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1、第第1 1章章 UG UG 基礎知識基礎知識 UGUG軟件概述軟件概述UG UG 的工作界面的工作界面UGUG的文件操作的文件操作UGUG視圖調(diào)整視圖調(diào)整UGUG圖層和坐標系圖層和坐標系UGUG的對象操作和管理的對象操作和管理 1 1.1.1 UG軟件特點 UG是當今最先進的計算機輔助設計、分析和制造軟件，廣泛應用于航空航天、汽車、造船、通用機械和電子等工業(yè)領域。UG提供了一個基于過程的產(chǎn)品設計環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)從設計到加工真正實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設計與制造。1.1 UG軟件概述 2UG NX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

2、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。31.1.2 UG 功能模塊 1CAD模塊 CAD（Computer Aided Design，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。4自由曲面建模，它把實體建模與曲面建模技術融合在一

3、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。52CAM模塊 CAM（Computer Aided Manufacturing，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

4、。6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。3CAE模塊 CAE（Computer Aided Engineering，計算機輔助工程）主要包括機構運動及運動力學分析、結(jié)構分析、注塑流體仿真等模塊。7機構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。1.1.3 UG產(chǎn)品設計過程 使用UG軟件進行產(chǎn)品設計時應遵循

5、一定的設計過程，才能保證結(jié)果的合理性和正確性。其設計過程一般包括以下五步。8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)構以及約束等設計中需要注意的方面。第三步，關鍵結(jié)構的設計。主要是對產(chǎn)品的主體結(jié)構進行設計，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)構設計完成后，需要單獨設計每個零件結(jié)構。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。91.1.4 UG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

6、“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。101.1.5 UG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。1

7、1例如，如下圖所示，中圖的“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“相關性”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?；剞D(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 12啟動UG 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1.2 UG 的工作界面13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。

8、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 141.2.1 菜單欄 與大部分軟件一樣，UG 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) 15下面首先簡要介紹一下各主菜單項的功能：文件文件：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

9、和攝像機等。插入插入：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。16工具工具：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：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、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。信息信息：其主要的功能是列出所指定的項目或零件的信息。17

10、分析分析：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。181.2.2 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”、“實用”和“分析”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“

11、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19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

12、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20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”等分析工具條 分析工具就是用來分析對象

13、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分析工具按鈕21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“選擇桿”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”選擇桿工具條 22此按鈕“清除捕捉點”點擊“啟動捕捉點”捕捉點工具條 23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

14、快捷菜單中進行選擇，或者點“定制”，再從彈出菜單中勾選。24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”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 251.2.3 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Process Studio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，System visualization scene導航器用于設置“藝術外觀”模式下的背景部件導

15、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Manufacturing Wizards導航器為加工向?qū)В翱谥刑峁┑氖沁M入CAM中各個功能模塊的向?qū)?61.2.4 操作區(qū)“操作區(qū)”也叫“繪圖區(qū)”，是UG的工作區(qū)域，用于顯示或制作模型。操作區(qū) 操作區(qū)的快捷操作菜單模型 絕對坐標系27運行UG，新建或打開一個文件，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點“定制”按鈕11.3 上機實踐工具條的定制28在打開的“定制”對話框中取消“選擇桿”前的“勾”，然后勾選“曲線”及“曲面”項，完成后

16、單擊“關閉”按鈕，完成工具條的定制 2添加的“曲線”和“曲 面”工具條291.4.1 新建文件 啟動UG 后，單擊“新建”按鈕 或選擇“文件”“新建”菜單 11.4 UG的文件操作30在打開的“文件新建”對話框中選擇模型標簽頁中的“模型”項，設置其單位、名稱及保存位置，然后單擊“確定”按鈕完成文件的新建 2文件類型311.4.2 打開和導入文件 選擇“文件”“打開”菜單或在工具欄中單擊“打開”按鈕，可打開“打開部件文件”對話框，在該對話框中選擇已存在的模型文件，而后單擊“OK”按鈕完成文件的裝載。UG也可導入其他工程軟件（如iges）制作的模型文件。選擇“文件”“導入”“iges”命令，然后在

17、打開的對話框中選擇要導入的iges文件即可 32文件的保存十分簡單，選擇“文件”“保存”菜單或單擊工具欄中的“保存”按鈕 ，即可完成文件的保存1.4.3 保存文件 如果需要將當前圖形另存為一個文件，可選擇“文件”“另存為”菜單，打開“部件另存為”對話框，重新設置文件名、保存位置和文件類型，然后單擊“OK”按鈕將文件保存 331.4.4 文件間的切換 在有多個模型同時打開時，如果需要從一個文件切換到另一個文件進行操作，可打開“窗口”菜單，該菜單中包含了所打開的文件列表，單擊要切換的文件名便可以在不同的文件之間切換341.5.1 使用鼠標和鍵盤快速調(diào)整視圖 1.5 UG視圖調(diào)整 在UG中，鼠標滾輪

