第二篇 软件学习应用篇
第1章 UG NX 5.0入门概述
UG NX 5.0是美国Unigraphics Solutions公司（简称UGS）推出的集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化设计软件。它在汽车与交通、航空航天、日用消费品、通用机械，以及电子工业等工程设计领域得到了大规模的应用。其功能涵盖概念设计、功能工程、工程分析、加工制造到产品发布等产品生产的整个过程。UG NX 5.0是NX系列的最新版本，在原有基础上作了大量的改进。新技术使用户“如虎添翼”，帮助用户以更快的速度开发创新产品，实现更高的成本效益。UG NX 5.0的发布推动UGS成为PLM行业中CAD/CAM/CAE市场领导者。
本章将介绍UG NX 5.0基本功能、功能模块启动和用户界面等，使读者对该软件有一个整体的认识。
本章主要知识点
● UG NX 5.0基本功能模块：主要包括UG Gateway、CAD、Mold Wizard、CAM钣金和运动仿真模块。
● UG NX 5.0用户界面：主要包括UG UX 5.0启动以及用户界面组成等。
● UG NX 5.0的帮助系统：主要包括启动帮助系统以及帮助系统界面组成等。
1.1 UG NX 5.0基本功能介绍
UG NX 5.0是交互式计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程（CAD/CAM/CAE）软件系统，UG NX 5.0软件的强大功能来自于它所提供的各种功能模块，可分为CAD、CAM、CAE、注塑模、钣金件、WEB、管路应用产品、质量工程应用、逆向工程等应用模块，其中每个功能模块都以Gateway环境为基础，它们之间既相互联系，又相对独立。下面仅对本书所述的相关模块作一个简单的介绍。
1.1.1 Gateway模块
UG/Gateway是用户打开NX时进入的第一个应用模块，Gateway是执行其他交互应用模块的先决条件。该模块为UG NX 5.0的其他模块运行提供了底层统一的数据库支持和图形交互环境。在UG NX 5.0中，单击“标准”工具栏中“起始”按钮下的“基本环境”命令，便可在任何时候从其他应用模块回到Gateway。
UG/Gateway模块功能包括：打开、创建、保存等文件操作；着色、消隐、缩放等视图操作；视图布局；图层管理；绘图及绘图机队列管理；模型信息查询、坐标查询、距离测量；曲线曲率分析、曲面光顺分析、实体物理特性自动计算；输入或输出CGM、UG/Parasolid等几何数据；Macro宏命令自动记录和回放功能等。
1.1.2 CAD模块
1.UG实体建模（UG/Solid Modeling）
UG实体建模提供了草图设计、各种曲线生成和编辑、布尔运算、扫掠实体、旋转实体、沿引导线扫掠、尺寸驱动、定义和编辑变量及其表达式等功能。实体建模是“特征建模”和“自由形式建模”的先决条件。
2.UG特征建模（UG/Feature Modeling）
UG特征建模模块提供了各种标准设计特征的生成和编辑、孔、键槽、腔体、圆台、倒圆、倒角、抽壳、螺纹、拔模、实例特征、特征编辑等工具。
3.UG自由形式建模（UG/Freeform Modeling）
UG自由形式建模用于设计高级的自由形状外形，支持复杂曲面和实体模型的创建。它包括直纹面、扫掠面、通过一组曲线的自由曲面、通过两组正交曲线的自由曲面、曲线广义扫掠、等半径和变半径倒圆、广义二次曲线倒圆、两张及多张曲面间的光顺桥接、动态拉动调整曲面、等距或不等距偏置、曲面裁剪、编辑、点云生成、曲面编辑。
4.UG工程制图（UG/Drafting）
UG工程制图模块可由三维实体模型生成完全双向相关的二维工程图，确保在模型改变时，工程图将被更新，减少设计所需的时间。工程制图模块提供了自动视图布置、正交视图投影、剖视图、辅助视图、局部放大图、局部剖视图、自动和手工尺寸标注、形位公差、粗糙度符号标注、支持GB标准汉字输入、视图手工编辑、装配图剖视、爆炸图、明细表自动生成等工具。
5.UG装配建模（UG/Assembly Modeling）
UG装配建模具有并行的自顶而下和自底而上的产品开发方法。装配模型中零件数据是对零件本身的链接映像，保证装配模型和零件设计完全双向相关，并改进了软件操作性能，减少了存储空间的需求。零件设计修改后装配模型中的零件会自动更新，同时可在装配环境下直接修改零件设计。
1.1.3 Mold Wizard模块
Mold Wizard是UGS公司提供的运行在Unigraphics NX软件基础上的一个智能化、参数化的注塑模具设计模块。Mold Wizard为产品的分型、型腔、型芯、滑块、嵌件、推杆、镶块，为复杂型芯或型腔轮廓创建电火花加工的电极以及模具的模架、浇注系统和冷却系统等提供了方便、快捷的设计途径，最终可以生成与产品参数相关的、可用于数控加工的三维模具模型。
