智能化模具设计系统MOLDWIZARD(上)(PDNO3)

智能化模具设计系统MOLDWIZARD（上）(PD.NO.3)

作者：陈冠勋／美商优擎台湾分公司

当消费性电子进入高度成熟期后，外形的设计便成了重要的竞争条件之一，而行动电话手机的流行风潮尤为明显。因此我们可以看到手机外观的一路演变，由最早可以拿来当自卫工具的Motorola黑金刚手机，到今天Nokia、Ericsson、Panasonic各种超薄、超炫、超迷人的一款款机种。美商优擎系统特别提供该公司在模具设计上的实务经验，分上、下两期刊登，以协助国内业者开发可媲美国际原厂的手机造型。

迈入二十一世纪的国际竞争市场，模具工业已朝向越来越严苛的高品质、高效率及低成本为目标，美商优擎系统新一代的W A VE导向的MoldWizard，整合模具专家的经验，提供实务的设计流程，参数式图形建构，使模具设计经验较少的工程师也能在循序渐进的导览设计之下，快速地完成模具的设计，有效提升原本费时复杂的工时十倍速以上，大幅缩短制程周期，有效提升产能和效率。并且直接以3D产品传递资料，弹性灵活的机构设计，使设计模具工作具有更多弹性空间。

在图一看到的工具列，是MoldWizard的工具列，下列的范例当中，将带领读者逐步的学习MoldWizard 功能及亲切的接口，本范例是以UG V17和MoldWizard V3.0为系统架构及Windows NT4.0操作系统，来完成手机上盖的塑料模具设计，让读者体验快速建构塑料模具的成就感。

[■图一：MoldWizard工具列]

加载档案：加载手机上盖件模型，开始进入塑料模具设计工作。

在模具项目设计中（参见图二），使用者可先设定公制或英制单位，再设定项目的名称及路径，往后所设计的零件皆会储存到这个目录当中，方便工程师找寻档案。不过当你选择的是一个已存在的项目名称（参见图三），MoldWizard将会出现一个窗口（参见图四），询问你是要覆盖这个项目、加载这个项目或是改变这个项目名称。在本例中，使用公制单位，项目路径设定在E磁盘驱动器，项目名称为[mphone_new]，为系统内定之名称，当然也可以由使用者自订。在MoldWizard模板档案中，有公、英制两个版本。

[■图二：设定公制或英制单位]

[■图三]

[■图四]

使用者可以在：

“moldwizard directory”\pre_part\english或“moldwizard directory”\pre_part\metric中修改。

模具坐标：采用工作坐标WCS，以+Z方向为顶出方向，模具组立的分模面就是位在Z=0的平面，即是XY平面。

UG是采用工作坐标系统WCS（Work Coordinate System），此坐标系统是UG提供给使用者的坐标系统。在绘图区中，使用者可以任意移动，旋转其工作坐标。先决定适用于该模具的坐标之后，再选择模具坐标来定义模具坐标系（参见图五）。

[■图五]

设定缩水率：设定产品的缩水率，可设定为均等、轴向及不均等三种方式。从模具中取出之成形品，其温度常高于常温，须经过数小时或数十个小时才能冷却至常温，所以成品尺寸会随因冷却而收缩，高温时的尺寸与常温的尺寸差为收缩率，收缩率以1/1000为单位，或以百分率（%）表示。

模具尺寸都需要加上收缩率的尺寸，才能使成形品达到所要求之尺寸。收缩率的大小会因材料的性质或者填充料或强化材等配合而改变。

本例中手机上盖所使用的材质为ABS，缩水率在0.3~0.8范围之间。且要以等比例放大，因此选择第一个均等缩水率，设定缩水率为1.005，等比率缩放（参见图六）。当你执行此步骤时，系统会变更彩现的颜色或线架构的颜色，来表示区别（参见图七），当然也可以用内定的分析系统来检验缩水率。至于轴向和不均等缩水率设定，请参考UG/ Modeling 中的功能说明。

[■图六]

[■图七]

