第1章 UG NX 7.5應(yīng)用基礎(chǔ)

1.1 UG NX 7.5簡介

UG NX是Siemens PLM Software新一代數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，它可以通過過程變更來驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品革新，獨(dú)特之處是其知識(shí)管理基礎(chǔ)，它使得工程專業(yè)人員能夠推動(dòng)革新，以創(chuàng)造出更大的利潤。

Siemens PLM Software發(fā)布了最新產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案——UG NX 7.5軟件。它重新定義了CAD/CAM/CAE效率和產(chǎn)品開發(fā)決策。如圖1-1所示為UG NX 7.5的軟件啟動(dòng)界面。

1.1.1 UG NX 7.5新功能體驗(yàn)

UG NX 7.5新功能體驗(yàn)如下：

● HD3D的三維精確描述功能，以及開放、直觀的可視化環(huán)境；

● 新增同步建模技術(shù)，極大地提升計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造及仿真分析（CAD/CAM/CAE）效率；

● “模型清理”工具使編輯從第三方CAD軟件系統(tǒng)中導(dǎo)入的模型變得更輕松、快捷，可供選擇的自動(dòng)和手動(dòng)修補(bǔ)功能與合并分段的幾何模型的能力能快速修正不匹配的幾何模型；

● 智能化的CAM功能使得數(shù)控編程加工如虎添翼。

● 模具設(shè)計(jì)大師MoldDM V 1.0基于NX平臺(tái)，為注塑模具設(shè)計(jì)提供高效的三維一體化解決方案。它幫助客戶優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，建立良好的設(shè)計(jì)管理規(guī)范，將企業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)固化到軟件中；為塑料模具企業(yè)提供優(yōu)化高效的設(shè)計(jì)工具，支持有參數(shù)和無參數(shù)情況、支持有裝配和無裝配情況；全3D注塑模具解決方案，從源頭解決2D工程圖問題；完善的深度定制開發(fā)服務(wù)，為企業(yè)構(gòu)建專用高效的模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)。

●與NX深度集成的專業(yè)模具ERP-eMan制造執(zhí)行系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)從訂單到發(fā)貨的模具企業(yè)全流程化管理，并進(jìn)行優(yōu)化，防止不合理調(diào)度造成的延期，同時(shí)對模具整個(gè)生產(chǎn)周期進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1.1.2 UG NX 7.5提升產(chǎn)品開發(fā)效率

UG NX 7.5為工程師們提供了理想的工作環(huán)境，不僅幫助他們成功地完成任務(wù)，以直觀的方式提供信息，而且能夠驗(yàn)證決策，以全面提升產(chǎn)品開發(fā)效率。

1.設(shè)計(jì)開發(fā)效率

UG NX 7.5以其獨(dú)特的三維精確描述（HD3D）技術(shù)及強(qiáng)大的全新設(shè)計(jì)工具實(shí)現(xiàn)了CAD效率的革新，它們能夠提升您的效率，加速設(shè)計(jì)過程，降低成本并改進(jìn)決策。

2.仿真分析效率

UG NX 7.5通過在建模、模擬、自動(dòng)化與測試關(guān)聯(lián)性方面整合一流的幾何工具和強(qiáng)大的分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了模擬與設(shè)計(jì)的同步、更迅速的設(shè)計(jì)分析迭代、更出色的產(chǎn)品優(yōu)化和更快捷的交付速度，重新定義了CAE生產(chǎn)效率。

3.加工制造效率

UG NX 7.5以全新工具提升生產(chǎn)效率，包括推出兩套新的加工解決方案（為用戶提供了特定的編程任務(wù)環(huán)境），為零件制造賦予了全新的意義。NX渦輪葉片加工（ Turbomachinery Milling）用于編程加工形狀復(fù)雜的葉盤和葉輪，在確保一流品質(zhì)的同時(shí)，還可將加工時(shí)間縮短一半。數(shù)控測量編程（CMM Inspection Programming）可幫助您自動(dòng)利用直觀的產(chǎn)品與制造信息（PMI）模型數(shù)據(jù)。

4.NX GC工具箱

NX GC工具箱旨在滿足中國用戶對NX的特殊需求，包含標(biāo)準(zhǔn)化的GB環(huán)境。

使用NX GC工具箱將幫助您在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，大大提高標(biāo)準(zhǔn)化程度和工作效率。

1.1.3 UG NX 7.5的軟件特點(diǎn)

UG NX 7.5的軟件特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.工業(yè)設(shè)計(jì)和造型

