UG NX 5.0模具设计一册通
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1 UG NX 5.0概述

内容提要

Unigraphics Solutions公司(简称UGS)是全球著名的CAD供应商,通过其虚拟产品开发(VPD)的理念为汽车与交通、航空、航天、日用消费品、通用机械,以及电子工业等领域的企业,提供多级化的、集成的、企业级的包括软件产品与服务在内的完整的CAD解决方案。UGS公司主要的CAD产品是UG。UG是集CAD/CAE/CAM于一体的三维参数化软件,是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件,广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。

1.1 UG NX的发展历史

UG NX经过几十年的发展,现已成为功能强大、应用领域广泛的机械CAD/CAE/CAM软件,其发展历程如下。

· 1960年McDonnell Douglas Automation公司成立。

· 1976年收购Unigraphics CAD/CAM/CAE系统的开发商——United Computer公司,UG雏形产品问世。

· 1983年UG II进入市场。

· 1986年Unigraphics吸取了业界领先的、为实践所证实的实体建模内核——Parasolid的部分功能。

· 1989年Unigraphics宣布支持UNIX平台及开放系统结构,并将一个新的与STEP标准兼容的三维实体建模内核Parasolid引入UG。

· 1990年Unigraphics作为McDonnell Douglas(现在的波音公司)的机械CAD/CAM/ CAE的标准。

· 1991年Unigraphics开始了从CAD/CAM大型机版本到工作站版本的移植。

· 1993年Unigraphics引入复合建模的概念,可将实体建模、曲面建模、线框建模、半参数化及参数化建模融为一体。

· 1995年Unigraphics首次发布Windows NT版本。

· 1996年Unigraphics发布了能够自动进行干涉检查的高级装配功能模块、最先进的CAM模块以及具有A类曲面造型能力的工业造型模块。它在全球迅猛发展,占领了巨大的市场份额,已成为高端、中端及商业CAD/CAM/CAE应用开发的常用软件。

· 1997年Unigraphics新增了包括WAVE在内的一系列工业领先的新功能。WAVE这一功能可以定义、控制和评估产品模板,被认为是在未来几年中业界最有影响的新技术。

· 2000年发布新版本UG 17。新版本的发布,使UGS成为工业界第一个可装载包含深层嵌入“基于工程知识(KBE)”语言的世界级MCAD软件产品的主要供应商。

· 2001年发布新版本UG 18。新版本对旧版本中的对话框做了大量的调整,使用户能在更少的对话框中完成更多的工作,从而使设计更加便捷。

· 2002年发布新版本UG NX 1.0。新版本继承了UG 18的优点,改进和增强了许多功能,使其更强大、完美和出色。

· 2003年发布新版本UG NX 2.0。新版本基于最新的行业标准,是一个全新的支持PLM的体系结构。EDS公司同其主要客户一起,设计了这样一个先进的体系结构,用于支持完整的产品工程。

· 2004年发布新版本UG NX 3.0。它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证的手段。它针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需要,提供了经过实践验证的解决方案。

· 2005年发布新版本UG NX 4.0。它是崭新的NX体系架构,使开发应用更简单快捷。

· 2007年发布最新版本UG NX 5.0。

自从NX版本诞生以来,UGS公司已经正式将UG更名为NX,读者应该了解这一点,但许多用户仍然习惯上称之为UG。本书二者皆有,不具体区分。

1.2 UG的特点

Unigraphics CAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境,使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成,从而优化了企业的产品设计与制造。UG面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术。在面向过程驱动技术的环境中,用户的全部产品及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关,从而有效地实现了并行工程。UG不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能,而且在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟,提高了设计的可靠性。同时,可用建立的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,其后处理程序支持多种类型数控机床。另外,它所提供的二次开发语言UG/OPEN GRIP、UG/OPEN API简单易学,实现功能多,便于用户开发专用CAD系统。具体来说,该软件具有以下特点。

(1)具有统一的数据库,真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换,可实施并行工程。

(2)采用复合建模技术,可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。

(3)用基于特征(如孔、凸台、型腔、槽沟和倒角等)的建模和编辑方法作为实体造型基础,形象直观,类似于工程师传统的设计方法,并能用参数驱动。

(4)曲面设计采用非均匀有理B样条作为基础,可用多种方法生成复杂的曲面,特别适合汽车外形设计、汽轮机叶片设计等复杂曲面造型。

(5)出图功能强,可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能按ISO标准和国际标准标注尺寸、形位公差和汉字说明等,并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图,增强了绘制工程图的实用性。

