第1章 UG NX 基礎(chǔ)知識(shí)

第1章UGNX基礎(chǔ)知識(shí)

UG軟件概述和安裝UGNX的工作界面UG的文件操作UG視圖調(diào)整UG圖層和坐標(biāo)系UG的對(duì)象操作和管理1.1.1UG軟件特點(diǎn)

UG是當(dāng)今最先進(jìn)的功能強(qiáng)大的三維CAD/CAM/CAE軟件，其內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真、工程出圖，到生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過(guò)程，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、造船、機(jī)械、數(shù)控加工和電子等諸多領(lǐng)域。UG提供了一個(gè)基于過(guò)程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境，優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造。1.1UG軟件概述UGNX系列軟件主要有以下特點(diǎn)：

UG遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)方法，它采用獨(dú)特技術(shù)提高了機(jī)械設(shè)計(jì)效率、減少了時(shí)間及資源上的浪費(fèi)。UG軟件包含了眾多適應(yīng)不同需求的功能模塊。

UG的設(shè)計(jì)十分精準(zhǔn)，適用于任何尺寸和復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求。具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM/CAE等模塊之間的無(wú)縫數(shù)據(jù)交換。

采用復(fù)合建模技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)體建模、曲線建模、曲面建模等。1.1.2UGNX功能模塊

1．CAD模塊

CAD（ComputerAidedDesign，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）主要包括實(shí)體建模、自由曲面建模、工程制圖、鈑金設(shè)計(jì)、裝配建模等模塊。

實(shí)體建模：它將基于約束的特征造型功能和基于顯示的直接幾何造型功能無(wú)縫地集成一體，提供了強(qiáng)大的復(fù)合建模功能。自由曲面建模：它把實(shí)體建模與曲面建模技術(shù)融合在一組強(qiáng)大的工具中，并提供全面的編輯功能。工程制圖：它可以使任何設(shè)計(jì)師、工程師和繪圖員能從UG三維實(shí)體模型得到相關(guān)的二維工程圖。鈑金設(shè)計(jì)：它是基于參數(shù)、特征方式的鈑金零件建模功能模塊，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。裝配建模：它提供了自上而下和自下而上兩種裝配方法，模擬實(shí)際的機(jī)械裝配過(guò)程，利用約束將各個(gè)零件圖形裝配成一個(gè)完整的機(jī)械結(jié)構(gòu)。2．CAM模塊

CAM（ComputerAidedManufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造）主要包括加工基礎(chǔ)、后處理、型芯和型腔銑削、線切割等模塊。加工基礎(chǔ)：提供基于UG的所有加工模塊的基礎(chǔ)框架。后處理：使用戶可以方便地建立自己的加工后置處理程序。型芯和型腔銑削：提供了粗加工單個(gè)或多個(gè)型腔的功能，并可以通過(guò)容差型腔銑削加工設(shè)計(jì)精度低、曲面間有間隙和重疊的形狀。線切割：可以進(jìn)行2軸和4軸線切割加工，并可以運(yùn)用多種線切割方式。

3．CAE模塊

CAE（ComputerAidedEngineering，計(jì)算機(jī)輔助工程）主要包括機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)分析、注塑流體仿真等模塊。

機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)力學(xué)分析：提供了機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)。結(jié)構(gòu)分析：它是一個(gè)集成化的建模分析工具，能對(duì)零件裝配前后進(jìn)行處理，用于工程仿真和性能評(píng)估。

注塑流體仿真：它是對(duì)注塑模零件的塑料流動(dòng)進(jìn)行仿真的工具。

第一步：設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備。閱讀設(shè)計(jì)項(xiàng)目，了解設(shè)計(jì)目的，收集設(shè)計(jì)中所需的數(shù)據(jù)，而后編寫(xiě)相應(yīng)的說(shuō)明、層次結(jié)構(gòu)等。第二步：充分地理解設(shè)計(jì)的模型。比如應(yīng)該了解主要的設(shè)計(jì)參數(shù)、結(jié)構(gòu)以及約束等設(shè)計(jì)中需要注意的方面。第三步：關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。主要是對(duì)產(chǎn)品的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如確定產(chǎn)品輪廓、軸線和定位孔等。

第四步：零件的相關(guān)設(shè)計(jì)。主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，需要單獨(dú)設(shè)計(jì)每個(gè)零件結(jié)構(gòu)。第五步：細(xì)節(jié)的處理。模型設(shè)計(jì)完成后，還需要對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行修改，以達(dá)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。

