1.2 UG NX 11.0概述

與以往使用較多的AutoCAD等通用繪圖軟件相比，UG直接采用統一的數據庫、矢量化和關聯性處理、三維建模與二維工程圖相關聯等技術，大大縮短了用戶的設計時間，提高了工作效率。UG的應用范圍涉及汽車與交通、航空航天、日用消費品、通用機械以及電子工業等領域。

1.2.1 UG NX軟件簡介

UG NX軟件融合了線框模型、曲面造型和實體造型技術，建立在統一的、關聯的數據庫基礎上，提供工程意義的完全結合，從而使軟件內部各個模塊的數據都能夠實現自由切換。特別是該軟件的基本特征操作作為交互操作的基礎單位，能夠使用戶在更高層次上進行更為專業的設計和分析，實現了并行工程的集成聯動。

隨著UG軟件的不斷更新和功能的不斷完善，該軟件將進一步朝著專業化和智能化的方向發展。其主要特點如下：

1.智能化的操作環境

伴隨UG NX軟件的不斷更新，其操作界面更加人性化。UG NX 11.0的Ribbon界面使用選項卡的形式，對各種功能、命令進行分類，絕大多數功能都可以通過按鈕操作來實現。在進行對象操作時，具有自動推理功能，同時在每個操作步驟中，繪圖區上方的信息欄和提示欄中都有提示操作信息，便于用戶做出正確的選擇。UG NX 11.0的工作界面如圖1-1所示。

2.建模的靈活性

利用UG NX軟件可以進行復合建模，需要時可以進行全參數設計，而且在設計過程中不需要定義和參數化新曲線，可以直接利用實體邊緣。此外，可以方便地在模型上添加凸墊、鍵槽、凸臺、斜角及挖殼等特征，直接引用這些特征的固有模式，只需進行少量參數設置即可完成特征設置，使用靈活方便。

3.參數化建模特性

傳統的實體造型系統都是用固定尺寸值來定義產品的幾何元素，為了避免反復修改，UG NX軟件增加了參數化設計功能，使產品設計伴隨結構尺寸的修改和使用環境的變化而自動修改，節約了大量的設計時間。圖1-2所示為參數化設計的一種表現方式，即使用關系式建立模型尺寸間的約束。

4.協同化的裝配設計

UG NX軟件提供自上而下和自底向上兩種產品結構的定義方式，并可在上、下文中進行設計/編輯。它具有高級的裝配導航工具，既可圖示裝配樹結構，又可方便快速地確定部件位置。通過裝配導航工具可隱藏或關閉特征組件。此外，它還具有強大的零件間的相關性，通過更改關聯性，可改變零件的裝配關系。

5.集成的工程圖設計

在創建了三維模型后，利用UG NX軟件可以直接投影成二維圖，并且按ISO標準和國際標準自動標注尺寸、幾何公差和漢字說明等；還可以對生成的二維圖進行剖視，剖視圖自動關聯到模型和剖切線位置。另外，利用UG NX還可以進行工程圖模板的設置，在繪制工程圖的過程中，可以方便地調用，省去了煩瑣的模板設計過程，提高了繪制工程圖的效率。

1.2.2 UG NX 11.0功能模塊

UG軟件是知識驅動自動化技術領域的領先者，在汽車與交通、航空航天、日用消費品、通用機械、醫療器械和電子工業，以及其他高科技應用領域的機械設計和模具加工自動化的市場中得到了廣泛的應用。

目前，在美國航空航天工業已經安裝了15000多套UG軟件，并且該軟件幾乎占有全部的俄羅斯航空市場和北美汽車發動機市場。UGS PLM軟件公司一直在支持美國通用汽車、波音、GE噴氣發動機等公司實施目前全球最大的虛擬產品開發項目，同時UG NX軟件也是日本著名汽車零部件制造商DENSO公司的計算機應用標準。自從1990年UG軟件進入我國以來，得到了越來越廣泛的應用，現已成為我國工業界主要使用的大型CAD/CAE/CAM軟件。