1.1.4 CAM模块
UG CAM模块是UG NX的计算机辅助制造模块。它可以为数控铣、数控车、数控电火花线切割编程。UG NX CAM提供了全面的、易于使用的功能，以解决数控刀轨的生成、加工仿真和加工验证等问题。
1.UG/CAM基础（UG/CAM Base）
UG/CAM基础模块是所有UG NX加工模块的基础。它为所有数控加工模块提供了一个相同、面向用户的图形化窗口环境。用户可以在图形方式下观察刀具沿轨迹运动的情况，并可进行图形化修改，如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。
2.车加工（UG/Lathe）
UG/Lathe为高质量生产车削零件提供所需的能力。模块以在零件几何体和刀轨间全相关为特征，可实现粗车、多刀路精车、车沟槽、螺旋切削和中心钻等功能，并通过后置处理器产生机床可读的输出源文件。
3.铣加工（UG/Mill）
UG CAM铣加工模块可实现各种类型的铣削加工，包括平面铣、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣、可变轴曲面轮廓铣、顺序铣、点位加工和螺纹铣等。
4.后置处理（UG/Postprocessing）
后置处理包括一个通用的后置处理器（GPM），使用户能够方便地建立用户定制的后置处理。该模块适用于目前世界上主流的各种钻床、多轴铣床、车床、电火花线切割机床。
1.1.5 钣金模块
UG钣金是用实体特征的方法来创建钣金件。它可实现如下功能：复杂钣金零件生成；参数化编辑；定义和仿真钣金零件的制造过程；展开和折叠的模拟操作；生成精确的二维展开图样数据；展开功能可考虑可展和不可展曲面情况，并根据材料中性层特性进行补偿。
1.1.6 运动仿真模块
UG NX 5.0运动仿真模块提供机构设计、分析、仿真和文档生成功能，可在UG实体模型或装配环境中定义机构，包括铰链、连杆、弹簧、阻尼、初始运动条件等机构定义要素，定义好的机构可直接在UG中进行分析，可进行各种研究，包括最小距离、干涉检查和轨迹包络线等选项，同时可实际仿真机构运动。另外，用户还可以分析反作用力，图解合成位移、速度、加速度曲线。
1.2 UG NX 5.0的系统配置要求与启动
1.2.1 UG NX 5.0系统配置要求
（1）UG软件对CPU的要求。CPU作为整个系统最重要的数据运算处理中心，需对三维空间中的每一个点、线和面进行计算，它还要计算物体的光影和运动，承担了相当繁重的运算工作。除了要求CPU拥有强劲的浮点和整数运算能力外，两种运算能力是否均衡也显得很重要。较低的发热量是确保系统稳定工作的因素之一，也是选择CPU时需要考虑的因素之一。由于UG对SSE指令集提供了优化，因此推荐用户选用支持SSE指令集的Intel PentiumⅢ或以上系列CPU。
（2）UG软件对主板的要求。目前市场上可用于PentiumⅢ处理器的主流芯片组包括Intel和VIA两大系列。由于UGS官方推荐用户选用采用Intel系列处理器的图形工作站，因此推荐用户选择主流的Intel 815E或更优越的系列主板。
（3）UG软件对显卡的要求。显卡是整个图形工作站一个极为关键的配件，其好坏直接影响整个系统的性能。专业图形卡需分担很多原来由CPU完成的工作，因此，只有支持3D标准的显示卡才能流畅显示3D效果。这些标准包括DirectX、OpenGL等。其中，OpenGL是SGI公司制定的强大3D API，很多中高端3D软件都只支持OpenGL。因此100%支持OpenGL的专业图形加速卡才是正确选择，并要求最低拥有16 MB显存。
（4）UG软件对内存的要求。如果计算机配置了512 MB的内存，则UG用户可以进行100多个零件装配和渲染需求。如果用户需要对几千个甚至上万个零件装配和渲染、进行材料有限元分析和塑料模具注塑流动性分析等更复杂的操作时，则可配置1 GB或以上内存。
1.2.2 UG NX 5.0的启动
安装好UG NX 5.0之后，在Windows桌面上双击UG NX 5.0快捷图标
，或者单击Windows桌面左下角“开始”按钮，在弹出菜单中选择“所有程序”→“UGS NX5.0”→“NX5.0”命令，此时出现UG NX 5.0欢迎界面，如图1-1所示。
图1-1 UG NX 5.0 欢迎界面
在欢迎界面出现的同时UG NX 5.0软件进行初始化，然后进入UG NX 5.0的初始界面。打开或新建部件文件后，便可进入Gateway应用界面。如前所述，UG NX 5.0包括许多功能模块，如建模模块、加工模块和运动仿真模块等。要想进入上述模块，常用的方法有以下两种。
● 单击“标准”工具栏上的“开始”按钮