1.1.3UG產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程

1.1.4UG的三維建模方法UG建立三維模型文件主要是通過(guò)“特征”來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所謂“特征”就是代表元件某一方面特性的操作。直接使用“長(zhǎng)方體”、“圓柱”、“圓錐”和“球”或“拉伸”、“回轉(zhuǎn)”、“掃略”和“管道”等特征操作生成實(shí)體，再就是將曲面進(jìn)行“加厚”操作，同樣可生成實(shí)體。在創(chuàng)建好實(shí)體后，對(duì)其進(jìn)行“孔”、“刀槽”、“凸起”等特征操作，從而制作出復(fù)雜的三維模型。1.1.5UG特征的關(guān)系

從上一節(jié)中，我們了解到UG主要是通過(guò)使用“特征”來(lái)創(chuàng)建三維圖形的，這里需要注意的是：如果一個(gè)特征取決于另一個(gè)對(duì)象而存在，則它是此對(duì)象的子對(duì)象或相關(guān)對(duì)象。而此對(duì)象反過(guò)來(lái)就是其子特征的父特征。父特征可以有多個(gè)子特征，而子特征也可以有多個(gè)父特征。作為子特征的特征同時(shí)也可以是其他特征的父特征。例如，如下圖所示，圖中的“抽殼”特征在第一個(gè)“回轉(zhuǎn)”特征形成的實(shí)體上創(chuàng)建，所以“回轉(zhuǎn)”特征即是“抽殼”特征的父特征。選中“子特征”（比如這里選中“抽殼特征”），在左側(cè)的“部件導(dǎo)航器”中打開(kāi)“相依性”標(biāo)簽（如下邊右圖所示），在其列表中可以見(jiàn)到作為父特征的“回轉(zhuǎn)”特征。

回轉(zhuǎn)特征創(chuàng)建的實(shí)體

給回轉(zhuǎn)實(shí)體添加了抽殼特征特征之間的關(guān)系1.2UGNX軟件的安裝本節(jié)內(nèi)容主要包括：1、使用UGNX的硬件要求。2、使用UGNX的操作系統(tǒng)要求。3、UGNX安裝的一般過(guò)程。UGNX4.0安裝的硬件要求：CPU芯片：一般要求Pentium3以上，推薦使用Intel公司生產(chǎn)的Pentium4/1.3GHz以上的芯片。內(nèi)存：一般要求256MB以上。顯卡：一般要求支持Open_GL的3D顯卡，分辨率為1024×768以上，推薦使用64MB以上的顯卡。網(wǎng)卡：以太網(wǎng)卡。硬盤：安裝UGNX4.0軟件系統(tǒng)的基本模塊，需要2.2GB左右的硬盤空間。鼠標(biāo)：強(qiáng)烈建議使用三鍵（帶滾輪）鼠標(biāo)，如果使用二鍵鼠標(biāo)或不帶滾輪的三鍵鼠標(biāo)，會(huì)極大地影響工作效率。顯示器：一般要求使用15in（英寸）以上顯示器。鍵盤：標(biāo)準(zhǔn)鍵盤。UGNX安裝的操作系統(tǒng)要求操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)為Windows2000以上的Workstation或Server版均可。硬盤格式：建議NTFS格式，F(xiàn)AT也可。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：TCP/IP協(xié)議。顯卡驅(qū)動(dòng)程序：分辨率為1024×768以上，真彩色。查找計(jì)算機(jī)的名稱在“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中單擊【計(jì)算機(jī)名】選項(xiàng)卡，可看到在【完整的計(jì)算機(jī)名稱】位置顯示出本計(jì)算機(jī)的名稱。此位置顯示當(dāng)前計(jì)算機(jī)的名稱C013“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框UGNX的安裝圖2.5.1修改許可證文件此處的字符已替換為本機(jī)的計(jì)算機(jī)名稱Stage1．在服務(wù)器上準(zhǔn)備好許可證文件Stage2．安裝UG軟件主體圖2.5.2“NX4ProductInstallation”對(duì)話框啟動(dòng)UGNX后，系統(tǒng)將顯示下圖所示的操作界面。單擊此按鈕可以新建UG文件單擊此標(biāo)簽可以選擇UG的基本功能單擊打開(kāi)以前操作的UG文件這里是一些基本的幫助信息1.3UGNX的工作界面選擇“文件”>“新建”菜單或單擊工具欄中的“新建”按鈕，均可打開(kāi)下圖所示“新建”對(duì)話框。選擇默認(rèn)的新建文件類型（“模型”），單擊“確定”按鈕打開(kāi)繪圖界面。關(guān)于這些文件類型的意義，在下邊“文件的新建”操作中將詳細(xì)講述