NX提供了一整套靈活的造型、編輯及分析工具，構(gòu)成完整的數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)解決方案中的重要一環(huán)。如圖1-2所示為利用NX外觀造型模塊來設(shè)計(jì)的工業(yè)產(chǎn)品。

2.機(jī)械設(shè)計(jì)

NX機(jī)械設(shè)計(jì)工具提供超強(qiáng)的能力和全面的功能，更加靈活，更具效率，更具協(xié)同開發(fā)能力。如圖1-3所示為利用NX建模模塊來設(shè)計(jì)的機(jī)械產(chǎn)品。

3.機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

NX將機(jī)械、電氣和電子設(shè)計(jì)與分析和制造集成起來，為機(jī)電生命周期中的每個(gè)階段提供支持。NX使MCAD和ECAD領(lǐng)域的雙向數(shù)據(jù)交換變得更加方便，并且提供專門的功能來幫助協(xié)調(diào)和加快多部門的機(jī)電設(shè)計(jì)，包括鈑金設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)和柔性印刷電路板（PCB）設(shè)計(jì)。如圖1-4所示為利用UG靈活印刷電路設(shè)計(jì)模塊來設(shè)計(jì)的PCB板。

4.機(jī)械仿真

NX提供了業(yè)內(nèi)最廣泛的多學(xué)科領(lǐng)域仿真解決方案，通過全面高效的前后處理和解算器，充分發(fā)揮在模型準(zhǔn)備、解析及后期處理方面的強(qiáng)大功能。如圖1-5所示為利用UG運(yùn)動(dòng)仿真模塊對產(chǎn)品進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真范例。

5.機(jī)電仿真

NX能夠進(jìn)行針對機(jī)電產(chǎn)品所有主要故障模式的仿真解決方案：溫度、振動(dòng)，以及粉塵或濕度。如圖1-6所示為利用UG設(shè)計(jì)仿真模塊進(jìn)行機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)仿真范例。

6.工裝模具和夾具設(shè)計(jì)

NX工裝模具應(yīng)用程序使設(shè)計(jì)效率延伸到制造，與產(chǎn)品模型建立動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，來準(zhǔn)確地制造工裝模具、注塑模、沖模及工件夾具。如圖1-7所示為利用UG注塑模向?qū)K設(shè)計(jì)模具的范例。

7.機(jī)械加工

NX CAM為機(jī)床編程提供了完整的解決方案，能夠讓最先進(jìn)的機(jī)床實(shí)現(xiàn)最高產(chǎn)量。通過實(shí)現(xiàn)常規(guī)任務(wù)的自動(dòng)化，可節(jié)省多達(dá)90%的編程時(shí)間；通過捕獲和重復(fù)使用經(jīng)過驗(yàn)證的加工流程，實(shí)現(xiàn)更快的可重復(fù)NC編程。如圖1-8所示為利用UG加工模塊來加工零件的范例。

8.工程流程管理

有越來越多的產(chǎn)品制造商將他們的工程、設(shè)計(jì)和制造業(yè)務(wù)分散在最為經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)營地點(diǎn)。NX的工程流程管理方法很安全，經(jīng)過精心組織的流程知識(shí)源，可供公司推動(dòng)全球產(chǎn)品的開發(fā)。

NX工程流程管理得到了Teamcenter的強(qiáng)力支持，提供了產(chǎn)品工程和流程知識(shí)的單一來源，并與CAD、CAM和CAE無縫集成。

1.2 UG NX 7.5工作環(huán)境

UG NX 7.5擁有具有創(chuàng)新性的用戶界面環(huán)境，不僅極大地提高了生產(chǎn)力，而且顯著改善了使用性能。與以前版本相比，重新設(shè)計(jì)的菜單和輸入對話框更能表達(dá)出所需執(zhí)行命令，這一風(fēng)格在整個(gè)系統(tǒng)中均得以保存，此外還可重復(fù)使用各種共用方式，以提高操作的一致性和透明性。

1.2.1 UG NX 7.5歡迎界面

啟動(dòng)UG NX 7.5，程序隨即自動(dòng)運(yùn)行并彈出如圖1-9所示的歡迎界面。歡迎界面中包含有軟件模塊、角色、定制、命令等功能的簡易介紹。

1.2.2 UG NX 7.5基本環(huán)境界面

基本環(huán)境界面是用戶應(yīng)用UG軟件的初始環(huán)境界面。在歡迎界面窗口中單擊【標(biāo)準(zhǔn)】工具條上的【新建】按鈕，程序彈出【新建】對話框，如圖1-10所示。通過該對話框，用戶可以為新建立的模型文件重命名、重設(shè)文件保存路徑等，最后單擊【確定】按鈕，隨即進(jìn)入U(xiǎn)G NX 7.5的基本環(huán)境界面。