(6)以Parasolid为实体建模内核,实体造型功能处于领先地位。目前著名的CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体造型基础。

(7)提供了界面良好的二次开发工具GRIP(GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING)和UFUNC(USER FUNCTION),并能通过高级语言接口,使UG的图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。

(8)具有良好的用户界面,绝大多数功能都可通过图标实现。进行对象操作时,具有自动推理功能,同时,在每个操作步骤中,都有相应的提示信息,便于用户做出正确的选择。

1.3 UG NX 5.0软件的安装

Unigraphics的运行一般是基于网络的,因此安装时必须装有网卡。该软件一般有网络版和微机版两种。运行在UNIX或者Windows 2000/NT/XP操作系统下。

1.3.1 UG NX 5.0安装的系统要求

下面以微机版为例,说明安装Unigraphics的软件和硬件要求。硬件最低要求:

· CPU Intel Pentium 4以上

· 内存 256MB以上(推荐512MB以上)

· 硬盘 60GB以上

· 显示卡 支持Direct 3D显卡

· 显示器 支持1024×768以上的分辨率

· 光驱 32倍速以上的光驱

· 其他 根据需要配置的图形输出设备

软件要求:

· 操作系统 Windows 2000/XP

· 硬盘格式 NTFS分区格式。

· 网络协议 TCP/IP协议

· 显示卡驱动程序 分辨率为1024×768以上的真彩色

1.3.2 UG NX 5.0的安装

经过多次的改版,UG NX 5.0的安装也变得更加简单。本书不详细讲解UG NX 5.0的具体安装过程,只对安装过程中的难点和需要读者注意的地方进行重点介绍。

1.安装前的准备工作

将显示器的分辨率调整为1024×768,否则系统拒绝安装。方法:在桌面上右击,选择“属性”命令,弹出“显示—属性”对话框,在该对话框中设置屏幕分辨率为1024×768即可。

2.安装许可服务(Install license Server)

(1)将UG NX 5.0安装光盘放入光驱后会自动运行,出现如图1-1所示的安装界面。请按照安装向导进行安装。安装需要大约1.5GB的磁盘空间。安装程序自带多种语言,包括简体中文。安装过程中,强烈建议不要修改安装路径,请按默认路径进行安装。

图1-1 UG NX 5.0安装界面

如果UG NX 5.0安装光盘不能自动运行,可以进入光盘的nxflexlm目录,运行Setup文件进行安装。

(2)单击安装界面中的 按钮,按照安装向导以默认设置逐步进行安装,直到进入“许可证文件”界面,如图1-2所示。

图1-2 设置“许可证文件”

(3)单击 按钮,选择License文件,然后按照安装向导继续安装,直到NX 5 FLEXlm程序安装完毕。

必须安装完成NX 5 FLEXlm程序后才能安装UG NX 5.0的运行程序,否则UG NX 5.0将无法使用。

3.安装NX产品(Install NX)

安装完License Server后重新启动计算机(此为必要步骤,否则会出错),并再次启动安装程序进行安装。单击 按钮,按照安装向导以默认设置逐步进行安装,安装到“NX语言选择”界面时,选中“中文(简体)”单选按钮,如图1-3所示。继续按照安装向导的提示进行安装,直到安装完成。

图1-3 安装时的“NX语言选择”

如果UG NX 5.0安装光盘不能自动运行,可以直接进入光盘运行setup.exe文件进行安装。建议选择典型安装方式。

4.启动服务程序

在运行UG NX 5.0前,一定要保证lmtools.exe程序已经运行,启动服务程序。可以从程序栏运行它,也可以进入安装目录下的“\License Servers\UGNXFLEXlm”文件夹,双击文件lmtools.exe运行。启动服务程序后,在Servers/License File选项卡中选择“Unigraphics License Servers(uglmd)”选项,如图1-4所示。然后在“Start/stop/Reread”选项卡中单击“Start Server”按钮即可。