UG NX軟件將CAD/CAM/CAE三大系統緊密集成，用戶在使用UG軟件強大的實體造型、曲面造型、虛擬裝配及創建工程圖等功能時，可以使用CAE模塊進行有限元分析、運動分析和仿真模擬，以提高設計的可靠性。根據建立的三維模型，還可由CAM模塊直接生成數控代碼，用于產品加工。

UG NX 11.0的功能非常強大，涉及到工業設計與制造的各個層面。其功能是靠各個功能模塊來實現的，利用不同的功能模塊來實現不同的用途，從而支持強大的UG NX三維軟件。UG NX軟件的整個系統由大量的模塊構成，可以分為以下四大功能模塊。

1.環境功能模塊

基本環境功能模塊即基礎模塊，它僅提供一些最基本的操作，如新建文件、打開文件、輸入/輸入不同格式的文件、層的控制、視圖定義和對象操作等，是其他模塊的基礎。

2. CAD功能模塊

UG NX 11.0的CAD功能模塊擁有很強的3D建模能力，這早已被許多知名汽車制造商及航天工業界各高科技企業所肯定。CAD模塊又由以下許多具有獨立功能的子模塊構成：

? 建模模塊

建模模塊作為新一代的產品造型模塊，提供了實體建模、特征建模及自由曲面建模等先進的造型功能和輔助功能。草圖工具適用于全參數化設計；曲線工具的參數化功能雖然不如草圖工具，但用來構建線框圖非常方便；實體工具完全整合基于約束的特征建模和顯示幾何建模的特性，因此可以自由使用各種特征實體、線框架構等功能；自由曲面工具是架構在融合了實體建模及曲面建模技術基礎之上的超級設計工具，能設計出如工業造型設計產品中的復雜曲面外形。圖1-3所示的渦輪箱體實體模型就是使用建模工具獲得的。

? 工程制圖模塊

UG NX 11.0的工程制圖模塊由實體模塊自動生成平面工程圖，也可以利用曲線功能繪制平面工程圖。該模塊提供自動視圖布局（包括基本視圖、剖視圖、向視圖和細節視圖等），并且可以自動或手動完成尺寸標注，自動繪制剖面線、幾何公差和表面粗糙度標注等。改變3D模型會同步更新工程圖，從而使二維工程圖與3D模型完全一致，縮短了因3D模型改變而更新二維工程圖的時間。圖1-4所示為使用該模塊創建的箱體零件工程圖。

此外，視圖中還包括消隱線和相關的界面視圖，當模型修改時，消隱線和相關的界面視圖也是自動更新，并且可以利用自動的視圖布局功能提供快速的圖樣布局，從而縮短工程圖更新所需的時間。

? 裝配建模模塊

UG NX 11.0的裝配建模模塊適用于產品的模擬裝配，支持“自底向上”和“自頂向下”的裝配方法。裝配建模的主模型可以在總裝配中設計和編輯，組件以邏輯對齊、貼合和偏移等方式被靈活地配對或定位，改進了性能，實現了減少存儲的需求。圖1-5所示為在裝配建模模塊中創建的飛機發動機裝配體。

? 模具設計模塊

模具設計模塊是UGS PLM軟件公司提供的運行在UG軟件基礎上的一個智能化、參數化的注塑模設計模塊。該模塊為產品的分型、型腔、型芯、滑塊、嵌件、推桿、鑲塊、復雜型芯或型腔輪廓，以及創建電火花加工的電動機、模具的模架、澆注系統和冷卻系統等提供了方便的設計途徑，最終的目的是生成與產品參數相關的、可數控加工的三維模具模型。此外，3D模型的每一改變均會自動地關聯到型腔和型芯。圖1-6所示為使用該模塊功能創建模具的電子設備外殼機構。