1.3.1菜單欄

與大部分軟件一樣，UGNX中的菜單提供了一組分類安排的命令，其工具欄提供了一組常用操作命令。標(biāo)題欄

菜單欄

工具欄區(qū)導(dǎo)航欄

歷史記錄窗口繪圖區(qū)

下面首先簡(jiǎn)要介紹一下各主菜單項(xiàng)的功能：

文件：該菜單項(xiàng)主要提供了一組與文件操作相關(guān)的命令，如新建、打開(kāi)、保存和打印文件等。

編輯：提供了一組與對(duì)象和特征編輯相關(guān)的命令，如復(fù)制、粘貼、選擇、移動(dòng)、顯示、隱藏、設(shè)置曲線參數(shù)等。視圖：提供了一組與視圖調(diào)整相關(guān)的命令，如模型的著色、渲染，設(shè)置布局、光源和攝像機(jī)等。插入：利用其中的命令可在模型中插入各種特征，以及將數(shù)據(jù)從外部文件添加到當(dāng)前模型中。格式：用于控制圖層、坐標(biāo)系、引用集，將對(duì)象轉(zhuǎn)移到需要的圖層，將對(duì)象和特征進(jìn)行編組操作等。工具：主要作用是放置使用者所有應(yīng)用模塊的工具，通過(guò)此菜單可開(kāi)啟所需的工具條，比如可選擇“工具”>“定制”菜單，在打開(kāi)的對(duì)話框中就可以對(duì)各種工具條進(jìn)行定制，另外還可以打開(kāi)電子表格、表達(dá)式編輯框等實(shí)用工具。

裝配：裝配菜單在裝配模式下，具有較多的選項(xiàng)，比如可用于生成爆炸視圖、編輯裝配結(jié)構(gòu)、進(jìn)行克隆等操作，在普通建模模式下只具有生成裝配報(bào)告等功能。信息：其主要的功能是列出所指定的項(xiàng)目或零件的信息。分析：提供了一組測(cè)量和分析命令，使用這些命令可顯示模型的有關(guān)信息并修改分析模型的參數(shù)，例如，比較兩個(gè)零件間特征或幾何的差異，測(cè)量模型的長(zhǎng)度、角度、區(qū)域等幾何屬性，以及分析裝配間隙等。首選項(xiàng)：提供了一些選項(xiàng)，可用于設(shè)置當(dāng)前的操作環(huán)境。窗口：用于新建工作窗口，并設(shè)置窗口間的排列方式，以及在打開(kāi)的窗口間切換等操作。幫助：用來(lái)訪問(wèn)軟件幫助主頁(yè)，獲取即時(shí)幫助，以及了解軟件版本信息和客戶服務(wù)信息等。

