1.3 NX軟件的功能

NX軟件的強(qiáng)大功能是基于各功能模塊實(shí)現(xiàn)的，主要包括CAD、CAE和CAM模塊，各模塊分別完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的不同任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)高效、科學(xué)的設(shè)計(jì)制造過(guò)程。下面簡(jiǎn)要介紹常用的模塊。

1.3.1 CAD模塊

NX設(shè)計(jì)是業(yè)界強(qiáng)大、靈活而又頗具創(chuàng)新性的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)解決方案，其特性和功能都有助于將產(chǎn)品快速推向市場(chǎng)。NX設(shè)計(jì)能夠增加虛擬產(chǎn)品模型的使用，減少昂貴的物理原型，從而交付“一次性滿足市場(chǎng)需求”的產(chǎn)品。

1．NX/Gateway（入口）

NX/Gateway是其他應(yīng)用的必要基礎(chǔ)。

該模塊是NX軟件的基本模塊，包括打開(kāi)、創(chuàng)建、存儲(chǔ)等文件操作；著色、消隱、縮放等視圖操作；視圖布局；圖層管理；繪圖及繪圖機(jī)隊(duì)列管理；空間漫游（可以定義漫游路徑，生成電影文件）；表達(dá)式查詢；特征查詢；模型信息查詢、坐標(biāo)查詢、距離測(cè)量；曲線曲率分析；曲面光順?lè)治觯粚?shí)體物理特性自動(dòng)計(jì)算；用于定義標(biāo)準(zhǔn)化零件族的電子表格功能；按可用于互聯(lián)網(wǎng)主頁(yè)的圖片文件格式（包括CGM、VRML、TIFF、MPEG、GIF和JPEG等格式）生成NX零件或裝配模型的圖片文件；輸入、輸出CGM、NX/Parasolid等幾何數(shù)據(jù)；Macro宏命令自動(dòng)記錄、回放功能；User Tools用戶自定義菜單功能，使用戶可以快速訪問(wèn)其常用功能或二次開(kāi)發(fā)的功能。

2．NX/Solid Modeling（實(shí)體建模）

NX/Solid Modeling提供了業(yè)界最強(qiáng)的復(fù)合建模功能。NX/Solid Modeling通過(guò)無(wú)縫地集成基于約束的特征建模和顯式幾何建模，可以使用戶獲得集成于一個(gè)高級(jí)的基于特征環(huán)境內(nèi)的傳統(tǒng)實(shí)體。NX/Solid Modeling具有曲線和框線建模的功能，能夠方便地建立二維和三維線框模型，掃掠和旋轉(zhuǎn)實(shí)體，進(jìn)行布爾運(yùn)算及參數(shù)化編輯。NX/Solid Modeling包括對(duì)快速和有效的概念設(shè)計(jì)的變量化的草圖繪制工具，以及更通用的建模和編輯任務(wù)的工具。

NX/Solid Modeling提供了草圖設(shè)計(jì)、各種曲線生成、編輯、布爾運(yùn)算、掃掠實(shí)體、旋轉(zhuǎn)實(shí)體、沿導(dǎo)軌掃掠、尺寸驅(qū)動(dòng)、定義、編輯變量及其表達(dá)式、非參數(shù)化模型后參數(shù)化等工具。

3．NX/Features Modeling（特征建模）

NX/ Features Modeling用工程特征來(lái)定義設(shè)計(jì)信息，在NX/ Solid Modeling的基礎(chǔ)上提高了表達(dá)用戶設(shè)計(jì)意圖的能力。該模塊支持標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)特征的生成和編輯，包括各種圓柱、方塊、圓錐、球體，以及各種孔、凸臺(tái)、鍵槽、管、倒圓、倒角等，同時(shí)具有抽空實(shí)體模型，產(chǎn)生薄壁實(shí)體的能力。這些特征均被參數(shù)化定義，可對(duì)其大小及位置進(jìn)行尺寸驅(qū)動(dòng)編輯。所有特征均可相對(duì)其他特征或幾何體定位，可以編輯、刪除、抑制、復(fù)制、粘貼、引用及改變特征時(shí)序，并提供特征歷史樹(shù)記錄的所有特征相關(guān)參數(shù)，便于特征查詢和編輯。