图1-4 运行lmtools.exe

1.4 UG NX 5.0软件模块简介

UG的各种功能是靠不同功能模块实现的,不同的功能模块实现不同的用途,从而支持其强大的UG NX三维软件。下面简要介绍各常用模块。

1.4.1 CAD模块

1.基本环境模块

UG/Gateway是UG NX最重要的模块,其他模块都是建立在该模块基础之上的。它支持关键操作,包括打开已存的UG NX部件文件,建立新的部件文件,绘制工程图和屏幕布局,以及导入和导出CGM文件等,也提供层控制、视图定义和屏幕布局、对象信息和分析、显示控制、隐藏/再现对象、实体和曲面模型的着色显示。UG/Gateway是对所有其他UG应用的必要基础。

2.建模模块

该模块提供业界最强的复合建模功能。UG NX实体建模模块无缝地集成基于约束的特征建模和显式几何建模方法。用户能够方便地建立二维和三维线框模型,然后通过扫描和旋转形成实体,进行布尔运算及参数化编辑,该模块统一使用基于工具栏图标的绘图环境,是特征建模和自由形状建模的基础。

3.特征建模

该模块使用工程特征定义设计信息,可以建立和编辑标准设计特征,包括孔、键槽、型腔、凸垫、凸台、倒圆以及倒角等。用户可以对这些特征进行参数化定义,特征可以相对于其他特征或对象定位,也可以引用阵列复制。

4.自由形状建模

该模块可以进行复杂自由形状的设计,如工业产品外观设计和机翼复杂曲面设计等。UG NX自由形状建模合并实体和曲面建模技术,支持通过一个曲线/点网格定义曲面或曲线形状,或通过点云去拟合建立模型,也修改编辑曲线,改变参数值。

5.制图模块

UG NX制图模块基于复合建模技术,建立的工程图与几何模型尺寸相关联,即三维几何模型改变时,工程图也被及时更新。该模块提供快速的视图布局,包括正交视图、剖视图、辅助视图和细节视图等,UG NX制图模块支持常见制图标准,如ANSI、ISO、DIN和JIS等。

6.装配模块

该模块提供一个并行的自顶向下的产品开发方法,UG NX的主模型可以在总装配的上下文中设计和编辑,新添组件可灵活地配对或定位。装配体中的各个零部件制件保持关联性,为实现设计小组的数据共享和产品协作开发打下良好基础。

1.4.2 CAM模块

1.平面铣

用于平面轮廓或平面区域的粗精加工,刀具平行于工件底面进行多层切削。该操作可创建去除平面层中的材料的刀具刀轨,为精加工做准备。

2.型腔铣

型腔铣模块常用于加工模具,可进行单个或多个型腔的粗加工,能够在复杂的零件外形上生成轨迹。当型腔铣检测到异常情况时,它可以纠正它们或在用户规定的公差内进行加工。

3.固定轴铣

该模块为提供多种方法实现零件的加工,包括各种驱动方法和切削图样,可将空间的驱动几何投射到零件表面,驱动刀具实现零件曲面的加工。固定轴铣用于零件的半精加工和精加工。

4.可变轴铣

该模块支持固定和多轴铣功能,具有3~5轴轮廓运动,可以保证曲面高的粗糙度要求。可使轴铣具有强大的刀轴方向控制、走刀方式选择和刀具路径生成功能,可以加工UG CAD模块中生成的任何几何体。

5.线切割

线切割模块支持线框或实体的模型,提供多种类型的线切割操作,利用多种走刀方式,实现2~4轴的线切割加工。

6.车削加工

车削加工包括粗车、多刀路精车、车沟槽、车螺纹和中心钻等子程序,各种切削参数如进给速度、主轴转速等,在未改变参数时保持模态,可在图形屏幕上模拟刀具切削过程,生成刀位源文件。

7.后处理

对主流的NC机床方便地构造其后置处理器,包括2~5轴铣削、2~4轴车削,以及线切割加工。

1.4.3 CAE模块

1.运动分析

运动分析模块可对任何二维或三维机构进行运动学分析、动力学分析和设计仿真,并且能够完成大量的装配分析,如干涉检查、轨迹包络等。该模块交互的运动学模式允许用户同时控制5个运动副,可以分析反作用力,并用图表示各构件间的位移、速度和加速度的相互关系,同时反作用力可输出到有限元分析模块中。

