作者：张云杰
出版社：电子工业出版社
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UG NX10模具设计技能课训试读：
前言
本书是“CAD/CAM专业技能视频教程”丛书中的一本，本套丛书是建立在云杰漫步科技CAX设计教研室和众多CAD软件公司长期密切合作的基础上，通过继承和发展了各公司内部培训方法，并吸收和细化了其在培训过程中客户需求的经典案例，从而推出的一套专业课训教材。丛书本着服务读者的理念，通过大量的内训用经典实用案例对功能模块进行讲解，提高读者的应用水平。使读者全面的掌握所学知识，投入到相应的工作中去。丛书拥有完善的知识体系和教学套路，采用阶梯式学习方法，对设计专业知识、软件的构架、应用方向以及命令操作都进行了详尽的讲解，循序渐进地提高读者的使用能力。
本书介绍的是Siemens NX软件设计方法，Siemens NX是Siemens公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。目前Siemens公司推出了其最新版本的NX 10，由于其强大的功能，现已逐渐成为当今世界最为流行的CAD/CAM/CAE软件之一，同时更加有利用用户在模具设计中的使用，在实际模具设计中应用广泛，广泛应用于通用机械、模具、家电、汽车及航天领域。为了使读者能更好地学习和熟悉NX 10中文版的模具设计功能，笔者根据多年在该领域的设计经验精心编写了本书。本书拥有完善的知识体系和教学套路，按照合理的NX 10软件模具设计教学培训分类，采用阶梯式学习方法，对NX 10软件模具设计的构架、应用方向以及命令操作都进行了详尽的讲解，循序渐进地提高读者的使用能力。全书分为10章，主要包括以下内容：模具设计工具、分型线设计、分形面设计\模具分析、模架库、标准件、浇注和冷却系统的设计、镶件、滑块和斜销机构的设计及模具设计其他功能，在每章中结合了实例进行讲解，以此来说明NX 10模具设计的实际应用，也充分介绍了NX 10的模具设计方法和设计职业知识。
笔者的CAX设计教研室长期从事Siemens NX的专业设计和教学，数年来承接了大量的项目，参与Siemens NX模具设计的教学和培训工作，积累了丰富的实践经验。本书就像一位专业设计师，针对使用NX 10中文版的广大初、中级用户，将模具设计项目时的思路、流程、方法和技巧、操作步骤面对面地与读者交流，是广大读者快速掌握NX 10模具设计的实用指导书，同时更适合作为职业培训学校和大专院校计算机辅助设计课程的指导教材。
本书还配备了交互式多媒体教学演示光盘，将案例制作过程制作为多媒体进行讲解，有从教多年的专业讲师全程多媒体语音视频跟踪教学，以面对面的形式讲解，便于读者学习使用。同时光盘中还提供了所有实例的源文件，以便读者练习使用。关于多媒体教学光盘的使用方法，读者可以参看光盘根目录下的光盘说明。另外，本书还提供了网络的免费技术支持，欢迎大家登录云杰漫步多媒体科技的网上技术论坛进行交流：http://www.yunjiework.com/bbs。论坛分为多个专业的设计版块，可以为读者提供实时的软件技术支持，解答读者。
本书由云杰漫步科技CAX设计教研室编著，参加编写工作的有张云杰、靳翔、尚蕾、张云静、郝利剑、金宏平、李红运、刘斌、贺安、董闯、宋志刚、郑晔、彭勇、刁晓永、乔建军、马军、周益斌、马永健等。书中的案例均由云杰漫步多媒体科技公司CAX设计教研室设计制作，多媒体光盘由云杰漫步多媒体科技公司技术支持，同时要感谢电子工业出版社的编辑和老师们的大力协助。
