第1章 UG NX 7.5软件概述

UG全称Unigraphics，是全美国UGS公司（Unigraphics Solutions）开发的CAD/CAM/CAE（计算机辅助设计、分析和制造）应用软件，是世界三大CAD/CAM/CAE顶级软件之一。UG软件功能强大，主要应用于汽车、航空航天、机械、造船、电子等工业领域。它的主要客户包括通用、福特、波音麦道、洛克希德、劳斯莱斯、普惠、克莱斯勒以及美国军方。几乎所有飞机发动机和大部分汽车发动机都采用UG进行设计，充分体现UG在高端工程领域，特别是军工领域的强大实力。

UG自1983年入市发展到最新版本为UG NX 8.0。随着版本的不断更新和功能的不断扩充，UG拓展了自身的应用范围，面向专业化、智能化方向发展。鉴于各高职院校及企业目前广泛使用的版本为UG NX 7.5及以下的版本，故本教材介绍UG NX 7.5。

1.UG NX 7.5软件的特点

（1）集成化。UG软件是一个集成化的CAD/CAM/CAE系统软件，它为工程技术人员提供非常强大的应用工具，可完成对产品的设计、分析、绘制工程图以及数控编程加工等操作。

（2）主模型的思想。所谓主模型是指唯一以“电子介质”存在的CAD零件的三维模型数据文件，其他应用文件（如加工、装配、二维绘图和分析等）则通过虚拟装配调用主模型，而不是直接在主模型上进行加工、装配、二维绘图和分析等，如图1-1所示。采用主模型的优点在于：

①当主模型改变时，其他应用则随之更新，主模型与其他应用保持了最大限度的相关性，这是进行并行设计的基础。

②在用虚拟装配调用主模型时是通过指针指向主模型而不是将主模型复制进来，避免了三维模型数据的重复复制，节省了硬盘空间和内存。

③ 在进行其他应用工作时，不需要对主模型进行写操作，可以有效保护主模型。

UG三维模型文件是反映设计意图的主文件，其他应用文件（如加工、装配、二维绘图和分析等）应与其保持一致，不得冲突，如不得直接在二维图样中手工修改尺寸数值。二维工程图样应与三维实体模型完全相关，包括横截面剖视图、剖面图、局部放大图等视图的相关性，也包括几何公差、文本等UG对象的相关性。

（3）单一数据库。各模块数据存储在同一个数据库中，保证设计与制造模块中的数据关联，真正实现了CAD/CAM/CAE等各个模块之间的数据交换的自动切换，可实施并行工程，同时避免反复修改而造成的时间浪费，提高了工作效率。

（4）采用复合建模技术。可将实体建模、曲面建模和参数化建模融为一体，具有较大的灵活性，无须草图，直接通过成型特征和特征操作功能完成几何模型的创建，同时可直接利用实体边缘进行特征操作，不需要定义和参数化新曲线。

（5）交互式操作环境，提高了设计人员工作效率。

① 全部界面可根据个人喜好定制。

② 高品质可伸缩工具栏和信息窗口。

③ 方便快捷的右击菜单，可快速访问常用命令。

④ 可直接在窗口中操作对象。

⑤ 可根据信息提示向导进行下一步操作。

2.UG NX 7.5的功能模块

UG NX 7.5软件中有多个应用模块，主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、钣金件、Web、管路应用、质量工程应用、逆向工程等应用模块。其中，每个应用模块都以Gateway环境为基础，它们之间既有联系又相互独立。

（1）UG/Gateway。UG/Gateway为所有UG NX产品提供了一个一致的、基于Motif环境的进入捷径，是用户打开NX后启动的第一个应用。Gateway是执行其他交互应用模块的先决条件，该模块为UG NX 7.5的其他模块运行提供了底层统一的数据库支持和一个图形交互环境，它支持打开已保存的部件文件、建立新的部件文件、绘制工程图以及输入/输出不同格式的文件等操作，也提供图层控制、视图定义和屏幕布局、表达式和特征查询、对象信息分析、显示控制和隐藏/再现对象等操作。

（2）CAD模块。CAD模块包括实体建模、特征建模、自由形状建模、工程制图和装配建模。

①实体建模。实体建模集成了基于约束的特征建模和显性几何建模两种方法，提供符合建模的方案，使用户能够方便地建立二维和三维线框模型、创建扫描特征和旋转实体以及进行布尔运算。实体建模是特征建模和自由形状建模的必要基础。