2.结构分析

该模块能将几何模型转换为有限元模型,可以进行线性静力分析、标准模态与稳态热传递分析和线性屈曲分析,同时还支持对装配部件(包括间隙单元)的分析,分析的结果可用于评估各种设计方案,优化产品设计,提高产品质量。

3.注塑流动分析

该模块可以模拟塑件成形过程的温度、流动等过程,检验注塑工艺和模具结构的合理性。

1.4.4 其他模块

除了以上介绍的常用模块外,UG NX还有其他一些功能模块,如用于钣金设计的钣金模块,管路设计的管道与布线模块,供用户进行二次开发的UG/Open GRIP、UG/Open API和UG/Open++组成的UG开发模块等。

1.钣金模块

钣金模块提供了基于参数、特征方式的钣金零件建模功能,生成复杂形状的钣金零件。该模块还能定义和仿真钣金件的制造过程,对钣金件进行展开,生成精确的2D图样。

2.管路布置和设计模块

该模块提供管路中心线定义、管路标准件、设计准则定义和检查功能,用于在UG NX装配环境中进行管路布置和设计,包括硬管路、软管路和暗埋线槽等设计。

3.二次开发模块

二次开发模块为UG NX软件的二次开发工具集,可对UG NX系统进行专业化开发,满足不同用户的需求,它主要包括4个模块:

· UG/Open Menuscript该开发工具是对UG NX软件操作界面进行用户化开发,无需编程即可对UG NX 5.0的标准菜单进行重新添加、重组、裁剪,或在UG NX软件中集成设计者自己开发的软件功能。

· UG/Open UIStyle该开发工具是一个可视化编辑器,用于创建类似UG NX的交互界面,利用该工具,设计者可直接为UG/Open应用程序开发独立于硬件平台的交互界面。

· UG/Open API该开发工具提供UG NX软件直接编程接口,支持C、C++、Fortran和Java等主要高级语言。

· UG/Open GRIP该开发工具是一个类似APT的UG NX内部开发语言,利用该工具可生成UG NX自动化或自动建模等特殊的应用工具。

1.5 UG NX 5.0软件基础

1.5.1 UG NX 5.0界面介绍

UG NX 5.0系统界面如图1-5所示。

图1-5 系统界面

· 下拉菜单操作区:显示各种菜单功能,UG NX所有功能都可以在菜单上找到。

· 工具条:显示UG NX的常用功能,以方便用户快速操作。工具条中的图标可以通过工具栏定制功能由用户自行定义。

· 绘图区:用于显示模型及其相关对象。

· 命令提示区:用于显示下一步操作步骤。在操作过程中,提示栏很重要。

· 导航器:查询当前实体中所包含的特征信息,还有装配中的所有组件和近期所修改的UG NX文件等资源信息。

· 状态栏:显示系统或图形的当前状态。

1.5.2 工具栏的定制

首次打开UG NX 5.0时,系统界面显示的工具栏是系统默认的,用户可以根据需要或个人习惯定制工具栏,操作方法如下。

(1)单击“工具”→“定制”命令,或者在工具栏中单击鼠标右键,单击“自定义”命令进入工具栏定制窗口。系统弹出“定制”对话框,如图1-6所示。对话框中包含“工具条”、“命令”、“选项”、“布局”和“角色”选项。

图1-6 “定制”对话框

(2)进入工具栏定制窗口后,首先选择“选项”选项卡,在出现的子菜单中选择“Small(16× 16)”,则图标变小。

(3)选择“工具条”选项卡,选择常用的工具条。

(4)选择“命令”选项卡,可以设置对应的下拉菜单中的内容,如图1-7所示。

图1-7 “命令”选项卡

1.6 视图和布局

在建模过程中,经常需要改变模型视图的方位,以从不同的视角来观察。沿着某个方向观察模型,得到的一幅平行投影的平面图像称为视图。

单击“视图”工具栏上的 图标右侧的小三角,可根据用户需要将视图切换到系统提供的几种标准的方位,如图1-8所示。

图1-8 标准视图方位

在建模状态下,按下F8键,可将工作视图定位于最靠近的标准视图。如果选择了面或者基准平面,按下F8键,可将工作视图定位于所选的对象。

将多个绘图窗口分解成多个视图来观察对象的管理方式就是视图布局。视图布局是将屏幕划分为若干个视区,在每个视区中显示指定的视图。在绘图过程中,从多角度同时观察绘图对象,有利于用户对绘制的对象有更好的理解和把握。用户可以在多个视图间进行切换,并进行相应的操作。

