1.2 UG NX 8.0主要應(yīng)用模塊簡介

UG NX 8.0由多個(gè)功能強(qiáng)大的應(yīng)用模塊組成，每個(gè)模塊都有獨(dú)立的功能，且各模塊集成于基礎(chǔ)環(huán)境模塊中，相互聯(lián)系、相互作用，使UG NX 8.0成為功能更為強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)。在實(shí)際使用過程中，用戶可以根據(jù)需要，將產(chǎn)品調(diào)入不同的模塊中進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工仿真和有限元分析等操作，其主要模塊如下。

1.基礎(chǔ)環(huán)境模塊

UG NX 8.0基礎(chǔ)環(huán)境模塊是集成了其他應(yīng)用模塊的應(yīng)用平臺(tái)，也是連接所有模塊的基礎(chǔ)。基礎(chǔ)環(huán)境模塊是所有其他模塊的一個(gè)必要條件，是啟動(dòng)UG NX 8.0后自動(dòng)運(yùn)行的第一個(gè)模塊。在基礎(chǔ)環(huán)境模塊下，用戶可以打開已經(jīng)存在的部件文件、新建部件文件、改變顯示部件、分析部件、啟動(dòng)在線幫助、輸出圖紙和執(zhí)行外部程序等。基礎(chǔ)環(huán)境模塊的基本功能可以自由添加附加的應(yīng)用如建模、制圖、制造分析和轉(zhuǎn)換器放大，使用戶能夠定制環(huán)境以適合于專門的需求。若系統(tǒng)暫時(shí)處于其他應(yīng)用模塊中，用戶可以隨時(shí)通過選擇相應(yīng)的命令返回該模塊。基礎(chǔ)環(huán)境模塊還包括以下功能。

? 對象信息查詢和分析功能：包括表達(dá)式查詢、特征查詢、模型信息查詢、坐標(biāo)查詢、距離測量、曲線曲率分析、曲面光順分析和實(shí)體物理特征自動(dòng)計(jì)算等功能。

? 方便用戶使用與學(xué)習(xí)的輔助功能：包括快速視圖彈出菜單、用戶自定義熱鍵和主題相關(guān)自動(dòng)查找聯(lián)機(jī)幫助等。

? 電子表格功能：用于定義標(biāo)準(zhǔn)化系列部件族。

? 繪圖功能鍵：按可用于Internet主頁的圖片格式生成零件或裝配模型的圖片文件，包括CGM、JPEG、BMP、VRML、TIFF、EMP和PNG等文件格式。

? 操作記錄功能：包括操作記錄的錄制、播放和編輯等功能。

? 打印功能：可以打印到文件或用打印機(jī)直接打印。

? 用戶自定義圖形菜單功能：使用戶可以快速訪問其他常用功能或二次開發(fā)功能。

? 導(dǎo)入導(dǎo)出功能：可以輸入或輸出Solidworks、Inventor、Pro/E、Catia和Parasolid等格式的幾何數(shù)據(jù)。

2.產(chǎn)品建模模塊

UG NX 8.0的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD，Computer Aided Design）模塊是UG NX 8.0最重要、最基本的組成模塊之一，包含了一系列綜合的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件，如幾何建模（Modeling）、人體建模（Human Modeling）、裝配設(shè)計(jì)（Assembly Modeling）、工程制圖（Drafting）、基于系統(tǒng)的建模（System-based Modeling）、用戶自定義特征（User-defined Features）、管路和電纜系統(tǒng)設(shè)計(jì)（Routed Systems Design）、鈑金設(shè)計(jì)（Sheet Metal Design）等。利用該模塊，設(shè)計(jì)者可以自由地表達(dá)設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)造性地改進(jìn)設(shè)計(jì)。UG NX 8.0為復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了一套廣泛的CAD解決方案，從而以更低的成本提供更高的效率和更短的設(shè)計(jì)周期。CAD效率和成本節(jié)約不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)過程，而且還延伸到產(chǎn)品開發(fā)的所有階段。UG NX 8.0以動(dòng)態(tài)方式把CAD設(shè)計(jì)與規(guī)劃、仿真、制造及其他開發(fā)過程集成在一起，確保更快地做出設(shè)計(jì)決策，并且提供關(guān)于產(chǎn)品性能及功能問題的詳細(xì)信息。通過選擇【Start（起始）】→【Modeling（建模）】命令進(jìn)入到該模塊。下面簡要介紹UG NX 8.0產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊的主要功能。