4．NX/Freeform Modeling（自由形狀建模）

NX/Freeform Modeling獨(dú)創(chuàng)地把實(shí)體和曲面建模技術(shù)融合在一組強(qiáng)大的工具中，提供生成、編輯和評(píng)估復(fù)雜曲面的強(qiáng)大功能，可以方便地設(shè)計(jì)飛機(jī)、汽車(chē)、電視機(jī)及其他工業(yè)造型設(shè)計(jì)產(chǎn)品上的復(fù)雜自由曲面形狀。例如：

· 從有界平面生成實(shí)體。

· 基本掃掠曲面。

· 基本放樣，包括規(guī)則曲面、網(wǎng)格曲面。

· 特殊曲面創(chuàng)建，包括曲面延長(zhǎng)和N邊曲面，以及有界平面、偏置面。

· 曲面操作工具，包括曲面延長(zhǎng)和曲面法向控制。

· 實(shí)體方式的修剪。

· 使用曲線進(jìn)行曲面修剪。

5．NX/User Defined Features（用戶定義的特征）

NX/User Defined Features提供了交互式方法來(lái)定義和存儲(chǔ)基于用戶自定義特征的概念，便于調(diào)用和編輯零件庫(kù)，形成用戶專用的UDF庫(kù)，提高用戶設(shè)計(jì)建模的效率。該模塊包括從已生成的NX參數(shù)化實(shí)體模型中提取參數(shù)、定義特征變量、建立參數(shù)間關(guān)系、設(shè)置變量默認(rèn)值、定義代表該UDF庫(kù)的圖標(biāo)菜單的全部工具。在UDF庫(kù)生成之后，UDF庫(kù)就變成可通過(guò)圖標(biāo)菜單被所有用戶調(diào)用的用戶專用特征庫(kù)，當(dāng)把某特征添加到設(shè)計(jì)模型中時(shí)，其所有預(yù)設(shè)變量參數(shù)均可編輯并將按UDF庫(kù)建立時(shí)的設(shè)計(jì)意圖而變化。

6．NX/Drafting（制圖）

NX/Drafting使得任何設(shè)計(jì)師、工程師或制圖員都能夠以實(shí)體模型去繪制產(chǎn)品的工程圖。基于復(fù)合建模技術(shù)，NX/Drafting可以建立與幾何模型相關(guān)的尺寸，確保在一個(gè)模型改變時(shí)，會(huì)更新圖，并減少更新圖所需的時(shí)間。視圖包括消隱線和相關(guān)的模截面視圖，當(dāng)模型修改時(shí)也會(huì)自動(dòng)更新。自動(dòng)的視圖布局功能可以提供快速的圖布局，包括正交視圖投射、截面圖、輔助視圖和細(xì)節(jié)視圖。NX/Drafting支持在主要業(yè)界制圖標(biāo)準(zhǔn)，如ANSI、ISO、DIN和JIS中建立圖，利用由NX/Assembly Modeling創(chuàng)建的裝配信息可以方便地建立裝配圖，以及快速地建立裝配分解視圖。無(wú)論是制作單一視圖還是制作復(fù)雜的裝配和組件工程圖，NX/Drafting都可以減少工程圖生成的時(shí)間。NX/Drafting不僅提供了自動(dòng)視圖布置（包括剖視圖、各向視圖、局部放大圖、局部剖視圖等視圖）、尺寸標(biāo)注、形位公差標(biāo)注、粗糙度標(biāo)注等功能，還支持標(biāo)準(zhǔn)漢字輸入和視圖編輯，以及裝配圖、剖視圖、爆炸圖和明細(xì)表自動(dòng)生成等功能。