用户可以建立自己的布局。选择“视图”→“布局”→“新建”命令,如图1-9 所示。系统弹出如图1-10所示的“新建布局”对话框,在“名称”文本框内可以填写所建布局的名称,然后单击“布置”下拉列表内的选项,选择布局格式。系统提供了6种供选择的格式,分别为L1、L2(两个视图、横向分布)、L3(两个视图、竖向分布)、L4、L6、L9,最多的一种L9可以布置9个视图。根据需要选择相应的布局,单击 按钮,完成新布局的创建。

图1-9 “新建布局”下拉菜单

图1-10 “新建布局”对话框

创建新的布局后,用户可以将其保存,待需要时重新调用,这就是布局的保存与打开操作。具体方法有两种:一种是按照新建的名称保存,另一种是采用其他名称另存。前者可以直接在“视图”→“布局”→“保存”命令中进行;后者可选择“视图”→“布局”→“另存为”命令,系统弹出如图1-11所示对话框,用户可以采用新的名称保存。

图1-11 布局保存

打开布局的方法是选择“视图”→“布局”→“打开”命令,系统弹出如图1-12所示对话框,其中包括系统提供的6 种布局和用户新建的布局。选择其中一种布局,单击 按钮即可。

图1-12 “打开布局”对话框

1.7 层的设置

层的概念类似于AutoCAD中的层,在不同的图层上构建的对象可以是二维的,也可以是三维的。这些层可以同时显现,也可以部分可见。一个UG NX部件中可以包含1~256个层,每层可以包含任意数量的对象。

按下Ctrl+L组合键调用层设置命令,可以设置图层属性,建立和编辑图层类,查看图层对象的数量以及设置工作图层。

图层属性有4种。

· 可选的:设置为可选的,表明该图层内所有的对象都处于可选择状态。

· 作为工作层:设置所选择的图层作为当前工作层,工作层内的对象是既可见又可选的。

· 不可见的:设置被选择图层的对象不被显示。此操作可按图层对相关对象进行显示与隐藏。

· 只可见:设置某图层上的对象只可见,但不能进行其他操作。

在一个部件的所有层中,只有一个层是工作层,即当前正在操作的层,当前建立的几何体都位于工作层上。其他的层只能进行可见性、可选择性的操作。当前工作层的层号显示在“实用程序”工具栏的“工具层”文本框中,对图层的操作可通过“格式”菜单下的各命令来完成。

在新建一个实体文件后,若需要将某图层中的对象移动或者复制到别的层中,这个操作可用“移至层”和“复制至层”命令来完成。

· 移至层:将选定的对象移动到指定的图层中。可以用“类选择器”选择要改变图层的对象。

· 复制至层:将选定的对象复制到指定的图层中。

只有用户编辑的图层类才能进行编辑,系统默认的图层类“ALL”不能进行编辑。层的组名和描述只能输入英文。表1-1是供读者参考的图层组的设置范例。

表1-1 图层组的设置(仅作为参考)

1.8 对象编辑

UG NX中包含几何对象和非几何对象,如点、线、面、片体、实体和特征等被称为几何对象,用于表示模型中的各种几何元素,而尺寸和文字标记等几何对象以外的元素统称为非几何对象。基于对象的基本操作有对象的选择、对象的显示和对象的缩放等。

1.8.1 对象的选择

1.快速拾取

选择对象是UG NX建模过程最常用的操作。将光标移动至某对象上并单击鼠标左键,即可选择一个指定的对象。按下Shift键的同时单击已经选中的对象,可取消当前的选择。若需要选择的对象位于多个对象中,可在选择的对象上保持光标不动,直至出现光标,弹出如图1-13所示的“快速拾取”对话框,移动光标在列表中的某一对象上并单击MB1键即可。

图1-13 “快速拾取”对话框

2.类选择器

在复杂的建模中,用鼠标直接选取对象是很麻烦的,因此在UG NX中通常是通过类选择器来完成的。类选择器是UG NX中的一个通用工具,可选择各种类型的对象,可单选也可一次选择多个对象。它提供了多种选择方法及类型过滤工具,使用起来非常灵活方便。