由于本书编写时间紧张，编写人员的水平有限，因此在编写过程中难免有不足之处，在此，编写人员对广大用户表示歉意，望广大用户不吝赐教，对书中的不足之处给予指正。编者第1章NX 10模具设计基础课程学习建议
Siemens NX 10提供了塑料注塑模具、铝镁合金压铸模具、钣金冲压模具等模具设计模块，由于塑料注塑模具设计模块涵盖了其他模具设计模块的流程和功能，所以本书主要介绍塑料注塑模具建模的一般流程和加工模块，因此本书中所有模具均指注塑模具。
本章主要讲解注塑模具设计的一些基础知识，塑料注塑模具建模的腔体设计和NX 10.0注塑模向导模块的主要功能，并介绍使用NX 10.0注塑模向导模块进行模具设计，并且通过过程自动化、参数全相关技术，快速建立模具型芯、型腔、滑块、镶件、模架等模具零件三维实体模型。
本课程主要基于软件模具模块来讲解，其培训课程表如下。1.1 NX 10注塑模向导基本概念
NX注塑模向导是一个非常好的工具，它使模具设计中耗时、烦琐的操作变得更精确、便捷，使模具设计完成后的产品能自动更新相应的模具零件，大大地提高了模具设计师的工作效率。课堂讲解课时：2课时1.1.1 设计理论
NX的模具设计过程使用了很多术语描述设计步骤，这些是模具设计所独有的，熟练掌握这些术语，对理解NX模具设计有很大的帮助，下面将分别说明。
设计模型：模具设计必须有一个设计模型，也就是模具将要制造的产品原型，如图1-1所示。图1-1 设计模型
参照模型：是设计模型在模具模型的映像，如果在零件设计模块中编辑更改了设计模型，那么包含在模具模型的参照模型也将发生相应的变化，然而在模具模型中对参照模型进行了编辑，修改了其特征，则影响不到设计模型。
工件：表示直接参与熔料（如顶部和底部嵌入物成型）的模具元件的总体积，使用分型面分割工件，可以得到型腔、型芯等元件，工件的体积应当包围所有参考模型、模穴、浇口、流道和模口等，如图1-2所示。图1-2 模型的工件
分型面：分型面由一个或多个曲面特征组成，如图1-3所示，可以分割工件或者已存在的模具体积块。分型面在NX模具设计中占据着重要和最为关键的地位，应当合理地选择分型面的位置。
收缩率：注塑件从模具中取出冷却至室温后，尺寸缩小变化的特性称为收缩性，衡量塑件收缩程度大小的参数称为收缩率。对高精度塑件，必须考虑收缩率给塑件尺寸形状带来的误差。
拔模斜度：塑料冷却后会产生收缩，使塑料制件紧紧地包住模具型芯或型腔突出部分，造成脱模困难，为了便于塑料制件从模具取出或是从塑料制件中抽出型芯，防止塑料制件与模具成型表面粘附，从而防止塑件制件表面被划伤、擦毛等问题的产生，塑料制件的内、外表面沿脱模方向都应该有一定的倾斜角度，即脱模斜度，又称为拔模斜度。图1-3 分型面1.1.2 课堂讲解
在介绍之前，首先介绍一下NX模具设计的术语。
1.NX模具设计术语注塑模设计界面
打开NX 10.0后，选择【文件】|【所有应用模块】|【注塑模向导】菜单命令，进入注塑模向导应用模块，如图1-4所示。图1-4 选择【注塑模向导】命令
此时将打开【注塑模向导】选项卡。使用注塑模向导提供的实体工具和片体工具，可以快速、准确地对模型进行实体修补、片体修补、实体分割等操作。鼠标指针放到选项卡工具条中的按钮上会显示按钮的名称，常用的按钮功能如图1-5和图1-6所示。图1-5 【注塑模向导】选项卡图1-6 【主要】工具条
注塑模向导模块提供该按钮设计模具型腔布局，系统提供了矩形排列和圆形排列两种模具型腔排布方式。
