编写制造工艺卡片。

（7）试模及休模

（8）整理资料进行归档

2.3.2 UG/Mold Wizard设计的流程

UG/Mold Wizard设计过程与通常的模具设计过程相似。

在运用UG/Mold Wizard之前，需要在UG NX中建立一个三维实体模型作为模具设计原型。如已有的实体模型不是UG NX的文件格式，则必须转换成UG NX的文件格式或重新在UG NX中造型；如果实体模型不适合作模具设计原型，则需要用UG NX标准的造型技术编辑该模型。

UG/Mold Wizard遵循模具设计的一般规律，使用UG/Mold Wizard的流程如下：

（1）建立适合模具设计原型的实体实体模型；

（2）观察分析实体模型的出模斜度和分型情况；

（3）设计模具的分型面、模腔布局、内嵌件、推杆、浇口、冷却和电极；

（4）初始化项目名称、加载实体、模型和单位；

（5）确定拔模方向、收缩率、和成型镶件；

（6）修补开口面；

（7）定义分型面；

（8）加入标准模架、推杆、滑块、内抽芯和内嵌件；

（9）设计浇口、流道、冷却、电极；

（10）最后建立型腔和列材料清单。

2.4 本章小结

本章主要讲解UG/Mold Wizard模具设计（注塑模与级进模）模块的特点、工具功能，以及模具设计的原则与流程，读者通过学习可以熟悉UG/Mold Wizard和Progressive Die Wizar模块，为后续的学习打下坚实的基础。