在绘图区域内,按下Ctrl+B组合键,弹出“类选择”对话框,如图1-14所示。

图1-14 “类选择”对话框

可以在“名称”文本框中输入对象的名字或者在图形区中直接单击来选择对象。若图形元素被定义过名称属性或命名组,则可直接输入名称来选择对象。如果在图形区中选错了对象,则在按住Shift键的同时再次单击那个对象即可排除它。在建模过程中,对象名称一般由系统自定义,所以较少使用名称来选择对象。

使用类型过滤器选择对象时,过滤与选择类型不相关的对象可提高选择效率。

· 类型过滤器:通过对象的类型来限制选择的范围,单击“类选择”对话框中的 按钮,会弹出如图1-15所示的“根据类型选择”对话框。类型的选择可以单选,也可以多选。

图1-15 “根据类型选择”对话框

· 图层过滤器:通过指定层来限制选择的对象。单击“类选择”对话框中的 按钮会弹出如图1-16所示的“根据图层选择”对话框,在对话框中可以选择要修改的层,然后单击 按钮,则只有指定层上的对象才能被选择。

图1-16 “根据图层选择”对话框

· 颜色过滤器:通过颜色设定来限制对象的选取。设定以后选择的时候,颜色相同的对象被选定。单击“类选择”对话框中的 按钮,会出现调色板,选定一种颜色,或者单击 按钮,弹出更多颜色的调色板,在这里可供选择的颜色更丰富。

· 属性过滤器:单击“类选择”对话框中的 按钮以后,会出现如图1-17 所示的“按属性选择”对话框,在对话框中可以设定其他类型对象的属性。单击对话框中的 按钮,可以打开“属性过滤器”对话框,如图1-18所示,用户可自行设定。

图1-17 “按属性选择”对话框

图1-18 “属性过滤器”对话框

单击 按钮,可解除先前所设置的过滤方式。解除后用户即可选取任意的图素,但先前以过滤方式选择的图素,仍维持选取的状态。

1.8.2 对象的显示

对象的显示模式控制模型以边缘、轮廓线或面显示,各种显示模式的切换可通过单击“视图”工具栏中的 阴影和边缘图标实现,如图1-19所示,用户可选择其中的一种。下面介绍常用的显示方法。

图1-19 对象的显示模式

· 带边着色:控制模型的边缘线和轮廓线可见或隐藏,显示和刷新速度慢。

· 着色:显示三维模型表面的情况,可以设置不同的显示颜色,轮廓线不可见。

· 静态线框:线框模式,显示所有的边缘线和轮廓线。

· 带有变暗边的线框:线框模式,对于不可见的边缘线,用灰色的细实线来显示。其他可见的边缘线用实线显示。

· 带有隐藏边的线框:线框模式,仅显示可见的边缘线。

· 局部着色:对部分表面用着色方式显示,其他表面用线框方式显示。一般用于突出表现对象的某一部分,特别是内部的形状。适用于复杂零件或装配图上的显示。

1.8.3 对象的旋转和缩放显示

1.对象的旋转操作

旋转方法很多,可以绕点旋转,绕屏幕中心法线、水平线及垂直线旋转。或者调出旋转菜单,通过精确旋转实现视图或模型的定位、布局等。

按下3D鼠标中键或者单击“视图”工具栏中的 旋转图标(快捷键为F7),可以在图形区中拖动旋转视图,调整好位置后,单击鼠标中键结束旋转。

将鼠标放置在屏幕上方中心位置,鼠标指针变成 时,对象可以绕屏幕中心法线进行旋转;放置在屏幕侧面中心位置,指针变成 时,对象可绕水平线进行旋转;放置在屏幕下方中心位置,指针变成 时,对象可绕垂直线进行旋转。

按住鼠标中键不放,直至图形区中出现,则对象可以进行绕点旋转。也可以使用视图快捷菜单上的 选项,在图形区的模型上捕获一个点设置为旋转点,在旋转状态下鼠标指针变成。旋转完毕后,再次单击鼠标右键,调出快捷菜单,选择 选项即可。

2.对象的平移、拟合和缩放

单击“视图”工具栏上的 平移图标,可以随意移动对象至合适的位置,再次单击 平移图标或者按鼠标中键结束平移。利用Shift+MB2组合键或者MB2+MB3组合键也可平移视图。