1）實(shí)體建模 該模塊是所有其他幾何建模產(chǎn)品的基礎(chǔ)，將基于約束的特征建模和顯示幾何建模方法無縫結(jié)合起來，使用戶可以充分利用傳統(tǒng)的實(shí)體、面、線框造型優(yōu)勢。在該模塊中可以建立二維和三維線框模型、掃描和旋轉(zhuǎn)實(shí)體，以及進(jìn)行布爾運(yùn)算與參數(shù)化建模。

2）特征建模 該模塊用工程特征定義設(shè)計(jì)信息，提供了多種常用設(shè)計(jì)特征，如孔、槽、型腔和圓柱體、球體等，并可建立薄壁件，各設(shè)計(jì)特征可以用參數(shù)化定義，其尺寸大小和位置可以編輯。

3）自由形狀建模 該模塊將實(shí)體建模和曲面建模融合成一個(gè)功能強(qiáng)大的建模工具組，用于設(shè)計(jì)高級(jí)的自由形狀外形。只使用特征建模方法就能夠完成設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是有限的，絕大多數(shù)實(shí)際產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都離不開自由形狀建模。UG NX 8.0向用戶提供了豐富的曲面建模工具，包括直紋面、掃描面、通過一組曲線的自由曲面、通過兩組類正交曲線的自由曲面、等半徑或不等距偏置、廣義二次曲線倒圓等。該方法根據(jù)產(chǎn)品外形要求，首先建立用于構(gòu)造曲面的邊界曲線，或者根據(jù)實(shí)樣測量的數(shù)據(jù)點(diǎn)生成曲線，使用UG NX 8.0提供的各種曲面構(gòu)造的方法構(gòu)造曲面。對于簡單的曲面，可以一次完成建模，而實(shí)際產(chǎn)品的形狀往往比較復(fù)雜，一般都難以一次完成，對于復(fù)雜的曲面，首先應(yīng)該采用曲線的構(gòu)造方法生成主要或大面積的片體，然后對曲面進(jìn)行過渡連接、光順處理等操作，以完成自由形狀模型的整體造型。

4）用戶自定義特征建模 該模塊以交互操作方式方法捕捉、存儲(chǔ)并重復(fù)使用各個(gè)特征，并形成用戶專用的自定義特征庫和零件族，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程自動(dòng)化，使細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)變得簡單，從而讓設(shè)計(jì)人員能夠輕松、快速地執(zhí)行多步設(shè)計(jì)任務(wù)。

5）人體建模 該模塊可以快速創(chuàng)建準(zhǔn)確的人體模型，用人體測量數(shù)據(jù)庫來準(zhǔn)確地確定人體模型的尺寸，允許在產(chǎn)品建模環(huán)境里快速編輯人體模型并對其進(jìn)行定位，為人體模型創(chuàng)建觸及區(qū)，幫助確定余隙和干擾。姿勢預(yù)測軟件包還可以確定一輛汽車?yán)锏鸟{駛員、前面乘客或后面乘客就座后的位置。

6）基于系統(tǒng)的建模 該模塊提供了一種自上而下、模塊化的產(chǎn)品開發(fā)方法，可以很大程度地重復(fù)使用所有產(chǎn)品的子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，特別適用于汽車、飛機(jī)等復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。