3. CAM功能模塊

UG NX 11.0的CAM功能模塊擁有的過程支持功能，對于機械制造公司及與機械產品相關的公司都具有非常重要的價值。在這個工業領域中，對加工多樣性的需求較高，包括對零件的大批量加工以及對鑄造和焊接件的高效精加工。如此廣泛的應用要求CAM軟件必須靈活，并且具備對重復過程進行捕捉和自動重用的功能。

UG NX 11.0的CAM功能模塊擁有非常廣泛的加工能力，適用于從自動粗加工到用戶定義的精加工。圖1-7所示為使用型腔銑削功能創建的刀具軌跡。該模塊可以自動生成加工程序，控制機床或加工中心加工零件。

4. CAE功能模塊

UG NX 11.0的CAE功能模塊主要包括結構分析、運動和智能建模等應用模塊，提供簡便易學的性能仿真工具，任何設計人員都可以進行高級的性能分析，從而獲得更高質量的模型。圖1-8所示為利用結構分析模塊對底座部件進行的有限元分析。

1.2.3 UG NX 11.0新增功能

UG NX 11.0以全新的Ribbon界面代替了之前版本的菜單欄和工具條界面，使功能區更緊湊，工具按鈕的位置更清晰，提高了設計效率。除了界面的變化，UG NX 11.0在功能方面也有多項革新。UG NX 11.0的主要新增功能簡單介紹如下，在之后的章節中會分別進行詳細講解。

1. UG NX 11.0全面支持中文

相比于之前的UG NX版本，UG NX 11.0最大也最為直觀的改進就是對于文件、文件路徑中文名的支持。以前版本的UG NX文件名只能由字母、符號和數字組成，而UG NX 11.0可以直接指定中文名稱，路徑中的文件夾也可以包含中文，不需要做任何參數上的更改，如圖1-9所示。

2.極點捕捉

在上邊框條的捕捉區域中，增加了“極點”捕捉，如圖1-10所示。可以對曲面和曲線的極點進行捕捉。

3.創意塑形功能

創意塑形是UG NX 9.0增加的測試用可選功能，而UG NX 11.0在此基礎之上進行了補充和完善，并正式加入到UG軟件的命令組中。創意塑形是一種快速建模，類似于3ds Max中的建模方式，不依靠數據，而是依靠體素元素進行建模，建模過程相當于捏橡皮泥。相對于傳統的建模方式，具有快速、靈活的特點，是未來建模的趨勢，也是UG NX的重點發展方向。

創意塑形的建模可以直接從體素形狀開始，操控周圍的箱子，根據需要使形狀變形。可以將箱子的各個面細分為所需數量，以更好地進行控制。使用創意塑型功能可以輕松創建平滑過渡，并且有許多選項可用于創建形狀。最終產品為高質量的 B 曲面，可作為編輯性很好的NX特征，而且所需時間大大縮短。這樣，就可以快速實現理念概念化而無需專業知識。創意塑形可以與其他造型面和設計工具結合（或一起）使用。

在菜單按鈕中選擇“插入”→“創意塑形”選項，即可以進入創意塑形環境，功能區界面變更如圖1-11所示。

在創意塑形功能區的“創建”組中，包含有“體素形狀”“拉伸框架”“放樣框架”“掃掠框架”及“管道框架”等主要創建方法。每一種命令的操作方法都與建模環境下的大體相同，只不過截面草圖需要轉換為折線，所創建出來的模型也包含框架頂點，如圖1-12所示。

通過編輯框架頂點，對其進行拖移，便可以得到任意形狀的模型，如圖1-13所示。

更多創意塑形的命令在第8章中有詳細介紹。

4.資源管理條增加管理選項按鈕

UG NX 11.0在之前的基礎上，對資源條添加了管理按鈕，打開后可以對資源條進行管理，如圖1-14所示。另外，在“資源條”的選項卡處單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單選擇停靠與隱藏，較之以前版本中選擇菜單按鈕→“首選項”→“資源板管理”要方便許多，如圖1-15所示。

“資源條”選項卡中的命令含義說明如下：

? “打開銷”：即以前版本中的按鈕，可以對資源條進行固定。如果在UG NX 11.0中要固定資源條，就可以單擊“資源條管理”按鈕，彈出“資源條”選項卡，選擇“打開銷”選項即可。