单击“视图”工具栏上的 拟合图标,可调整对象在图形区以适当的比例显示。选择“预设置”→“可视化”命令,选择“屏幕”选项,拖动滑块来调整显示百分比。

单击“视图”工具栏上的 将视图拟合到选中的区域图标,用于局部拟合。仅在视图中有对象被选中时自动激活。

对象的缩放是使用Ctrl+MB2组合键(或者MB1+MB2组合键)来放大/缩小视图,使用3D鼠标的滚轮也可以放大/缩小视图。

对象的缩放有窗口缩放和整体缩放。

· 窗口缩放:处于缩放状态时,在图形区中拖拉出矩形来指明缩放范围。

· 整体缩放:处于缩放状态时,按住鼠标左键从图形区中心向外或向内拖动,对象将被放大或缩小。

1.8.4 对象的隐藏

对象的隐藏是一个可逆过程,对于那些暂时不用或者与当前操作无关的对象,可根据需要将其暂时隐藏起来。与控制图层的可见性(控制该图层上所有对象是否可见)不同,用隐藏工具控制对象的可见性,可以不受对象所在图层的限制。

选择“编辑”→“显示与隐藏”→“隐藏”命令,或者单击“实用程序”工具栏上的 隐藏图标,即可调出隐藏的浮动工具条

· 隐藏:直接在图形区中选择需要隐藏的对象(或者用 “类选择器”选择隐藏的对象),单击 按钮即可。

· 互换显示与隐藏:选择这个命令后,原来隐藏的对象被显示出来,而图形区中的对象将被隐藏。

取消隐藏有4种方式:“不隐藏所选的”、“不隐藏所有某类型的”、“显示部件中所有的”和“不隐藏某名称的对象”。

1.9 信息查询与分析

信息查询主要查询几何对象和零件的信息,查询的内容主要是对象的属性(包括名称、图层、颜色、线型和组名单位等)。对象可以是点、实体、曲线和曲面,也可以是基准面和坐标系,还可以是部件、装配和表达式等,如图1-20所示。

图1-20 “信息”菜单

选择“信息”→“对象”命令,弹出“类选择器”对话框,选择要查询的对象,单击 按钮,系统将显示信息窗口。也可直接在图形区中选择查询对象,单击 按钮。系统显示“信息”窗口,如图1-21所示。

图1-21 “信息”窗口

1.10 UG NX 5.0应用实例

下面通过一个简单的零件模型为例,演示UG NX 5.0从建模、装配到工程图的全过程,使用户对UG NX 5.0有一个从感性到理性的全面认识。

(1)启动UG NX 5.0。选择“开始”→“所有程序”→“UG NX 5.0”,进入如图1-22所示的界面。在这里,可以浏览UG NX 5.0的新增功能介绍,可以新建UG NX 5.0文件和打开已有的UG NX 5.0文件。

图1-22 UG NX 5.0开始界面

(2)新建UG NX 5.0文件。选择“文件”→“新建”菜单或 标准工具条图标,打开“文件新建”对话框。确认单位为“毫米”,确定文件的存放路径,在“名称”栏中输入默认文件名为model1.prt,如图1-23所示。

图1-23 “文件新建”对话框

文件的命名规则应能体现文件的意义,如部件文件Part1_mm,装配文件Part_asm,制图文件Part1_dwg等。

单击 按钮,系统创建文件,并进入UG的基础环境界面Gateway。Gateway允许用户回顾已有文件并得到这些文件的有关信息。要创建或编辑文件的图形,必须进入某一种应用模块,可以从 菜单进入相应的应用模块,如图1-24所示。

图1-24 UG NX 5.0的基础环境界面

(3)进入建模应用模块。选择“开始”→“所有应用模块”→“建模”,进入建模应用模块。

(4)创建100×100×50的长方体。选择“插入”→“设计特征”→“长方体”菜单或 成形特征工具条图标,打开“长方体”对话框,如图1-25 所示。在“长度”、“宽度”、“高度”字段中输入“100”、“100”、“50”,单击 按钮,在坐标系原点(0, 0, 0)创建长方体,如图1-26所示。

图1-25 “长方体”对话框

图1-26 创建的长方体

(5)创建拉伸体。选择“插入”→“设计特征”→“拉伸”菜单或单击 成形特征工具条图标,弹出“拉伸”对话框,如图1-27所示。选择长方体后边为拉伸的边,在“终点”字段中输入“25”,作为拉伸距离,如图1-28所示。