1.3.2工具條

系統(tǒng)默認(rèn)打開(kāi)、并經(jīng)常使用的工具條是“標(biāo)準(zhǔn)”、“視圖”、和“實(shí)用”工具條（位于工具欄區(qū)的上邊一排），下面對(duì)這些工具條進(jìn)行一下介紹。標(biāo)準(zhǔn)工具條單擊此按鈕將彈出一“開(kāi)始”菜單，選擇菜單中的項(xiàng)可在UG的各個(gè)功能模塊間切換這幾個(gè)按鈕分別用于“新建”、“打開(kāi)”和“保存”文件的操作這幾個(gè)按鈕分別用于對(duì)對(duì)象進(jìn)行“剪切”、“復(fù)制”、“粘貼”和“刪除”操作這兩個(gè)是“撤銷”和“重新操作”按鈕單擊此按鈕可生成所選擇對(duì)象的分析報(bào)告，此報(bào)告是對(duì)象的詳細(xì)說(shuō)明文字通過(guò)單擊該“下拉”按鈕，在彈出的菜單中可以選擇其他命令視圖工具條單擊此“適合窗口”按鈕后，系統(tǒng)將自動(dòng)調(diào)整工作視圖，以顯示視圖中的所有對(duì)象單擊此按鈕后，在操作區(qū)畫(huà)一個(gè)框，系統(tǒng)工作區(qū)將顯示框中的部分單擊此按鈕后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)選擇的對(duì)象自動(dòng)調(diào)整視圖，以完全顯示此對(duì)象這三個(gè)按鈕分別用于“放大/縮小”、“旋轉(zhuǎn)”和“平移”視圖這兩個(gè)按鈕可將對(duì)象“截?cái)唷?，以利于繪制一些復(fù)雜的對(duì)象這是一組切換視角的操作按鈕，單擊右側(cè)的下拉按鈕，可以令當(dāng)前工作區(qū)以“左”、“右”、“前”等方向顯示此按鈕用于改變視圖的投影方式，在“平行投影”和“透視投影”中切換這是一組改變對(duì)象的渲染方式的操作按鈕，比如可以讓對(duì)象只以線框顯示通過(guò)此下拉按鈕可以設(shè)置工具條中的其他操作按鈕，也可隱藏按鈕實(shí)用工具條這兩個(gè)按鈕分別用于“顯示/隱藏”坐標(biāo)系和重定位當(dāng)前的坐標(biāo)系這三個(gè)按鈕用于設(shè)置對(duì)象的顯示和隱藏單擊此下拉按鈕可添加或刪除實(shí)用工具按鈕此按鈕用于調(diào)整對(duì)象的顯示狀態(tài)，比如調(diào)整對(duì)象的“圖層”、“線形”、“透明度”和“顏色”等分析工具就是用來(lái)分析對(duì)象創(chuàng)建的是否正確的工具，比如可測(cè)量對(duì)象的“長(zhǎng)”、“寬”，并測(cè)量角度等。單擊此下拉按鈕可添加或刪除工具按鈕在此下拉列表中可設(shè)置當(dāng)前限制選擇的對(duì)象區(qū)域，比如可設(shè)置只能選擇“邊”、“面”、“實(shí)體”或“特征”等此按鈕可以對(duì)選擇對(duì)象的細(xì)節(jié)進(jìn)行過(guò)濾，比如可設(shè)置只能選擇“黃”顏色的對(duì)象等重置“選擇條”為初始狀態(tài)這三個(gè)按鈕功能分別為“隱藏選擇線框”、“取消所有對(duì)象的選擇”和“在部件導(dǎo)航器中查找”選擇條工具條除了上面介紹的工具條外，UG還針對(duì)不同的工作模塊提供了大量的實(shí)用操作工具條。要打開(kāi)或關(guān)閉這些工具條，可在工具條區(qū)域單擊鼠標(biāo)右鍵，然后從彈出的快捷菜單中進(jìn)行選擇。通常實(shí)用工具條中只顯示了部分按鈕。添加或移除按鈕的方法為：?jiǎn)螕艄ぞ邨l右上角的下三角按鈕，然后單擊“添加或移除按鈕”，選擇相應(yīng)的菜單進(jìn)行設(shè)置。通過(guò)勾選來(lái)添加按鈕顯示了部分按鈕1.3.3導(dǎo)航欄裝配導(dǎo)航器用于對(duì)組件進(jìn)行裝配，在裝配章節(jié)中將對(duì)此導(dǎo)航器進(jìn)行詳細(xì)講述這兩個(gè)導(dǎo)航器分別用于即時(shí)訪問(wèn)網(wǎng)站，以及查看歷史操作記錄ProcessStudio導(dǎo)航欄用于仿真控制，比如添加“電子冷卻系統(tǒng)”等角色導(dǎo)航器用于設(shè)置當(dāng)前工作界面中使用的系統(tǒng)功能，Systemvisualizationscene導(dǎo)航器用于設(shè)置“藝術(shù)外觀”模式下的背景部件導(dǎo)航器用于切換模型視圖、切換攝像機(jī)視圖、編輯表達(dá)式和對(duì)模型的歷史記錄進(jìn)行操作等當(dāng)需要對(duì)模型進(jìn)行渲染或分析時(shí)，使用該窗口中的選項(xiàng)可以快速地定義模型的材料ManufacturingWizards導(dǎo)航器為加工向?qū)?，窗口中提供的是進(jìn)入CAM中各個(gè)功能模塊的向?qū)?.3.4操作區(qū)“操作區(qū)”也叫“繪圖區(qū)”，是UG的工作區(qū)域，用