第1章 UG NX 7.5軟件概述

UG全稱Unigraphics，是全美國UGS公司（Unigraphics Solutions）開發(fā)的CAD/CAM/CAE（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造）應(yīng)用軟件，是世界三大CAD/CAM/CAE頂級(jí)軟件之一。UG軟件功能強(qiáng)大，主要應(yīng)用于汽車、航空航天、機(jī)械、造船、電子等工業(yè)領(lǐng)域。它的主要客戶包括通用、福特、波音麥道、洛克希德、勞斯萊斯、普惠、克萊斯勒以及美國軍方。幾乎所有飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和大部分汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都采用UG進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)UG在高端工程領(lǐng)域，特別是軍工領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力。

UG自1983年入市發(fā)展到最新版本為UG NX 8.0。隨著版本的不斷更新和功能的不斷擴(kuò)充，UG拓展了自身的應(yīng)用范圍，面向?qū)I(yè)化、智能化方向發(fā)展。鑒于各高職院校及企業(yè)目前廣泛使用的版本為UG NX 7.5及以下的版本，故本教材介紹UG NX 7.5。

1.UG NX 7.5軟件的特點(diǎn)

（1）集成化。UG軟件是一個(gè)集成化的CAD/CAM/CAE系統(tǒng)軟件，它為工程技術(shù)人員提供非常強(qiáng)大的應(yīng)用工具，可完成對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、繪制工程圖以及數(shù)控編程加工等操作。

（2）主模型的思想。所謂主模型是指唯一以“電子介質(zhì)”存在的CAD零件的三維模型數(shù)據(jù)文件，其他應(yīng)用文件（如加工、裝配、二維繪圖和分析等）則通過虛擬裝配調(diào)用主模型，而不是直接在主模型上進(jìn)行加工、裝配、二維繪圖和分析等，如圖1-1所示。采用主模型的優(yōu)點(diǎn)在于：

①當(dāng)主模型改變時(shí)，其他應(yīng)用則隨之更新，主模型與其他應(yīng)用保持了最大限度的相關(guān)性，這是進(jìn)行并行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

②在用虛擬裝配調(diào)用主模型時(shí)是通過指針指向主模型而不是將主模型復(fù)制進(jìn)來，避免了三維模型數(shù)據(jù)的重復(fù)復(fù)制，節(jié)省了硬盤空間和內(nèi)存。

③ 在進(jìn)行其他應(yīng)用工作時(shí)，不需要對主模型進(jìn)行寫操作，可以有效保護(hù)主模型。

UG三維模型文件是反映設(shè)計(jì)意圖的主文件，其他應(yīng)用文件（如加工、裝配、二維繪圖和分析等）應(yīng)與其保持一致，不得沖突，如不得直接在二維圖樣中手工修改尺寸數(shù)值。二維工程圖樣應(yīng)與三維實(shí)體模型完全相關(guān)，包括橫截面剖視圖、剖面圖、局部放大圖等視圖的相關(guān)性，也包括幾何公差、文本等UG對象的相關(guān)性。

（3）單一數(shù)據(jù)庫。各模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一個(gè)數(shù)據(jù)庫中，保證設(shè)計(jì)與制造模塊中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，真正實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM/CAE等各個(gè)模塊之間的數(shù)據(jù)交換的自動(dòng)切換，可實(shí)施并行工程，同時(shí)避免反復(fù)修改而造成的時(shí)間浪費(fèi)，提高了工作效率。

（4）采用復(fù)合建模技術(shù)。可將實(shí)體建模、曲面建模和參數(shù)化建模融為一體，具有較大的靈活性，無須草圖，直接通過成型特征和特征操作功能完成幾何模型的創(chuàng)建，同時(shí)可直接利用實(shí)體邊緣進(jìn)行特征操作，不需要定義和參數(shù)化新曲線。

（5）交互式操作環(huán)境，提高了設(shè)計(jì)人員工作效率。

① 全部界面可根據(jù)個(gè)人喜好定制。

② 高品質(zhì)可伸縮工具欄和信息窗口。

③ 方便快捷的右擊菜單，可快速訪問常用命令。

④ 可直接在窗口中操作對象。

⑤ 可根據(jù)信息提示向?qū)нM(jìn)行下一步操作。

2.UG NX 7.5的功能模塊

UG NX 7.5軟件中有多個(gè)應(yīng)用模塊，主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、鈑金件、Web、管路應(yīng)用、質(zhì)量工程應(yīng)用、逆向工程等應(yīng)用模塊。其中，每個(gè)應(yīng)用模塊都以Gateway環(huán)境為基礎(chǔ)，它們之間既有聯(lián)系又相互獨(dú)立。

（1）UG/Gateway。UG/Gateway為所有UG NX產(chǎn)品提供了一個(gè)一致的、基于Motif環(huán)境的進(jìn)入捷徑，是用戶打開NX后啟動(dòng)的第一個(gè)應(yīng)用。Gateway是執(zhí)行其他交互應(yīng)用模塊的先決條件，該模塊為UG NX 7.5的其他模塊運(yùn)行提供了底層統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫支持和一個(gè)圖形交互環(huán)境，它支持打開已保存的部件文件、建立新的部件文件、繪制工程圖以及輸入/輸出不同格式的文件等操作，也提供圖層控制、視圖定義和屏幕布局、表達(dá)式和特征查詢、對象信息分析、顯示控制和隱藏/再現(xiàn)對象等操作。