進(jìn)入的UG NX 7.5基本環(huán)境界面，如圖1-11所示。

基本環(huán)境界面窗口主要由菜單欄、工具欄、選擇條、信息欄、資源條、導(dǎo)航器和圖形區(qū)組成，接下來將這幾個(gè)主要組成部分進(jìn)行簡要介紹。

1.菜單欄

菜單欄中包含了UG所有的菜單操作命令。在調(diào)出功能模塊后，模塊里的功能命令被自動(dòng)加載到菜單條中，否則菜單條中僅有基本環(huán)境中簡單的菜單命令。菜單欄上各個(gè)功能菜單條如圖1-12所示。

2.工具欄

UG工具欄中放置了各個(gè)模塊的功能命令工具條，除了能在工具條中找到相應(yīng)的功能命令外，還可通過程序的“定制”命令任意地放置功能命令。工具條上的按鈕圖標(biāo)下方有功能命令的名稱，在不熟悉圖標(biāo)按鈕的情況下，可通過按鈕名稱快速找出功能命令。命令按鈕右側(cè)帶有下三角按鈕，可通過此按鈕將其余的命令按鈕顯示于工具條上。

用戶可通過在工具欄空白處右擊，然后在彈出的快捷菜單中將工具條調(diào)出來，如圖1-13所示。

3.選擇條

選擇條中包含了用以控制圖形區(qū)中特征的選擇類型過濾器、選擇約束、常規(guī)選擇過濾器等工具。選擇條上的選擇工具如圖1-14所示。

4.信息欄

信息欄主要顯示用戶即將進(jìn)行操作的文字提示，它極大地方便了初學(xué)者。

5.資源條

資源條工具條上包含了UG NX 7.5的部件導(dǎo)航器、裝配導(dǎo)航器、重用庫、歷史記錄、角色等工具，使用戶能體現(xiàn)UG部件操作的強(qiáng)大功能，如圖1-15所示。

6.導(dǎo)航器

導(dǎo)航器是控制工作部件當(dāng)前狀態(tài)下的模型顯示、圖紙內(nèi)容及裝配結(jié)構(gòu)等，導(dǎo)航器位于圖形窗口一側(cè)的資源條上，要么在如上圖所示的【資源條】工具條中。它包括部件導(dǎo)航器和裝配導(dǎo)航器。

● 部件導(dǎo)航器：顯示當(dāng)前活動(dòng)部件（稱為工作部件）的模型和圖紙內(nèi)容。

● 裝配導(dǎo)航器：顯示頂層裝配部件的結(jié)構(gòu)。

7.圖形區(qū)

圖形區(qū)是用戶進(jìn)行3D、2D設(shè)計(jì)的圖形創(chuàng)建、編輯區(qū)域。

1.3 UG文件操作

文件管理包括新建文件、打開文件、保存文件、關(guān)閉文件和文件的導(dǎo)入與導(dǎo)出等操作。這些操作可通過如圖1-16所示的【標(biāo)準(zhǔn)】工具條上的工具來完成，或者通過選擇如圖1-17所示的【文件】菜單中的相關(guān)命令來完成。

1.3.1 新建文件

在菜單欄上執(zhí)行【文件】|【新建】命令，或者在【標(biāo)準(zhǔn)】工具條上單擊【新建】按鈕，程序彈出如圖1-18所示的【新建】對話框。通過此對話框，用戶可進(jìn)行模型文件、圖紙文件和仿真文件的創(chuàng)建。

保留程序默認(rèn)的模型文件的創(chuàng)建，首先設(shè)置模型文件的單位（通常為毫米），在【模板】選項(xiàng)列表框中包括了多個(gè)模板，如模型、裝配、外觀造型設(shè)計(jì)、NX鈑金設(shè)計(jì)等，選擇“模型”模板，再在對話框下方的【新文件名】選項(xiàng)區(qū)中重命名文件及新文件存放的系統(tǒng)路徑，最后單擊【確定】按鈕，完成新模型文件的創(chuàng)建。

1.3.2 打開/關(guān)閉文件

在菜單欄上執(zhí)行【文件】|【打開】命令，或者在【標(biāo)準(zhǔn)】工具條上單擊【打開】按鈕，將彈出【打開】對話框。

通過該對話框，在存放模型文件的路徑下選擇一個(gè)模型文件后，右邊即刻顯示該模型的預(yù)覽，再單擊【OK】按鈕即可打開文件。一般情況下，打開的默認(rèn)路徑為UG安裝路徑下的UGII，這時(shí)就通過“查找范圍”下拉列表框找到想要打開的文件路徑。

