第1章 UG NX 基礎知識

第1章UGNX基礎知識

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圖層和坐標系UG的對象操作和管理1.1.1UG軟件特點

UG是當今最先進的功能強大的三維CAD/CAM/CAE軟件，其內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品從概念設計、工業(yè)造型設計、三維模型設計、分析計算、動態(tài)模擬與仿真、工程出圖，到生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過程，廣泛應用于航空航天、汽車、造船、機械、數(shù)控加工和電子等諸多領域。UG提供了一個基于過程的產(chǎn)品設計環(huán)境，優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設計與制造。1.1UG軟件概述UGNX系列軟件主要有以下特點：

UG遠遠超出了傳統(tǒng)的CAD設計方法，它采用獨特技術提高了機械設計效率、減少了時間及資源上的浪費。UG軟件包含了眾多適應不同需求的功能模塊。

UG的設計十分精準，適用于任何尺寸和復雜產(chǎn)品的設計需求。具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了CAD/CAM/CAE等模塊之間的無縫數(shù)據(jù)交換。

采用復合建模技術，可實現(xiàn)實體建模、曲線建模、曲面建模等。1.1.2UGNX功能模塊

1．CAD模塊

CAD（ComputerAidedDesign，計算機輔助設計）主要包括實體建模、自由曲面建模、工程制圖、鈑金設計、裝配建模等模塊。

實體建模：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縫地集成一體，提供了強大的復合建模功能。自由曲面建模：它把實體建模與曲面建模技術融合在一組強大的工具中，并提供全面的編輯功能。工程制圖：它可以使任何設計師、工程師和繪圖員能從UG三維實體模型得到相關的二維工程圖。鈑金設計：它是基于參數(shù)、特征方式的鈑金零件建模功能模塊，可生成復雜的鈑金零件，并可對其進行參數(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，模擬實際的機械裝配過程，利用約束將各個零件圖形裝配成一個完整的機械結(jié)構(gòu)。2．CAM模塊

CAM（ComputerAidedManufacturing，計算機輔助制造）主要包括加工基礎、后處理、型芯和型腔銑削、線切割等模塊。加工基礎：提供基于UG的所有加工模塊的基礎框架。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：提供了粗加工單個或多個型腔的功能，并可以通過容差型腔銑削加工設計精度低、曲面間有間隙和重疊的形狀。線切割：可以進行2軸和4軸線切割加工，并可以運用多種線切割方式。

3．CAE模塊

CAE（ComputerAidedEngineering，計算機輔助工程）主要包括機構(gòu)運動及運動力學分析、結(jié)構(gòu)分析、注塑流體仿真等模塊。

機構(gòu)運動及運動力學分析：提供了機械運動系統(tǒng)的虛擬樣機。結(jié)構(gòu)分析：它是一個集成化的建模分析工具，能對零件裝配前后進行處理，用于工程仿真和性能評估。

注塑流體仿真：它是對注塑模零件的塑料流動進行仿真的工具。

第一步：設計前的準備。閱讀設計項目，了解設計目的，收集設計中所需的數(shù)據(jù)，而后編寫相應的說明、層次結(jié)構(gòu)等。第二步：充分地理解設計的模型。比如應該了解主要的設計參數(shù)、結(jié)構(gòu)以及約束等設計中需要注意的方面。第三步：關鍵結(jié)構(gòu)的設計。主要是對產(chǎn)品的主體結(jié)構(gòu)進行設計，比如確定產(chǎn)品輪廓、軸線和定位孔等。

第四步：零件的相關設計。主體結(jié)構(gòu)設計完成后，需要單獨設計每個零件結(jié)構(gòu)。第五步：細節(jié)的處理。模型設計完成后，還需要對細節(jié)進行修改，以達到產(chǎn)品的設計要求。

1.1.3UG產(chǎn)品設計過程

1.1.4UG的三維建模方法UG建立三維模型文件主要是通過“特征”來實現(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”等特征操作生成實體，再就是將曲面進行“加厚”操作，同樣可生成實體。在創(chuàng)建好實體后，對其進行“孔”、“刀槽”、“凸起”等特征操作，從而制作出復雜的三維模型。1.1.5UG特征的關系

從上一節(jié)中，我們了解到UG主要是通過使用“特征”來創(chuàng)建三維圖形的，這里需要注意的是：如果一個特征取決于另一個對象而存在，則它是此對象的子對象或相關對象。而此對象反過來就是其子特征的父特征。父特征可以有多個子特征，而子特征也可以有多個父特征。作為子特征的特征同時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“回轉(zhuǎn)”特征形成的實體上創(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“部件導航器”中打開“相依性”標簽（如下邊右圖所示），在其列表中可以見到作為父特征的“回轉(zhuǎn)”特征。

回轉(zhuǎn)特征創(chuàng)建的實體

給回轉(zhuǎn)實體添加了抽殼特征特征之間的關系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：強烈建議使用三鍵（帶滾輪）鼠標，如果使用二鍵鼠標或不帶滾輪的三鍵鼠標，會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：標準鍵盤。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)絡協(xié)議：TCP/IP協(xié)議。顯卡驅(qū)動程序：分辨率為1024×768以上，真彩色。查找計算機的名稱在“系統(tǒng)屬性”對話框中單擊【計算機名】選項卡，可看到在【完整的計算機名稱】位置顯示出本計算機的名稱。此位置顯示當前計算機的名稱C013“系統(tǒng)屬性”對話框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的計算機名稱Stage1．在服務器上準備好許可證文件Stage2．安裝UG軟件主體圖2.5.2“NX4ProductInstallation”對話框啟動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文件單擊此標簽可以選擇UG的基本功能單擊打開以前操作的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，均可打開下圖所示“新建”對話框。選擇默認的新建文件類型（“模型”），單擊“確定”按鈕打開繪圖界面。關于這些文件類型的意義，在下邊“文件的新建”操作中將詳細講述