7．NX/Assembly Modeling（裝配建模）

NX/Assembly Modeling具有如下特點(diǎn)：提供并行的自頂向下和自底向上的產(chǎn)品裝配方法；裝配模型中的零件數(shù)據(jù)是對(duì)零件本身的鏈接映象，可以保證裝配模型和零件設(shè)計(jì)完全雙向相關(guān)，減少了存儲(chǔ)空間的需求，在修改零件設(shè)計(jì)后裝配模型中的零件會(huì)自動(dòng)更新，同時(shí)可在裝配環(huán)境下直接修改零件設(shè)計(jì)；坐標(biāo)系定位、邏輯對(duì)齊、貼合、偏移等靈活的定位方式和約束關(guān)系，便于在裝配中添加零件或子裝配件，并可定義不同零件或組件間的參數(shù)關(guān)系；參數(shù)化的裝配建模提供描述組件間配合關(guān)系的附加功能，可用于說(shuō)明通用緊固件組和其他重復(fù)部件；裝配導(dǎo)航、零件搜索、裝配部分著色顯示、標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)調(diào)用等在裝配層次中快速切換，方便直接訪問(wèn)任何零件或子裝配件；生成支持漢字的裝配明細(xì)表，當(dāng)裝配結(jié)構(gòu)變化時(shí)裝配明細(xì)表可自動(dòng)更新；并行計(jì)算能力，支持多CPU硬件平臺(tái)。

8．NX/WAVE Control（控制）

NX/WAVE（What if Alternative Value Engineering）是產(chǎn)品級(jí)參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，適用于汽車(chē)、飛機(jī)等復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。NX/WAVE技術(shù)使產(chǎn)品總體設(shè)計(jì)更改自上而下自動(dòng)傳遞，可用于從產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段。NX/WAVE技術(shù)可幫助用戶找出驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)變化的關(guān)鍵設(shè)計(jì)變量，并將這些變量放入NX/WAVE頂層控制結(jié)構(gòu)中，而子部件和零件的設(shè)計(jì)與這些變量相關(guān)，對(duì)這些變量的更改會(huì)自動(dòng)更新頂層結(jié)構(gòu)和與其相關(guān)的子部件和零件。由于NX軟件采用基于幾何變量的復(fù)合建模技術(shù)，這些關(guān)鍵設(shè)計(jì)變量既可以是數(shù)值變量，也可以是像樣條曲線或空間曲面一樣的廣義變量。數(shù)值變化、形狀變化都能使用NX/WAVE技術(shù)傳遞到相關(guān)的子部件和零件設(shè)計(jì)中去。NX/WAVE技術(shù)的使用符合參數(shù)化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程和規(guī)則，即先總體設(shè)計(jì)后詳細(xì)設(shè)計(jì)，局部設(shè)計(jì)決策服從總體設(shè)計(jì)決策。而以往的參數(shù)化技術(shù)大部分是進(jìn)行零件本身的參數(shù)化，對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的參數(shù)關(guān)系進(jìn)行管理非常困難。NX/WAVE Control提供了解決大型產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)更改控制問(wèn)題的方案，是面向產(chǎn)品級(jí)的并行工程技術(shù)，有利于提高設(shè)計(jì)的重復(fù)利用率。

9．NX/Sheet Metal Design（鈑金設(shè)計(jì)）

NX/Sheet Metal Design可實(shí)現(xiàn)如下功能：復(fù)雜鈑金零件生成、參數(shù)化編輯、定義和仿真鈑金零件的制造過(guò)程、展開(kāi)和折疊的模擬動(dòng)作、生成精確的二維展開(kāi)圖樣數(shù)據(jù)。其展開(kāi)功能可考慮可展和不可展曲面情況，并根據(jù)材料中性層特性進(jìn)行補(bǔ)償。

NX/Sheet Metal Design提供了基于參數(shù)、特征方式的鈑金零件建模功能，可生成復(fù)雜的鈑金零件，并可對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化編輯。該模塊能夠定義和仿真鈑金零件的制造過(guò)程，對(duì)鈑金零件模型進(jìn)行展開(kāi)、折疊和模擬操作，同時(shí)根據(jù)三維鈑金模型，可以為后續(xù)的應(yīng)用（如NX鈑金模具設(shè)計(jì)）生成精確的二維展開(kāi)圖樣數(shù)據(jù)。