在Siemens NX 10.0的注塑模向导系统中，坐标系统的XC-YC平面定义在模具动模和定模的接触面上，模具坐标系统的ZC轴正方向指向塑料熔体注入模具主流道的方向上。模具坐标系统设计是模具设计中相当重要的一步，模具坐标系统与产品模型的相对位置决定了产品模型在模具中的放置位置和模具结构，是模具设计成败的关键。
Siemens NX 10.0注塑模向导按设定的收缩率对产品三维实体模型进行放大并生成一名为“shrink part”的三维实体模型，后续的分型线选择、补破孔、提取区域、分型面设计等分模操作均以此模型为基础进行操作。
2.NX塑料注塑模具的设计流程
NX塑料注塑模具的设计过程遵循模具设计的一般规律，主要的流程如下。（1）产品模型准备
用于模具设计的产品三维模型文件有多种文件格式，Siemens NX 10.0注塑模向导模块需要一个NX 文件格式的三维产品实体模型作为模具设计的原始模型，如果一个模型不是NX 文件格式的三维实体模型，则需用NX 软件将文件转换成NX 文件格式的三维实体模型或是重新创建NX三维实体模型。正确的三维实体模型有利于Siemens NX 10.0注塑模向导模块自动进行模具设计。（2）产品加载和初始化
产品加载是使用Siemens NX 10.0注塑模向导模块进行模具设计的第一步，产品成功加载后，NX注塑模向导模块将自动产生一个模具装配结构，该装配结构包括构成模具所必需的标准元素。（3）设置模具坐标系统
设置模具坐标系统是模具设计中相当重要的一步，模具坐标系统的原点须设置于模具动模和定模的接触面上，模具坐标系统的XC-YC平面须定义在动模和定模接触面上，模具坐标系统的ZC轴正方向指向塑料熔体注入模具主流道的方向上。模具坐标系统与产品模型的相对位置决定产品模型在模具中放置位置，是模具设计成败的关键。（4）计算产品收缩率
塑料熔体在模具内冷却成型为产品后，由于塑料的热胀冷缩大于金属模具的热胀冷缩，所以成型后的产品尺寸将略小于模具型腔的相应尺寸，因此模具设计时模腔的尺寸要求略大于产品的相应尺寸，以补偿金属模具型腔与塑料熔体的热胀冷缩差异。Siemens NX 10.0模具向导处理这种差异的方法是将产品模型按要求放大生成一名为缩放体的分模实体模型，该实体模型的参数与产品模型参数是全相关的。（5）设定模具型腔和型芯毛坯尺寸
模具型腔和型芯毛坯（简称“模坯”）是外形尺寸大于产品尺寸，用于加工模具型腔和型芯的金属坯料。Siemens NX 10.0注塑模向导模块自动识别产品外形尺寸，并预定义模具型腔型芯毛坯的外形尺寸，其默认值在模具坐标系六个方向上比产品外形尺寸大25mm。NX模具向导通过“分模”将模具坯料分割成模具型腔和型芯。（6）模具型腔布局
模具型腔布局即是通常所说的“一模多腔”，它指的是产品模型在模具型腔内的排布数量。Siemens NX 10.0注塑模向导模块提供了矩形排列和圆形排列两种模具型腔排布方式。（7）建立模具分型线
Siemens NX 10.0注塑模向导模块提供MPV（MPV：Mould Part Validation分模对象验证的简写）功能，将分模实体模型表面分割成型腔区域和型芯区域两种面，两种面相交产生的一组封闭曲线就是分型线。（8）修补分模实体模型破孔
塑料产品由于功能或结构需要，在产品上常有一些穿透产品孔，即所称的“破孔”。为将模坯分割成完全分离的两部分：“型腔和型芯”，Siemens NX 10.0注塑模向导模块需要用一组厚度为零的片体将分模实体模型上的这些孔“封闭”起来，这些厚度为零的片体和分型面、分模实体模型表面可将模坯分割成型腔和型芯。NX注塑模向导模块提供自动补孔功能。（9）建立模具分型面
分型面是一组由分型线向模坯四周按一定方式扫描、延伸、扩展而形成的一组连续封闭曲面。Siemens NX 10.0注塑模向导模块提供自动生成分型面功能。（10）建立模具型腔和型芯