图1-27 “拉伸”对话框

图1-28 选择拉伸的边

在“拉伸”对话框中,打开“偏置”下拉对话框,如图1-29 所示。选择“偏置”方法为“两侧”,在“开始”字段中输入“0”,在“终点”字段中输入“30”,按Enter键,向箭头反方向偏置,如图1-30所示。在“拉伸”对话框中,选择 布尔求和图标。单击 按钮,结束拉伸操作。

图1-29 “拉伸”对话框中的“偏置”

图1-30 设置结束偏置值

(6)创建3×8倒角特征。选择“插入”→“细节特征”→“倒斜角”菜单或 特征操作工具条图标,打开“倒斜角”对话框,选择 非对称图标,如图1-31所示。设置距离1为50,距离2为10。选择拉伸体左边为倒角边,如图1-32所示。单击 按钮,完成倒角特征。

图1-31 “倒角”对话框

图1-32 选择倒角边

(7)创建基准平面,作为步骤8的定位基准和步骤9的镜像平面。选择“插入”→“基准/点”→“基准平面”菜单或 成形特征工具条图标,弹出“基准平面”对话框,如图1-33所示。选择 类型图标,如图1-34所示。选择左平面作为第一基准参考面。

图1-33 “基准平面”对话框

图1-34 选择左平面

旋转该实体(按下鼠标中建并移动鼠标)至合适位置,选择右平面,如图1-35所示。单击按钮,完成中间基准面特征的创建,如图1-36所示。

图1-35 选择右平面

图1-36 创建基准面特征后的图形

(8)创建通孔特征。选择“插入”→“设计特征”→“孔”菜单或 成形特征工具条图标,打开“孔”对话框,使用默认类型为“简单孔”,设置孔直径为15,如图1-37所示。选择长方体上表面为孔的放置平面,如图1-38所示。

图1-37 设置孔类型和参数

图1-38 选择孔放置表面

单击“孔”对话框中的 按钮,打开“定位”对话框,如图1-39所示。使用默认“垂直的”定位方式,选择基准面为定位基准,如图1-40所示。在“定位”对话框的“当前表达式”字段中输入距离值25,确定第一个定位尺寸,单击“应用”按钮,如图1-41所示。

图1-39 “定位”对话框

图1-40 选择定位基准

图1-41 孔定位

(9)继续使用“垂直的”定位方式,选择前边为定位基准,如图1-42所示。在“定位”对话框的“当前表达式”字段中输入距离值35,确定第二个定位尺寸,单击“应用”按钮,结果如图1-43所示。

图1-42 确定第二个定位尺寸

图1-43 实体通孔

(10)创建镜像孔特征。选择“插入”→“关联复制”→“镜像特征”菜单或 特征操作工具条图标,打开“镜像特征”对话框,如图1-44所示。选择孔特征作为要镜像的特征。选择“镜像特征”对话框中的 镜像平面图标,选择基准面为镜像平面。单击“镜像特征”对话框中的 按钮,完成镜像特征操作,如图1-45所示。

图1-44 “镜像特征”对话框

图1-45 镜像后的部件模型

(11)保存文件。选择“文件”→“保存”菜单或 图标,保存文件。用户应该经常保存所做的工作,以免发生异常时丢失文件数据。

1.11 UG NX 5.0的主模型概念

主模型是所有下游应用(装配、制图、结构分析、运动分析和数控加工等)的基础模型。在下游应用中装载引用主模型开展自己的工作,它们不包含主模型的任何数据信息,只包含指向主模型的指针。这样做有如下好处:

· 保证所有应用数据的一致性,所有应用使用的是统一的数据库。

· 避免和防止下游应用对主模型的修改。

· 大大减小了下游应用文件的大小。

主模型的概念可用图1-46表示。

图1-46 主模型概念示意图

1.12 本章小结

UG NX是一种功能强大、应用领域广泛的机械CAD/CAE/CAM软件。本章介绍了UG NX的历史、特点及安装过程,并结合实例讲述了UG NX 5.0的基本建模方法,叙述了主模型和非主模型的概念,这是今后装配和工程图中重要的概念。

1.13 练习

参考本章的应用实例,独立完成实体模型,如图1-47所示。

图1-47 实体模型