10．其他模塊

其他相關(guān)模塊還有NX/Open（NX二次開(kāi)發(fā)）、NX/Data Exchange（NX數(shù)據(jù)交換）、NX/CAST Online（NX聯(lián)機(jī)自學(xué)軟件）、NX/Die Engineering（NX沖壓模具工程）、NX/MoldWizard（NX注塑模具設(shè)計(jì)向?qū)Вrogressive Die Wizard（多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)過(guò)程向?qū)В┸?chē)身設(shè)計(jì)、Hinge Location Wizard（車(chē)門(mén)鉸鏈定位設(shè)計(jì)自動(dòng)導(dǎo)引模塊）、Glass Drop Wizard（玻璃升降器設(shè)計(jì)自動(dòng)導(dǎo)引模塊）、B Pillar Wizard（車(chē)身B柱設(shè)計(jì)自動(dòng)導(dǎo)引模塊）、汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)、焊接向?qū)У取?/p>

1.3.2 CAE模塊

1．NX/Scenario for FEA（有限元前后置處理）

NX/Scenario for FEA是一個(gè)集成化、全相關(guān)、直觀易用的CAE工具，可對(duì)零件和裝配體進(jìn)行快速的有限元前后置處理。該模塊主要用于設(shè)計(jì)過(guò)程中的有限元分析計(jì)算和優(yōu)化，以得到優(yōu)化的高質(zhì)量產(chǎn)品，并縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間。該模塊提供了將幾何模型轉(zhuǎn)化為有限元分析模型的全套工具，既可以在實(shí)體模型上進(jìn)行全自動(dòng)網(wǎng)格劃分，又可以進(jìn)行交互式劃分，還提供了材料特性定義、載荷定義和約束條件定義等功能。該模塊生成的有限元前后置處理結(jié)果可以直接提供給NX/FEA有限元線性解算器或NASTRAN軟件進(jìn)行有限元計(jì)算，也可以通過(guò)NX ANSYS Interface模塊輸出到ANSYS軟件進(jìn)行計(jì)算。該模塊還能對(duì)有限元分析結(jié)果進(jìn)行圖形化顯示和動(dòng)畫(huà)模擬，提供輸出等值線圖、云圖、動(dòng)態(tài)仿真和數(shù)據(jù)輸出等功能。

NX/Scenario for FEA可完成如下功能：全自動(dòng)網(wǎng)格劃分、交互式網(wǎng)格劃分、材料特性定義、載荷定義和約束條件定義、NASTRAN接口、有限元分析結(jié)果圖形化顯示、結(jié)果動(dòng)畫(huà)模擬、輸出等值線圖和云圖，以及進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真和數(shù)據(jù)輸出。

2．NX/Scenario for Motion（運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)）

NX/Scenario for Motion提供了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、分析、仿真和文檔生成功能，可在實(shí)體模型或裝配環(huán)境中定義機(jī)構(gòu)，包括鉸鏈、連桿、彈簧、阻尼、初始運(yùn)動(dòng)條件等機(jī)構(gòu)定義要素，定義好的機(jī)構(gòu)可直接在NX軟件中進(jìn)行分析，可進(jìn)行各種研究，包括最小距離、干涉檢查和軌跡包絡(luò)線等選項(xiàng)，同時(shí)可實(shí)際仿真機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。用戶可以分析反作用力，圖解合成位移、速度、加速度曲線。反作用力可輸入有限元分析，并可提供一個(gè)綜合的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)連接元素庫(kù)。NX/Mechanisms與MDI/ADAMS無(wú)縫連接，可將前處理結(jié)果直接傳遞到MDI/ADAMS進(jìn)行分析。

1.3.3 CAM模塊

NX CAM通過(guò)數(shù)字化促進(jìn)高效的端到端零件制造工序，并交付高精度的零件，使用單個(gè)軟件系統(tǒng)對(duì)CNC機(jī)床進(jìn)行編程，控制機(jī)器人單元，驅(qū)動(dòng)3D打印機(jī)并監(jiān)控質(zhì)量，使零件制造業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高生產(chǎn)效率和增加盈利能力。