? “最大化選項卡”：可以將資源條最大化，以便觀察特征的附注。

? “位置”：包含“左側”和“右側”兩個選項，可以直接設定資源條在繪圖區中的位置，較之以前版本需要在“首選項”→“用戶界面”→“布局”里修改，要方便不少。

? “內容”：其中包含“凸臺”級聯菜單，可以在其中對資源條中的選項卡進行管理。

5.其他雜項

UG NX 11.0其他部分新增功能介紹如下：

? “修剪與延伸”分為2個獨立命令。在使用以前版本的“修剪與延伸”命令時，只能對模型進行簡單的延伸與剪切式修剪，而UG NX 11.0中新增“延伸片體”命令，且能在“偏置”文本框中輸入負值，對曲面進行縮短操作，如圖1-16所示。該命令在第6章有詳細介紹。

? 制圖模塊中增加了“2D組件”命令。在進行裝配圖的工程圖繪制過程中，可以通過該命令添加已裝配好的組件，導入后直接轉化為2D圖形，類似于制圖中的裝配，大大提高了裝配圖的繪制效率。在制圖環境中，選擇菜單按鈕“插入”→“2D組件”選項，即可打開“2D組件”子菜單，如圖1-17所示。

? “刪除面”命令中新增“圓角”命令。在使用“刪除面”命令時，可以在“類型”下拉列表中選擇“圓角”選項，對倒圓的面進行刪除，恢復到未倒圓之前的形式，如圖1-18所示。

? 2D同步技術：通過2D同步技術，能更快、更直觀地執行2D草圖繪制。2D同步技術提供的2D設計靈活性和速度與創新的3D同步技術相同。它的工作方式甚至與3D同步技術相同，但在NX草圖環境中提供簡單直觀的推拉命令。

? 3D同步技術：UG NX 11.0是帶有同步技術的第七個版本，該技術會隨著版本更替逐步成熟和完善，并實現更多功能。通過全新的同步技術功能，可直接操控邊（而不是使用常用的面編輯方法）來編輯形狀。與所編輯的邊相鄰的面會自我調整，以遵循其運動。

? 光線追蹤工作室：全新的“光線追蹤工作室”選項可讓用戶實時查看高質量的設計圖像。“光線追蹤工作室”利用多核加速圖形處理器，可顯示逼真的打光及部件間反射效果，從而幫助用戶盡早做出設計決策。

? 注釋功能：在UG NX 11.0中，制圖和產品和加工信息（PMI）模塊比以往更高效，具有多年來最重要的可用性增強功能。制圖和PMI與NX的其他模塊類似，利用了新的可定制功能區界面。制圖和PMI中的總體用戶界面與其他NX模塊更加緊密結合，確保提高一致性，并縮短新用戶的學習時間。一致性也是推動這些界面與用于修改和編輯注釋對象的界面相同的背景因素。許多制圖和PMI任務都得到簡化，從而減少了鼠標移動和單擊操作。例如，用于創建尺寸標注的命令數量從22減少到9，但功能并沒有損失。

? 裝配設計：UG NX 11.0裝配建模中引入了許多客戶驅動的增強功能。現在，可以在裝配導航器中使用拖放操作或“重排序組件”命令對對象進行重排序。由于默認情況下對同一對象的多個實例進行了打包處理，因此清除了裝配導航器顯示內容。這些更改有助于按讀者自己的理解和修改的方式設置裝配。與以前相比，部件模塊增強功能使得協同設計更加方便。全新的“對齊/鎖定”約束，可讓用戶使用一個約束即可完全約束圓柱體對象（如螺栓或銷），無需過多的單擊操作，從而節省時間。此外，UG NX 11.0現在支持裝配中的組件圖樣，從而提供了比過去更廣泛的圖樣類型。用戶界面已經過修改，與陣列特征保持一致，從而使得學習更高效和更方便。