如果想要打開先前打開過的模型文件，則通過資源條上的“歷史記錄”管理器或在菜單欄的【窗口】菜單中選擇要打開的文件即可，如圖1-18所示。

1.3.3 保存文件

保存文件時(shí)，既可以保存當(dāng)前文件，也可以另存文件，還可以只保存工作部件或者保存書簽文件。在菜單欄上執(zhí)行【文件】命令，在彈出的【文件】下拉菜單中包括多個(gè)文件保存的相關(guān)命令，如圖1-19所示。

【文件】菜單命令中的保存命令介紹如下：

● 保存：僅保存當(dāng)前工作部件的編輯結(jié)果。

● 僅保存工作部件：若將零件模型裝配體中的單個(gè)部件（設(shè)為工作部件）進(jìn)行編輯，則最后執(zhí)行此命令時(shí)，僅對該工作部件編輯結(jié)果進(jìn)行保存，其他非工作部件的更改或編輯結(jié)果不被保存。

● 另存為：使用其他名稱或其他系統(tǒng)路徑來保存部件文件。

● 全部保存：保存已修改的部件和所有的頂級(jí)裝配部件，在3D模型設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常執(zhí)行此命令進(jìn)行文件的保存。

● 保存書簽：在書簽文件中保存裝配關(guān)聯(lián)，包括組件可見性、加載選項(xiàng)和組件組。

如果僅保存當(dāng)前工作部件的編輯結(jié)果，則在菜單欄上執(zhí)行【文件】|【保存】命令，或者單擊【標(biāo)準(zhǔn)】工具條上的【保存】按鈕，就會(huì)彈出【命名部件】對話框，如圖1-20所示。

1.3.4 導(dǎo)入/導(dǎo)出文件

“文件的導(dǎo)入”是指加載以其他格式類型保存的文件，此類文件可以是UG保存的，也可以是其他3D/2D軟件保存的。“文件的導(dǎo)出”是在UG中以其他格式類型來保存文件。文件的導(dǎo)入與導(dǎo)出有兩種方法：打開與另存為和使用UG轉(zhuǎn)換工具。

1.打開與另存為

在打開與另存為文件時(shí)，也可以直接將其他格式文件導(dǎo)入與導(dǎo)出。在打開文件時(shí)，在【打開】對話框中的【文件類型】下拉列表框中選擇文件類型后，在瀏覽路徑中顯示其他格式的文件，選擇一個(gè)文件，單擊【OK】按鈕即可導(dǎo)入該文件，如圖1-21所示。

在保存文件時(shí)，在菜單欄執(zhí)行【文件】|【另存為】命令，并在彈出的【另存為】對話框中的【保存類型】下拉列表框中選擇要保存的文件類型，單擊【OK】按鈕后便可將模型文件保存為指定的文件格式類型。

2.使用UG轉(zhuǎn)換工具

在菜單欄的【文件】下拉菜單中的【導(dǎo)入】命令和【導(dǎo)出】命令，就是利用UG自身的格式轉(zhuǎn)換工具來進(jìn)行的。如果要導(dǎo)入其他格式文件（如STEP），則可在菜單欄中執(zhí)行【文件】|【導(dǎo)入】|【STEP203】命令，程序彈出【導(dǎo)入自STEP203選項(xiàng)】對話框，通過在對話框中單擊【瀏覽】按鈕，然后在保存路徑中找到.stp類型的文件，再單擊【確定】按鈕即可打開該類型的文件，如圖1-22所示。

1.4 常用輔助工具

學(xué)習(xí)UG NX 7.5的基礎(chǔ)過程中，應(yīng)該了解和掌握常用的輔助設(shè)計(jì)工具。這些輔助工具包括基準(zhǔn)平面、基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)CSYS、基準(zhǔn)點(diǎn)、矢量構(gòu)造器，以及測量距離和測量角度等。

1.4.1 基準(zhǔn)平面

基準(zhǔn)平面是構(gòu)造其他造型特征的參照平面。在【特征】工具條上單擊【基準(zhǔn)平面】按鈕，程序彈出【基準(zhǔn)平面】對話框，如圖1-23所示。

1.4.2 基準(zhǔn)軸

基準(zhǔn)軸用以做旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)軸，它是一個(gè)抽象的特征，但需要具體形象來表達(dá)。在菜單欄中執(zhí)行【插入】→【基準(zhǔn)/點(diǎn)】→【基準(zhǔn)軸】命令，或者在【特征】工具條中單擊【基準(zhǔn)平面】按鈕，程序彈出【基準(zhǔn)軸】對話框，如圖1-23所示。