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。標題欄

菜單欄

工具欄區(qū)導航欄

歷史記錄窗口繪圖區(qū)

下面首先簡要介紹一下各主菜單項的功能：

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

編輯：提供了一組與對象和特征編輯相關的命令，如復制、粘貼、選擇、移動、顯示、隱藏、設置曲線參數(shù)等。視圖：提供了一組與視圖調(diào)整相關的命令，如模型的著色、渲染，設置布局、光源和攝像機等。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前模型中。格式：用于控制圖層、坐標系、引用集，將對象轉(zhuǎn)移到需要的圖層，將對象和特征進行編組操作等。工具：主要作用是放置使用者所有應用模塊的工具，通過此菜單可開啟所需的工具條，比如可選擇“工具”>“定制”菜單，在打開的對話框中就可以對各種工具條進行定制，另外還可以打開電子表格、表達式編輯框等實用工具。

裝配：裝配菜單在裝配模式下，具有較多的選項，比如可用于生成爆炸視圖、編輯裝配結(jié)構(gòu)、進行克隆等操作，在普通建模模式下只具有生成裝配報告等功能。信息：其主要的功能是列出所指定的項目或零件的信息。分析：提供了一組測量和分析命令，使用這些命令可顯示模型的有關信息并修改分析模型的參數(shù)，例如，比較兩個零件間特征或幾何的差異，測量模型的長度、角度、區(qū)域等幾何屬性，以及分析裝配間隙等。首選項：提供了一些選項，可用于設置當前的操作環(huán)境。窗口：用于新建工作窗口，并設置窗口間的排列方式，以及在打開的窗口間切換等操作。幫助：用來訪問軟件幫助主頁，獲取即時幫助，以及了解軟件版本信息和客戶服務信息等。

1.3.2工具條

系統(tǒng)默認打開、并經(jīng)常使用的工具條是“標準”、“視圖”、和“實用”工具條（位于工具欄區(qū)的上邊一排），下面對這些工具條進行一下介紹。標準工具條單擊此按鈕將彈出一“開始”菜單，選擇菜單中的項可在UG的各個功能模塊間切換這幾個按鈕分別用于“新建”、“打開”和“保存”文件的操作這幾個按鈕分別用于對對象進行“剪切”、“復制”、“粘貼”和“刪除”操作這兩個是“撤銷”和“重新操作”按鈕單擊此按鈕可生成所選擇對象的分析報告，此報告是對象的詳細說明文字通過單擊該“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)將自動調(diào)整工作視圖，以顯示視圖中的所有對象單擊此按鈕后，在操作區(qū)畫一個框，系統(tǒng)工作區(qū)將顯示框中的部分單擊此按鈕后，系統(tǒng)會根據(jù)選擇的對象自動調(diào)整視圖，以完全顯示此對象這三個按鈕分別用于“放大/縮小”、“旋轉(zhuǎn)”和“平移”視圖這兩個按鈕可將對象“截斷”，以利于繪制一些復雜的對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象的渲染方式的操作按鈕，比如可以讓對象只以線框顯示通過此下拉按鈕可以設置工具條中的其他操作按鈕，也可隱藏按鈕實用工具條這兩個按鈕分別用于“顯示/隱藏”坐標系和重定位當前的坐標系這三個按鈕用于設置對象的顯示和隱藏單擊此下拉按鈕可添加或刪除實用工具按鈕此按鈕用于調(diào)整對象的顯示狀態(tài)，比如調(diào)整對象的“圖層”、“線形”、“透明度”和“顏色”等分析工具就是用來分析對象創(chuàng)建的是否正確的工具，比如可測量對象的“長”、“寬”，并測量角度等。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置當前限制選擇的對象區(qū)域，比如可設置只能選擇“邊”、“面”、“實體”或“特征”等此按鈕可以對選擇對象的細節(jié)進行過濾，比如可設置只能選擇“黃”顏色的對象等重置“選擇條”為初始狀態(tài)這三個按鈕功能分別為“隱藏選擇線框”、“取消所有對象的選擇”和“在部件導航器中查找”選擇條工具條除了上面介紹的工具條外，UG還針對不同的工作模塊提供了大量的實用操作工具條。要打開或關閉這些工具條，可在工具條區(qū)域單擊鼠標右鍵，然后從彈出的快捷菜單中進行選擇。通常實用工具條中只顯示了部分按鈕。添加或移除按鈕的方法為：單擊工具條右上角的下三角按鈕，然后單擊“添加或移除按鈕”，選擇相應的菜單進行設置。通過勾選來添加按鈕顯示了部分按鈕1.3.3導航欄裝配導航器用于對組件進行裝配，在裝配章節(jié)中將對此導航器進行詳細講述這兩個導航器分別用于即時訪問網(wǎng)站，以及查看歷史操作記錄ProcessStudio導航欄用于仿真控制，比如添加“電子冷卻系統(tǒng)”等角色導航器用于設置當前工作界面中使用的系統(tǒng)功能，Systemvisualizationscene導航器用于設置“藝術外觀”模式下的背景部件導航器用于切換模型視圖、切換攝像機視圖、編輯表達式和對模型的歷史記錄進行操作等當需要對模型進行渲染或分析時，使用該窗口中的選項可以快速地定義模型的材料ManufacturingWizards導航器為加工向?qū)?，窗口中提供的是進入CAM中各個功能模塊的向?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