NX軟件強(qiáng)大的加工功能是由多個(gè)加工模塊所組成的，常用的有CAM基礎(chǔ)、車(chē)加工、型腔銑、固定軸銑、清根切削、可變軸銑、順序銑、制造資源管理系統(tǒng)、切削仿真、線切割、后置處理、機(jī)床仿真等子模塊。其中，型腔銑模塊可沿任意形狀走刀，產(chǎn)生復(fù)雜的刀具路徑。當(dāng)檢測(cè)到異常的切削區(qū)域時(shí)，它可修改刀具路徑，或者在規(guī)定的公差范圍內(nèi)加工出型腔或型芯。固定軸銑與可變軸銑模塊用于對(duì)表面輪廓進(jìn)行精加工。它們提供了多種驅(qū)動(dòng)方法和走刀方式，可根據(jù)零件表面輪廓選擇切削路徑和切削方法。在可變軸銑中，可對(duì)刀軸與投射矢量進(jìn)行靈活控制，從而滿足復(fù)雜零件表面輪廓的加工要求，生成3軸至5軸數(shù)控機(jī)床的加工程序。此外，它們還可控制順銑和逆銑切削方式，按用戶指定的方向進(jìn)行銑削加工，對(duì)于零件中的陡峭區(qū)域和前道工序沒(méi)有切除的區(qū)域，系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別并清理這些區(qū)域。順序銑模塊可連續(xù)加工一系列相接表面，用于在切削過(guò)程中需要精確控制每段刀具路徑的場(chǎng)合，可以保證各相接表面光順過(guò)渡。其循環(huán)功能可在一個(gè)操作中連續(xù)完成零件底面與側(cè)面的加工，可用于葉片等復(fù)雜零件的加工。

后置處理模塊包括圖形后置處理器和通用后置處理器，可格式化刀具路徑文件，生成指定機(jī)床可以識(shí)別的NC程序，支持2～5軸銑削加工、2～4軸車(chē)削加工和2～4軸線切割加工。基中NX后置處理器可以直接提取內(nèi)部刀具路徑進(jìn)行后置處理，并支持用戶定義的后置處理命令。

NX1847新增的增材制造（即3D打印）是指使用3D打印機(jī)逐層堆積材料來(lái)構(gòu)建產(chǎn)品的過(guò)程，其中粉體熔化成型工藝作用于多個(gè)時(shí)間和長(zhǎng)度比例，需要開(kāi)發(fā)專用的方法。此新方法已在Simcenter 3D增材制造（AM）中實(shí)施。該解決方案與現(xiàn)有CAM解決方案完全集成，從而形成全面的端到端解決方案，這對(duì)于AM的工業(yè)化至關(guān)重要。在Simcenter 3D AM中可以執(zhí)行多個(gè)計(jì)算，它們通過(guò)此應(yīng)用模塊自動(dòng)設(shè)置并鏈接在一起，可以對(duì)復(fù)雜模型的每個(gè)打印層進(jìn)行計(jì)算。

在Simcenter 3D中，可以計(jì)算：

· 不同的構(gòu)建高度處的穩(wěn)態(tài)溫度分布及局部過(guò)熱估計(jì)值。

· 從熱到力學(xué)網(wǎng)格的溫度場(chǎng)的映射。

· 宏觀層的剛度。

打印過(guò)程造成的變形，包括收縮線，它們與溫度和剛度相關(guān)。在仿真結(jié)束時(shí)，可以對(duì)所有結(jié)果進(jìn)行后處理，包括估計(jì)的涂敷機(jī)碰撞。最后，可以對(duì)初始幾何體進(jìn)行預(yù)變形以補(bǔ)償過(guò)程引起的變形。此預(yù)變形的幾何體可以重新集成到NX CAM模塊，然后再發(fā)送到打印機(jī)。

本章小結(jié)

現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法需要強(qiáng)有力的軟件平臺(tái)作為支持，NX軟件經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，在建模方法和理念上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，為用戶搭建了先進(jìn)的設(shè)計(jì)、分析和制造的平臺(tái)。本章著重?cái)⑹鯪X軟件及CAD技術(shù)的發(fā)展歷程，講述了NX各功能模塊的作用及特點(diǎn)。

思考與練習(xí)

1．簡(jiǎn)述NX軟件的發(fā)展歷程。

2．簡(jiǎn)述CAD技術(shù)的發(fā)展歷程。

3．NX1847有哪些常用模塊？有哪些新功能？