②特征建模。UG特征建模提供了对建立和编辑标准设计特征的支持，常用的特征包括圆柱、圆锥、球、圆台、凸垫及孔、键槽、腔体、倒圆角、倒角等。

③自由形状建模。UG自由形状建模拥有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，包括沿曲面线的扫描，用一般二次曲线创建二次曲面体，在两个或更多的实体间用桥接的方法建立光滑曲面，可以采用逆向工程通过曲线/点网格定义曲面，也可通过点拟合建立模型，还可以通过修改曲线参数，或通过引入数字方程控制、编辑模型。

④工程制图。UG工程制图模块以实体模型自动生成平面工程图，也可以利用曲线功能绘制平面工程图。在模型改变时，工程图将被自动更新。工程制图模块提供了自动的视图布局（包括基本视图、剖视图、向视图和细节视图等），可以自动、手动尺寸标注，自动绘制剖面线、形位公差和表面粗糙度标注等。利用装配模块创建的装配信息可以方便地建立装配图，包括快捷地建立装配图剖视、爆炸图等。

⑤装配建模。该模块主要用于实现将零件的模型装配成一个最终的产品模型。装配模块不仅可以快速将零件产品组合，而且在装配中可以参考其他部件进行部件之间的关联设计，还可以对装配的模型进行间隙分析和重量管理等操作。

（3）Mold Wizard模块。Mold Wizard模块是UGS公司提供的运行在UG NX软件基础上的一个智能化、参数化注塑模具设计模块。Mold Wizard为产品的分型、型腔、型芯、滑块、嵌件、推杆、镶块、复杂型芯或型腔轮廓创建电火花加工的电极及模具的框架、浇注系统和冷却系统等提供了方便的设计途径，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。

（4）CAM模块。UG/CAM模块是UG NX的计算机辅助制造模块，该模块提供了包括铣、多轴铣、车、线切割、钣金等加工方法的交互操作，还具有图形后置处理和机床数据文件生成器的支持。

（5）产品分析模块。UG产品分析模块集成了有限元分析的功能，可用于对产品模型进行受力、受热后的变形分析，可以建立有限元模型、对模型进行分析和对分析后的结果进行处理，提供线性静力、线性屈服分析、模拟分析和稳态分析。

3.UG NX 7.5新增功能

UG NX软件的较新版本有NX 7.5和NX 8.0。新版本引入了HD3D（三维精确描述）功能，即提供了一个开放直观的可视化环境，可显著提升其制定卓有成效的产品决策的能力。新版本的同步建模技术得到了进一步增强，提高了各类产品的开发速度，扩展了NX无与伦比的与第三方CAD应用数据有效协同工作的能力。所谓的同步建模技术是SIEMENS PLM Software推出的用于提高计算机辅助设计、制造及仿真分析（CAD/CAM/CAE）效率的技术。

UG NX 7.5解决方案基于创新决策支持构架HD PLM技术，它为工程师们提供了理想的工作环境，不仅帮助他们成功地完成设计任务，并以直观的方式提供产品信息，而且能够验证决策以全面提升产品开发效率，主要体现在以下几个方面。

●设计开发效率：UG NX 7.5以其独特的三维精确描述（HD3D）技术及强大的全新设计工具实现了CAD效率的革新，确实能够提升设计人员的效率，加速设计过程，减低成本并改进决策。

●仿真分析效率：UG NX 7.5通过在建模、模拟、自动化与测试关联性方面整合一流的几何工具和强大的分析技术，实现了模拟与设计的同步、更迅速的设计分析迭代、更出色的产品优化和更快捷的交付速度，重新定义了CAE生产效率。

●加工制造效率：UG NX 7.5以全新工具提升生成效率，包括推出两套新的加工解决方案（为用户提供了特定的编程任务环境），为零件制造赋予了全新的意义。NX涡轮叶片加工用于编程加工形状复杂的叶盘和叶轮，在确保一流品质的同时还可将加工时间缩短一半；数控测量编程可以自动利用直观的产品与制造信息（PMI）模型数据。

UG NX 7.5还集成了为中国制造业用户量身定制的本地化软件工具包——NX GC工具箱。NX GC工具箱旨在满足中国用户对NX的特殊需求，包括标准化的GB环境。此外，NX GC工具箱还含有质量检查工具（如模型检查、二维图检查和装配检查等）、属性工具和齿轮设计工具等。使用NX GC工具箱可以帮助设计人员在进行产品设计时大大提高标准化程度和工作效率。

本书以UG NX 7.5为操作蓝本进行介绍，也适合使用UG NX 7.0版本的读者参考使用（UG NX 7.5和UG NX 7.0可以被看做是同属于NX 7的子系列）。