1.4.3 基準(zhǔn)CSYS

在建模過程中時(shí)常要新建基準(zhǔn)坐標(biāo)系。在【特征】工具條上單擊【基準(zhǔn)CSYS】按鈕，程序彈出【基準(zhǔn)CSYS】對話框，如圖1-25所示。

1.4.4 基準(zhǔn)點(diǎn)

在建模過程中，時(shí)常需要?jiǎng)?chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)，如矢量起點(diǎn)、直線起點(diǎn)或終點(diǎn)、特征參考點(diǎn)等特征。在【特征操作】工具條上單擊【點(diǎn)】按鈕，彈出【點(diǎn)】對話框，如圖1-26所示。

1.4.5 矢量構(gòu)造器

在UG建模過程中，還經(jīng)常用到矢量構(gòu)造器來創(chuàng)建矢量。比如實(shí)體構(gòu)建時(shí)的生成方向、投影方向、特征生成方向等。矢量構(gòu)造器存在于特征創(chuàng)建的對話框中，例如在【特征】工具條上單擊【回轉(zhuǎn)】按鈕，彈出【回轉(zhuǎn)】對話框。再單擊該對話框中的【矢量構(gòu)造器】按鈕，將彈出【矢量】對話框，如圖1-27所示。

1.4.6 測量工具

用戶在產(chǎn)品建模過程中，通常需要對參照模型進(jìn)行距離、角度等測量，這便于輔助設(shè)計(jì)，并保證設(shè)計(jì)工作能順利完成。

1.測量距離

“測量距離”工具可用于測量幾何特征間的長度、半徑、圓周邊、組間距等實(shí)際距離，同時(shí)還可以測量屏幕距離。在【實(shí)用】工具條上單擊【測量距離】按鈕，彈出【測量距離】對話框，如圖1-28所示。

“測量距離”工具可以測量任意兩點(diǎn)間的實(shí)際距離、投影距離、屏幕距離、曲線長度、半徑、在曲線上兩點(diǎn)間的曲線長度等，如圖1-29所示。

2.測量角度

“測量角度”工具主要是計(jì)算兩個(gè)對象之間或由三點(diǎn)定義的兩直線之間的夾角。“測量角度”工具也可進(jìn)行屏幕角度的測量。在【實(shí)用】工具條上單擊【測量角度】按鈕，彈出【測量角度】對話框，如圖1-30所示。

【測量角度】對話框中包括3種測量類型：按對象、按3點(diǎn)和按屏幕點(diǎn)（如圖1-31所示）。

● 按對象：“按對象”就是按指定的對象進(jìn)行角度測量，這個(gè)對象可以是點(diǎn)、線或平面。由于角度是由兩個(gè)對象所構(gòu)成，因此在選擇第一個(gè)對象時(shí)，包括有3種可供選擇的參考類型：對象、特征（主要指裝配部件）和矢量。在選擇第二個(gè)對象時(shí)，也包括了相同的參考類型，這6個(gè)類型按排列方法可排出9種測量方法。通常應(yīng)用得較多的測量方法是對象與對象、對象與特征、對象與矢量。

● 按3點(diǎn)：“按3點(diǎn)”就是以3個(gè)點(diǎn)定義的交于一點(diǎn)的兩基線（抽象的直線），并計(jì)算出相交直線的夾角。

● 按屏幕點(diǎn)：“按屏幕點(diǎn)”就是在屏幕視圖中選取兩點(diǎn)來測量兩個(gè)對象之間的角度。平面角度不能表達(dá)出兩個(gè)對象之間的實(shí)際角度。“按屏幕點(diǎn)”測量角度的方法與“按3點(diǎn)”測量角度的方法相同。

1.5 本章小結(jié)

UG NX 7.5軟件是一個(gè)功能十分強(qiáng)大的CAD系統(tǒng)。本章主要介紹了UG NX 7.5軟件的特點(diǎn)和功能、工作環(huán)境界面、文件操作，及常用輔助工具等基本概念與認(rèn)識(shí)，使讀者對UG NX 7.5設(shè)計(jì)上的應(yīng)用有了初步了解，同時(shí)希望讀者在初步認(rèn)識(shí)上結(jié)合本章提供的習(xí)題加以練習(xí)，為后續(xù)的功課打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.6 課后習(xí)題

（1）UG NX 7.5有哪些新功能？

（2）UG NX 7.5軟件特點(diǎn)是什么？

（3）UG文件的操作包括哪些內(nèi)容？

（4）UG測量工具有什么用處？