7）線路系統(tǒng)設(shè)計(jì) 該模塊為電氣和機(jī)械線路子系統(tǒng)提供了定制化的設(shè)計(jì)環(huán)境，包括邏輯布線、機(jī)械布管和電氣布線三個(gè)子模塊，其中邏輯布線模塊包括原理圖設(shè)計(jì)、模塊生成的邏輯連接信息，可自動(dòng)計(jì)算電纜長度和捆扎線束直徑；機(jī)械布管模塊提供管路中心線定義、管路標(biāo)準(zhǔn)件、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則定義和檢查功能，在裝配環(huán)境中進(jìn)行管路布置和設(shè)計(jì)，可以自動(dòng)生成管路明細(xì)表、管路長度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行干涉檢查等操作；電氣布線模塊主要用于生成三維電氣布線數(shù)據(jù)，為電氣布線設(shè)計(jì)員、機(jī)械工程師、電氣工程師和工藝人員提供生成電氣布線系統(tǒng)虛擬樣機(jī)的能力。

8）鈑金設(shè)計(jì) 該模塊為專業(yè)設(shè)計(jì)人員提供了一整套工具，根據(jù)材料的特性和制造過程創(chuàng)建并管理鈑金零件。利用基于參數(shù)、特征方式的鈑金零件建模功能，可生成復(fù)雜鈑金零件，定義和仿真鈑金零件的制造過程、展開和折疊的模擬操作，生成精確的二維展開圖樣數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行參數(shù)化編輯。

3.產(chǎn)品裝配模塊

產(chǎn)品裝配模塊主要用于模擬實(shí)際機(jī)械裝配過程，利用約束將各個(gè)零件裝配成一個(gè)完整的機(jī)械結(jié)構(gòu)，提供支持自上而下、自下而上和混合裝配三種裝配設(shè)計(jì)方法、高級(jí)裝配管理和導(dǎo)航，可以快速跨越裝配層來直接訪問任何組件或子裝配圖的設(shè)計(jì)模塊，使團(tuán)隊(duì)始終處于有組織的狀態(tài)并按計(jì)劃執(zhí)行任務(wù)，以及支持協(xié)同、高層次的設(shè)計(jì)方法，使得用戶可以在裝配過程中根據(jù)需要對零件進(jìn)行設(shè)計(jì)和編輯修改，并保持裝配體與零件間的關(guān)聯(lián)性。裝配環(huán)境里的干涉、間隙和質(zhì)量特性分析工具可以檢測擬合、重量及重心問題，保證第一次就設(shè)計(jì)正確，從而減少對物理樣機(jī)的依賴。因其操作簡單、方便易用，該模塊在模具設(shè)計(jì)中的作用極為突出，模具設(shè)計(jì)師常用該模塊功能來進(jìn)行模具裝配模擬和模具零配件之間的配合分析等。通過選擇【Start（起始）】→【Assembly（裝配）】命令可以進(jìn)入該模塊，需注意的是，在運(yùn)行裝配模塊的同時(shí)，可以同時(shí)運(yùn)行建模模塊。

4.產(chǎn)品制圖模塊

產(chǎn)品制圖模塊用于繪制和管理二維工程技術(shù)圖紙，并可與其他解決方案之間進(jìn)行無縫集成。工程圖是指用于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)的三視圖圖樣，是將零件或裝配模型設(shè)計(jì)歸檔的文件，其正確與否將直接影響到生產(chǎn)部門的實(shí)際生產(chǎn)制造。利用該模塊可以實(shí)現(xiàn)制作平面工程圖的所有功能，既可以從已經(jīng)建立的產(chǎn)品三維模型自動(dòng)生成平面工程圖，也可以利用其曲線功能直接繪制平面工程圖。該軟件生成的工程圖并不是單純的一個(gè)獨(dú)立的二維空間圖形，而是通過投影模型空間的三維零件或裝配體所得的，它與三維模型零件或裝配體有著密切的相關(guān)性，一旦用戶修改了模型的基本特征后，系統(tǒng)將根據(jù)對應(yīng)關(guān)系更新制圖模板中的視圖特征，從而同步更新工程圖中的相關(guān)內(nèi)容，它方便用戶實(shí)時(shí)地對零件模型進(jìn)行修改，以高效地創(chuàng)建與三維模型相關(guān)的、高質(zhì)量、全面符合要求的零件圖和裝配圖。通過選擇【Start（起始）】→【Drafting（制圖）】命令可以進(jìn)入該模塊。