（2）CAD模塊。CAD模塊包括實(shí)體建模、特征建模、自由形狀建模、工程制圖和裝配建模。

①實(shí)體建模。實(shí)體建模集成了基于約束的特征建模和顯性幾何建模兩種方法，提供符合建模的方案，使用戶能夠方便地建立二維和三維線框模型、創(chuàng)建掃描特征和旋轉(zhuǎn)實(shí)體以及進(jìn)行布爾運(yùn)算。實(shí)體建模是特征建模和自由形狀建模的必要基礎(chǔ)。

②特征建模。UG特征建模提供了對建立和編輯標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)特征的支持，常用的特征包括圓柱、圓錐、球、圓臺(tái)、凸墊及孔、鍵槽、腔體、倒圓角、倒角等。

③自由形狀建模。UG自由形狀建模擁有設(shè)計(jì)高級(jí)的自由形狀外形，支持復(fù)雜曲面和實(shí)體模型的創(chuàng)建，包括沿曲面線的掃描，用一般二次曲線創(chuàng)建二次曲面體，在兩個(gè)或更多的實(shí)體間用橋接的方法建立光滑曲面，可以采用逆向工程通過曲線/點(diǎn)網(wǎng)格定義曲面，也可通過點(diǎn)擬合建立模型，還可以通過修改曲線參數(shù)，或通過引入數(shù)字方程控制、編輯模型。

④工程制圖。UG工程制圖模塊以實(shí)體模型自動(dòng)生成平面工程圖，也可以利用曲線功能繪制平面工程圖。在模型改變時(shí)，工程圖將被自動(dòng)更新。工程制圖模塊提供了自動(dòng)的視圖布局（包括基本視圖、剖視圖、向視圖和細(xì)節(jié)視圖等），可以自動(dòng)、手動(dòng)尺寸標(biāo)注，自動(dòng)繪制剖面線、形位公差和表面粗糙度標(biāo)注等。利用裝配模塊創(chuàng)建的裝配信息可以方便地建立裝配圖，包括快捷地建立裝配圖剖視、爆炸圖等。

⑤裝配建模。該模塊主要用于實(shí)現(xiàn)將零件的模型裝配成一個(gè)最終的產(chǎn)品模型。裝配模塊不僅可以快速將零件產(chǎn)品組合，而且在裝配中可以參考其他部件進(jìn)行部件之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，還可以對裝配的模型進(jìn)行間隙分析和重量管理等操作。

（3）Mold Wizard模塊。Mold Wizard模塊是UGS公司提供的運(yùn)行在UG NX軟件基礎(chǔ)上的一個(gè)智能化、參數(shù)化注塑模具設(shè)計(jì)模塊。Mold Wizard為產(chǎn)品的分型、型腔、型芯、滑塊、嵌件、推桿、鑲塊、復(fù)雜型芯或型腔輪廓?jiǎng)?chuàng)建電火花加工的電極及模具的框架、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等提供了方便的設(shè)計(jì)途徑，最終可以生成與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的、可用于數(shù)控加工的三維模具模型。

（4）CAM模塊。UG/CAM模塊是UG NX的計(jì)算機(jī)輔助制造模塊，該模塊提供了包括銑、多軸銑、車、線切割、鈑金等加工方法的交互操作，還具有圖形后置處理和機(jī)床數(shù)據(jù)文件生成器的支持。

（5）產(chǎn)品分析模塊。UG產(chǎn)品分析模塊集成了有限元分析的功能，可用于對產(chǎn)品模型進(jìn)行受力、受熱后的變形分析，可以建立有限元模型、對模型進(jìn)行分析和對分析后的結(jié)果進(jìn)行處理，提供線性靜力、線性屈服分析、模擬分析和穩(wěn)態(tài)分析。

3.UG NX 7.5新增功能

UG NX軟件的較新版本有NX 7.5和NX 8.0。新版本引入了HD3D（三維精確描述）功能，即提供了一個(gè)開放直觀的可視化環(huán)境，可顯著提升其制定卓有成效的產(chǎn)品決策的能力。新版本的同步建模技術(shù)得到了進(jìn)一步增強(qiáng)，提高了各類產(chǎn)品的開發(fā)速度，擴(kuò)展了NX無與倫比的與第三方CAD應(yīng)用數(shù)據(jù)有效協(xié)同工作的能力。所謂的同步建模技術(shù)是SIEMENS PLM Software推出的用于提高計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造及仿真分析（CAD/CAM/CAE）效率的技術(shù)。

UG NX 7.5解決方案基于創(chuàng)新決策支持構(gòu)架HD PLM技術(shù)，它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設(shè)計(jì)任務(wù)，并以直觀的方式提供產(chǎn)品信息，而且能夠驗(yàn)證決策以全面提升產(chǎn)品開發(fā)效率，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

●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，確實(shí)能夠提升設(shè)計(jì)人員的效率，加速設(shè)計(jì)過程，減低成本并改進(jìn)決策。

●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。

●加工制造效率：UG NX 7.5以全新工具提升生成效率，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)控測量編程可以自動(dòng)利用直觀的產(chǎn)品與制造信息（PMI）模型數(shù)據(jù)。

UG NX 7.5還集成了為中國制造業(yè)用戶量身定制的本地化軟件工具包——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，包括標(biāo)準(zhǔn)化的GB環(huán)境。此外，NX GC工具箱還含有質(zhì)量檢查工具（如模型檢查、二維圖檢查和裝配檢查等）、屬性工具和齒輪設(shè)計(jì)工具等。使用NX GC工具箱可以幫助設(shè)計(jì)人員在進(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。

本書以UG NX 7.5為操作藍(lán)本進(jìn)行介紹，也適合使用UG NX 7.0版本的讀者參考使用（UG NX 7.5和UG NX 7.0可以被看做是同屬于NX 7的子系列）。