分模实体模型破孔修补和分型面创建后，即可用Siemens NX 10.0注塑模向导模块提供的建立模具型腔和型芯功能，将模坯分割成型腔和型芯。（11）使用模架
模具型腔、型芯建立后，需要提供模架以固定模具型腔和型芯。Siemens NX 10.0注塑模向导模块提供有电子表格驱动的模架库和模具标件库。（12）加入模具标准件
模具标件是指模具定位环、主流道衬套、顶杆、复位杆等模具配件，Siemens NX 10.0注塑模向导模块提供有电子表格驱动的三维实体模具标件库。（13）模具建腔
建腔是指在模具型腔、型芯、模板上建立腔、孔等特征以安装模具型腔、型芯、镶块及各种模具标件。1.1.3 课堂练习——创建盖子模型课堂练习开始文件：ywj/01/01.prt课堂练习完成文件：ywj/01/01.prt多媒体教学路径：光盘→多媒体教学→第1章→1.1练习
Step1选择草绘面，绘制并拉伸圆形，如图1-7所示。图1-7 拉伸圆形
Step2边倒圆，如图1-8所示。图1-8 边倒圆
Step3选择草绘面，绘制圆形，如图1-9所示。图1-9 绘制圆形
Step4拉伸切除，如图1-10所示。图1-10 拉伸切除
Step5阵列特征，如图1-11所示。图1-11 阵列特征
Step6创建抽壳特征，如图1-12所示。图1-12 创建抽壳特征
Step7创建基准面并选择其作为草绘面，如图1-13所示。图1-13 选择草绘面
Step8绘制并修剪草图，如图1-14所示。图1-14 绘制修剪草图
Step9拉伸草图，如图1-15所示。图1-15 拉伸草图
Step10选择草绘面，绘制圆形1，并拉伸，如图1-16所示。图1-16 拉伸圆形1
Step11选择草绘面，绘制圆形2，并拉伸，如图1-17所示。图1-17 拉伸圆形2
Step12选择草绘面，绘制三角形，如图1-18所示。图1-18 绘制三角形
Step13旋转切除，如图1-19所示。图1-19 旋转切除
Step14选择草绘面，绘制圆形和六边形，如图1-20所示。图1-20 绘制圆形和六边形
Step15拉伸草图，如图1-21所示。图1-21 拉伸草图
Step16完成盖子创建，进入注塑模模块，如图1-22所示。图1-22 完成盖子创建并进入注塑模模块1.2 模具初始化设置基本概念
设计项目初始化是使用注塑模向导模块进行设计的第一步，将自动产生组成模具必需的标准元素，并生成默认装配结构的一组零件图文件。课堂讲解课时：2课时1.2.1 设计理论
注塑模向导模块规定XC-YC平面是模具装配的主分型面，坐标原点位于模架的动、定模接触面的中心，+ZC方向为顶出方向。因此定义模具坐标系必须考虑产品形状。
模具坐标系功能是把当前产品装配体的工作坐标系原点平移到模具绝对坐标系原点上，使绝对坐标原点在分型面上。
塑料受热膨胀，遇冷收缩，因而采用热加工方法制得的制件，冷却定型后其尺寸一般小于相应部件的模具尺寸，所以在设计模具时，必须把塑件的收缩量补偿到模具的相应尺寸中去，这样才可以得到符合尺寸要求的塑件。1.2.2 课堂讲解
1. 模具设计项目初始化
单击【注塑模向导】选项卡中的【初始化项目】按钮，打开如图1-23所示的【打开】对话框。图1-23 【打开】对话框
之后系统弹出【初始化项目】对话框，如图1-24所示。
2. 设置多腔模
单击【主要】工具条中的【多腔模设计】按钮来选取当前产品模型，打开【多腔模设计】对话框，如图1-25所示。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]