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)動產(chǎn)品革新，獨特之處是其知識管理基礎(chǔ)，它使得工程專業(yè)人員能夠推動革新，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的軟件啟動界面。

1.1.1 UG NX 7.5新功能體驗

UG NX 7.5新功能體驗如下：

● 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)，極大地提升計算機輔助設(shè)計、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，可供選擇的自動和手動修補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)計大師MoldDM V 1.0基于NX平臺，為注塑模具設(shè)計提供高效的三維一體化解決方案。它幫助客戶優(yōu)化設(shè)計流程，建立良好的設(shè)計管理規(guī)范，將企業(yè)設(shè)計知識固化到軟件中；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，同時對模具整個生產(chǎn)周期進(jìn)行實時監(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，而且能夠驗證決策，以全面提升產(chǎn)品開發(fā)效率。

1.設(shè)計開發(fā)效率

UG NX 7.5以其獨特的三維精確描述（HD3D）技術(shù)及強大的全新設(shè)計工具實現(xiàn)了CAD效率的革新，它們能夠提升您的效率，加速設(shè)計過程，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、自動化與測試關(guān)聯(lián)性方面整合一流的幾何工具和強大的分析技術(shù)，實現(xiàn)了模擬與設(shè)計的同步、更迅速的設(shè)計分析迭代、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，還可將加工時間縮短一半。數(shù)控測量編程（CMM Inspection Programming）可幫助您自動利用直觀的產(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)計時，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

UG NX 7.5的軟件特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.工業(yè)設(shè)計和造型

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)計的工業(yè)產(chǎn)品。

2.機械設(shè)計

NX機械設(shè)計工具提供超強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)計的機械產(chǎn)品。

3.機電系統(tǒng)設(shè)計

NX將機械、電氣和電子設(shè)計與分析和制造集成起來，為機電生命周期中的每個階段提供支持。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)和加快多部門的機電設(shè)計，包括鈑金設(shè)計、工業(yè)設(shè)計和柔性印刷電路板（PCB）設(shè)計。如圖1-4所示為利用UG靈活印刷電路設(shè)計模塊來設(shè)計的PCB板。

4.機械仿真

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大功能。如圖1-5所示為利用UG運動仿真模塊對產(chǎn)品進(jìn)行運動仿真范例。

5.機電仿真

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

6.工裝模具和夾具設(shè)計

NX工裝模具應(yīng)用程序使設(shè)計效率延伸到制造，與產(chǎn)品模型建立動態(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)計模具的范例。

7.機械加工

NX CAM為機床編程提供了完整的解決方案，能夠讓最先進(jìn)的機床實現(xiàn)最高產(chǎn)量。通過實現(xiàn)常規(guī)任務(wù)的自動化，可節(jié)省多達(dá)90%的編程時間；通過捕獲和重復(fù)使用經(jīng)過驗證的加工流程，實現(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)計和制造業(yè)務(wù)分散在最為經(jīng)濟(jì)高效的運營地點。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源，可供公司推動全球產(chǎn)品的開發(fā)。

NX工程流程管理得到了Teamcenter的強力支持，提供了產(chǎn)品工程和流程知識的單一來源，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UG NX 7.5，程序隨即自動運行并彈出如圖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UG 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】選項列表框中包括了多個模板，如模型、裝配、外觀造型設(shè)計、NX鈑金設(shè)計等，選擇“模型”模板，再在對話框下方的【新文件名】選項區(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，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部件（設(shè)為工作部件）進(jìn)行編輯，則最后執(zhí)行此命令時，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裝配部件，在3D模型設(shè)計過程中經(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，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，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，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】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、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】→【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

在建模過程中，時常需要創(chuàng)建基準(zhǔn)點，如矢量起點、直線起點或終點、特征參考點等特征。在【特征操作】工具條上單擊【點】按鈕，彈出【點】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。比如實體構(gòu)建時的生成方向、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，并保證設(shè)計工作能順利完成。

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、組間距等實際距離，同時還可以測量屏幕距離。在【實用】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間的實際距離、投影距離、屏幕距離、曲線長度、半徑、在曲線上兩點間的曲線長度等，如圖1-29所示。

2.測量角度

“測量角度”工具主要是計算兩個對象之間或由三點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點和按屏幕點（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，這個對象可以是點、線或平面。由于角度是由兩個對象所構(gòu)成，因此在選擇第一個對象時，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。在選擇第二個對象時，也包括了相同的參考類型，這6個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：“按3點”就是以3個點定義的交于一點的兩基線（抽象的直線），并計算出相交直線的夾角。

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

1.5 本章小結(jié)

UG NX 7.5軟件是一個功能十分強大的CAD系統(tǒng)。本章主要介紹了UG NX 7.5軟件的特點和功能、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，使讀者對UG NX 7.5設(shè)計上的應(yīng)用有了初步了解，同時希望讀者在初步認(rèn)識上結(jié)合本章提供的習(xí)題加以練習(xí)，為后續(xù)的功課打下堅實的基礎(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？