5.數(shù)控加工仿真模塊

UG NX 8.0的計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM，Computer Aided Manufacturing）模塊為數(shù)控機(jī)床編程提供了一套經(jīng)過證明的完整解決方案，是一個(gè)利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作的過程，即先進(jìn)的編程技術(shù)，它可提高產(chǎn)品加工制造效率和減少產(chǎn)品加工制造時(shí)間。UG NX 8.0 CAM模塊具有非常強(qiáng)大的加工能力，可根據(jù)用戶輸入的零件工藝路線和工序內(nèi)容進(jìn)行零件加工模擬，輸出刀具加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡和數(shù)控程序文件，以實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)粗加工到用戶定義的精加工等過程。該模塊提供了界面友好的圖形化窗口界面，可實(shí)現(xiàn)2～5軸的加工模擬，并在關(guān)鍵加工領(lǐng)域（包括高速加工、五軸加工等）提供了關(guān)鍵功能，同時(shí)用戶可以在圖形可視化的方式下觀察刀具軌跡運(yùn)動(dòng)的情況，并根據(jù)需要對其進(jìn)行修改。另外，該模塊還支持銑削、車削等多功能機(jī)床，可根據(jù)加工機(jī)床控制器的不同定制后處理程序，從而使生成的指令文件直接應(yīng)用于用戶指定的特定機(jī)床，使數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)出最大化。CAM模塊能夠滿足航空航天、國防、汽車、通用機(jī)械和醫(yī)療設(shè)備等各行業(yè)的需求。下面簡要介紹UG NX 8.0數(shù)控加工模塊的主要功能。

1）計(jì)算機(jī)輔助加工基礎(chǔ) 該模塊集成了UG NX 8.0所有加工功能的基礎(chǔ)，所有的加工模塊都集成在這個(gè)界面友好的圖形化窗口環(huán)境中。用戶可以圖形方式觀察刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，并根據(jù)需要對刀具運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行編輯，如對刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行延伸、縮短和修改操作等。

2）車削 該模塊提供了一個(gè)既容易編輯又全面特征化的完整車削解決方案，可以實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)類零件加工所需要的全部功能，包括粗車、多次走刀精車、車溝槽、車螺紋和中心鉆等功能。刀具的加工軌跡與零件的幾何模型密切相關(guān)，并能隨零件幾何模型的改變而自動(dòng)更新。

3）型芯和型腔銑削 該模塊提供粗加工和精加工單個(gè)或多個(gè)型腔，即沿任意類似型芯的形狀進(jìn)行粗精加工并產(chǎn)生刀具運(yùn)動(dòng)軌跡、確定走刀方式等工作。其中最為突出的功能是能夠在很復(fù)雜的輪廓軌跡上生成刀具運(yùn)動(dòng)軌跡和確定走刀方式。

4）固定軸銑削 該模塊提供用于產(chǎn)生3軸聯(lián)動(dòng)的刀具運(yùn)動(dòng)路徑，實(shí)際上該功能可以用于加工任意曲面模型和實(shí)體模型。

5）可變軸銑削 該模塊提供應(yīng)用固定軸和多軸銑削加工任意曲面模型的功能，可加工UG NX 8.0造型模塊中生成的任何幾何體，并保持主模型相關(guān)性，且該模塊提供多年工程使用驗(yàn)證的3～5軸銑軸功能，提供刀軸控制、走刀方式選擇和刀具路徑生成功能。

6）順序銑切削 該模塊用于在切削過程中須對刀具每一步路徑生成都要進(jìn)行控制的場合，與幾何模型完全相關(guān)，用交互方式可以逐段地建立刀具路徑，但處理過程的每一步都受總控制的約束。順序銑切削模塊支持固定軸及3～5軸的銑削編程。

7）流通切削 流通切削可縮短半精加工和精加工時(shí)間。該模塊和固定軸輪廓銑模塊配合使用，能自動(dòng)找出待加工零件上滿足“雙相切條件”的區(qū)域。