，弹出下拉菜单，如图1-2所示。该下拉菜单列出了各种功能模块的名称，用户可以根据需要选择相应的功能模块进行设计。例如要进入建模模块，则新建或打开部件文件后选择“建模”命令即可。
图1-2 单击“开始”按钮进入功能模块
● 单击“应用模块”工具栏其中一个功能模块按钮，可直接进入相应的功能模块，如图1-3所示。
图1-3 “应用模块”工具栏
1.3 UG NX 5.0的用户界面组成
在初始界面中，单击“标准”工具栏上的“新建”按钮
，或选择下拉菜单“文件”→“新建”命令，此时系统弹出“文件新建”对话框，如图1-4所示。
图1-4 “文件新建”对话框
UG NX 5.0新增加的“文件新建”对话框提供了3个选项卡：“模型”、“图纸”和“仿真”。用户可根据需要选择对应的模板。首先选择“模型”选项卡中的“模型”模板，然后在“新文件名”组框中的“名称”文本框中输入新文件名（UG NX 5.0要求存盘目录和文件名必须是英文字符），在“文件夹”中选择文件保存的目录，最后单击“确定”按钮，弹出NX 5.0 Gateway基本界面，如图1-5所示。
图1-5 UG NX 5.0 Gateway基本界面
UG NX 5.0基本界面主要由标题栏、菜单栏、工具栏、绘图区、坐标系图标、命令提示窗口、状态栏和资源导航器等部分组成。
1.标题栏
标题栏位于UG NX 5.0用户界面的最上方，它显示软件的名称和当前部件文件的名称。如果对部件文件进行了修改，但没有保存，在后面还会显示“（修改的）”提示信息。
2.菜单栏
菜单栏位于标题栏的下方，包括了该软件的主要功能的菜单。系统所有的命令和设置选项都归属于不同的菜单下，它们分别为“文件”、“编辑”、“视图”、“格式”、“工具”、“装配”、“信息”、“分析”、“首选项”、“窗口”和“帮助”的菜单。
3.工具栏
工具栏是一组图标型工具的集合，它为用户提供了另一种调用命令和实现各种操作的快捷执行方式。UG NX 5.0环境中普遍使用各种工具栏，在默认情况下，将显示“标准”、“视图”、“实用工具”、“捕捉点”和“选择”工具栏。把光标移动到某个图标上稍停片刻，即在该图标的一侧显示相应的工具提示信息。
4.提示栏
提示栏主要用于提示用户如何操作，是用户与计算机信息交互的主要窗口之一。在执行每个命令时，系统都会在提示栏中显示用户必须执行的动作，或者提示用户的下一个动作。
5.状态栏
状态栏位于提示栏的右方，显示当前选项的有关消息或最近完成的功能信息。这些信息不需要回应。
6.对话框轨道及其轨道夹
在UG NX 5.0中，几乎所有对话框都打开在对话框轨道的预定义位置上。用户可拖动对话框轨道，将轨道夹放置于所需的目标位置处，也可单击“轨道夹”临时隐藏一个打开的对话框。另外，如果愿意，可以单击“轨道夹”中的“松开”按钮
松开对话框，让它们浮在屏幕上。反之单击“夹住”按钮
，使对话框锁紧在轨道夹位置处。
7.绘图区
绘图区是UG创建、显示和编辑图形的区域，也是进行结果分析和模拟仿真的窗口，相当于工程人员平时使用的绘图板。当光标进入绘图区后，指针就会显示选择球。
8.坐标系图标
在UG NX 5.0的窗口左下角新增了绝对坐标系图标。在绘图区中央有一个坐标系图标，该坐标系称为工作坐标系WCS，它反映了当前所使用的坐标系形式和坐标方向。
9.资源导航器
资源导航器用于浏览编辑创建的草图、基准平面、特征和历史记录等。在默认的情况下，资源导航器位于窗口的左侧。通过选择资源导航器上的图标可以调用装配导航器、部件导航器、操作导航器、Internet、帮助和历史记录等。
1.4 UG NX 5.0的帮助系统
UG NX 5.0提供了超文本格式的全面而快捷的帮助系统。在使用过程中遇到问题按下快捷键F1，系统会自动查找UG的用户手册，并定位在当前功能的说明部分，如图1-6所示。
图1-6 UG NX 5.0帮助系统
1.5 本章小结
本章简要介绍了UG NX 5.0软件的主要功能模块、用户界面和帮助系统等内容。通过本章学习，读者对该软件有一个初步的了解，为下一阶段的学习打下坚实的基础。
1.6 思考练习题
1.填空题
（1）UG NX 5.0是交互式_________、_________和_________软件系统，功能涵盖概念设计、功能工程、工程分析、加工制造到产品发布等产品生产的整个过程。
（2）UG NX 5.0软件的常用功能模块可分为_________、_________、_________、_________、_________等应用模块。
（3）UG NX 5.0的CAD模块主要由_________、_________、_________、_________、_________组成。
2.问答题
（1）简述UG NX 5.0 CAD模块组成和功能。
（2）简述进入UG NX 5.0各个功能模块的方法。
（3）试述怎样进入UG NX 5.0帮助系统，并如何运用帮助系统？