设定模仁：会自动测量产品尺寸，并建立一个适当大小公、母模的模仁，也可以依设计者自订模仁的尺寸（参见图八）。

[■图八]

在模块自动产生步骤中，使用者可在模块参数尺寸窗口中修改标准件的参数，设定成非标准件尺寸。模块可以用之前的草绘延伸功能当作分模件，可以简易的产生和母模零件关联性。使用者可以使用系统内的标准模仁。在标准件的资料中，选择出适当的模仁（参见图九）。

[■图九]

在此步骤中，使用系统内定参数，建构出一个标准的模仁，嵌入的位置会在手机的模具坐标，如果使用者在前一步骤没有设定模具坐标，系统将会自动加载到手机产品的中心位置（参见图十）。

[■图十]

配置模穴：增加模穴、移除或重新放置模仁到模具组立的结构中。

系统内有矩形、圆形平均配置方式，如果是单一模穴，系统自动将模穴定位在模仁中央，但是在多模穴的时候，就要使用平衡功能，使模穴配置平衡（参见图十一）。

[■图十一]

在此步骤中，选择矩形一模两穴，在Start Layout选择配置的方向时，画面上会出现一个大十字箭头的坐标（参见图十二），将鼠标光标点选在左边方向，左边将会出现另一个模穴（左右相反，前后相反的模穴，原本的模穴将会变淡彩）（参见图十三），然后选取Auto Center（参见图十四），系统将直接把模具坐标设定在两个模穴的中心。如果要设变为单一模穴，可以用Remove移除刚刚建构的模穴。

[■图十二]

[■图十三]

[■图十四]

拆公母模：提供手动和自动的拆模功能，由分模线搜寻，建构分模面到完成公母模。

为使成型品能自模具中取出，则模具必须要分模，使模具分成固定侧和可动侧两个部分。此分界面称之为分模面，材料在射出压力的作用之下，迫使成型空间的空气从分模面溢出，使产品产生残留痕迹，这一条明显的痕迹边称为分模线。分模线有排气及分模的功能，不过因为模具精度及成型条件的要求，分模线未必是一直线，有时为复杂的曲线或曲面，为选择分模线的考虑重点。

在MoldWizard功能中，你可以选择自动分模步骤，或者像前述的复杂曲面需要使用者自行定义，或使用MoldWizard 中的Tool工具来建构复杂的分模线。

在这一个步骤中，选择自动分模功能，请将Auto Process（参见图十五）这一个选项选取。在选择分模线（Parting Lines）这一项功能后，将会进入另一个对话框，接着选取搜寻分模线（Search Parting Lines），Apply之后（参见图十六），手机会变成高彩显示，并出现脱模的方向（参见图十七），在选取自动路径（AutoPatch）这功能（参见图十八），系统将自动找出分模线（参见图十九），然后选择靠近公模的面来分模（参见图二十），系统将会把靠破的部位自动补面起来（参见图二十一，图二十二）。再选择自动转换对象（Auto transition Objects）的曲面（参见图二十三），在分离面上选择扩大面（Enlarged Surface）（参见图二十四），在第一个端点选择负X方向（以坐标系来判断延伸出的面），在第二个端点选择负X方向。在U方向放大约百分之50，在V方向放大约百分之150，（此数值只要使曲面大于模仁就可以），选择点的位置以决定曲面要保留的部分，选择OK（参见图二十五），系统将自动建构出分模面（参见图二十六，二十七）。在然后将分模面给缝补起来（Sew Surfaces）（参见图二十八），将会出现缝补好的面（参见图二十九），选取OK（参见图三十），将会出现公，母模的资料（图三十一），会分析出公、母模各有多少个面及其它资料。建立母模的模具（Create Cavity）（参见图三十二，三十三），选取OK，将自动建立一个母模的模具（参见图三十四），如果对于系统建构的方向不对，你可以选取另一个方向（Reverse Normal）建构（参见图三十五），之后再建立公模的模具，完成这一个步骤（参见图三十六~三十九）。（待续）