8）線切割 該模塊是一個(gè)新的制造模塊，為電火花切割機(jī)床提供編程能力，支持各種電火花切割機(jī)床。

9）后置處理 該模塊使用戶可以針對大多數(shù)數(shù)控機(jī)床和加工中心定制自己的后置處理程序，適用于所有的2～5軸或更多軸的銑削加工、2～4軸的車削加工和電火花切割加工。

6.計(jì)算機(jī)輔助工程模塊

UG NX 8.0的計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE，Computer Aided Engineering）模塊又稱為數(shù)字仿真，是指利用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品生命周期中的仿真分析，包括線性靜力分析、模態(tài)分析、穩(wěn)態(tài)熱分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析和設(shè)計(jì)仿真等功能。該方法的核心思想是結(jié)構(gòu)單元的離散化，基于過程是將一個(gè)形狀復(fù)雜的連續(xù)體的求解區(qū)域分解為有限的形狀簡單的子區(qū)域。在產(chǎn)品的全生命周期中使用數(shù)字化仿真可以大大降低產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造成本和風(fēng)險(xiǎn)，幫助企業(yè)管理者做出最好的決策，生產(chǎn)出性能最佳的產(chǎn)品，從而使企業(yè)最終獲得最大的利潤。要使數(shù)字仿真價(jià)值最大化，關(guān)鍵在于盡量采用該技術(shù)并將其應(yīng)用于整個(gè)開發(fā)過程。為了在產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的數(shù)字仿真水平，UG NX 8.0提供了一套綜合的CAE解決方案，旨在滿足各級(jí)用戶的需求。UG NX 8.0 CAE模塊主要包括以下模塊。

1）有限元分析 有限元分析模塊是一個(gè)集成化的有限元建模及解算工具，它可以將幾何模型轉(zhuǎn)換為有限元分析模型，方便快捷地對UG NX 8.0零件和裝配體進(jìn)行前、后置處理，用于工程學(xué)仿真和性能評(píng)估。該模塊含有有限元分析求解器FEA（Finite Element Analysis，有限元分析），可以進(jìn)行線性靜力分析、模態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)熱分析，還支持裝配體的間隙分析，并可以對薄壁結(jié)構(gòu)和梁的尺寸進(jìn)行優(yōu)化。有限元分析作為設(shè)計(jì)過程的一個(gè)集成部分，用于評(píng)估各種設(shè)計(jì)方案，其分析結(jié)果可以優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

2）機(jī)構(gòu)分析 機(jī)構(gòu)分析模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對任何二維或三維機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析和設(shè)計(jì)仿真，還能對機(jī)械系統(tǒng)的大位移復(fù)雜運(yùn)動(dòng)進(jìn)行建模、模擬和評(píng)估，提供對靜態(tài)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)（動(dòng)態(tài)）模擬的支持。通過使用運(yùn)動(dòng)副、彈簧、阻尼器等運(yùn)動(dòng)單元來創(chuàng)建和評(píng)估虛擬樣機(jī)，以便將位移、速度、加速度之間的關(guān)系用圖形的方式直觀地表示出來；另外，還可以對剛體的自由運(yùn)動(dòng)和剛體接觸進(jìn)行建模和模擬，從而分析出反作用力并將反作用力輸出到有限元模塊中。用戶可以創(chuàng)建和評(píng)估多個(gè)設(shè)計(jì)方案，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修正，直到符合優(yōu)化系統(tǒng)的要求為止。

3）注塑模流分析 注塑模流分析是一個(gè)集成在UG NX 8.0中的注塑分析系統(tǒng)，具有前處理、解算和后處理能力，并且提出了在線求解器和完整的材料數(shù)據(jù)庫。分析結(jié)果以動(dòng)態(tài)顯示注塑過程中的流動(dòng)、填充時(shí)間、焊線位置、填充的可靠度、注塑模壓力等。在注塑模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過程中，使用模流分析模塊可以幫助模具設(shè)計(jì)人員確定注塑模具設(shè)計(jì)是否合理，不合適的注塑模具幾何體會(huì)很容易被檢查出來，并根據(jù)需要對其進(jìn)行修正，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品并縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。