18、（同時又是鼠標中鍵）非常重要，使用它能夠快速縮放、平移和旋轉(zhuǎn)視圖。此外這3個鍵在不同的位置與鍵盤的一些按鍵組合使用可以實現(xiàn)不同的功能，具體作用如下表所示。35按鍵位置執(zhí)行操作鼠標中鍵繪圖區(qū)滾動鼠標滾輪，可實現(xiàn)縮放繪圖區(qū)按住鼠標中鍵移動，可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)（如左圖）【Shift】鼠標中鍵繪圖區(qū)移動，可實現(xiàn)平移（如右圖）【Ctrl】鼠標中鍵繪圖區(qū)上下移動，可實現(xiàn)縮放 鼠標中鍵鼠標右鍵繪圖區(qū)移動，可實現(xiàn)平移鼠標右鍵繪圖區(qū)按住鼠標右鍵移動,打開快捷菜單按住鼠標中建，光標變?yōu)?形，拖動鼠標可以旋轉(zhuǎn)視圖按住【Shift】+鼠標中建，光標變?yōu)槭中?，此時拖動鼠標可以移動視圖361.5.2 使用視圖工具條調(diào)整視圖 除

19、了可以利用鼠標和按鍵快速調(diào)整視圖外，通過單擊“視圖”工具欄中的工具按鈕還可對視圖進行更多的調(diào)整，如圖所示。對于前邊的幾個按鈕，其作用與鼠標的快捷操作基本相同。單重畫當前視圖 保存當前的工作視圖 快速定位為XC-YC平面和模擬導航按鈕。按住后拖動鼠標，將具有“觀察者”的視角 切換當前視角 設置渲染模式 37“剖切剖切”按按鈕鈕：允許創(chuàng)建橫截面視圖，以更好的觀察模型的內(nèi)部結(jié)構。下面著重看一下“剖切”、“顯示模式”按鈕的作用。38選中一實體，單擊“剖切”按鈕 后，系統(tǒng)將彈出“剖切定義”對戶框，并自動以實體的中心為坐標軸的原點，在坐標的適當平面上進行剖切，如果對剖切面不滿意，可以在“剖切定義”對話框中

20、進行調(diào)節(jié)，如圖所示。未剖切的實體注意通過調(diào)整此坐標的位置，可以得到不同的剖切效果 剖切的實體39“顯示模式顯示模式”按鈕按鈕 ：單擊該按鈕將彈出一下拉菜單，選中不同的選項，在工作區(qū)中所顯示的視圖樣式有所不同。如選擇“靜態(tài)線框”模式，那么在操作區(qū)中，對象將只以線框的形式表示出來，類似于傳統(tǒng)AutoCAD的操作界面，如圖所示。線框樣式顯示的實體401.6.1 圖層操作 UG中默認為設計者提供了256個可操作圖層，在每個圖層中可以創(chuàng)建任意數(shù)量的對象，但是當前的工作圖層只能有一個，其他圖層可以設置為可見或不可見，或者有些圖層可以設置為“可選擇”狀態(tài)。1.6 UG圖層和坐標系 圖層相當于傳統(tǒng)設計者使用的

21、透明圖紙，在每個圖層中設計一部分內(nèi)容，然后將圖層疊加起來就構成模型的整體，從而方便繪制和管理對象。在UG中，圖層是三維的。41可以通過“格式”菜單下的菜單項操作圖層，這其中最常使用的菜單是“圖層設置”項，選擇后將打開“圖層設置”對話框，在此對話框中，可以將某圖層設置當前工作層，或設置為“不可見”、“可選”狀態(tài)等。可以在此輸入圖層編號，然后單擊“作為工作層”按鈕，將某一圖層設置為工作圖層這是系統(tǒng)默認為工作圖層分的組通過這些按鈕可設置當前所選擇圖層的狀態(tài)這是當前含有對象的圖層，帶有Work字樣的為當前工作圖層，帶有Visible字樣的為可見圖層，帶有Selectable字樣為可選擇圖層421.6.

22、2 坐標系操作 UG的工作坐標系主要使用笛卡兒坐標系，笛卡兒坐標系可以使用右手定則來判斷X、Y、Z軸的方向，右手定則是指右手拇指、食指和中指，三指成90張開，拇指代表正X軸方向、食指代表正Y軸方向，那么中指方向即為正Z軸方向。Z軸Y軸X軸43單擊實用工具條中的“顯示W(wǎng)CS”按鈕 即可顯示工作坐標系，然后通過選擇“格式”“WCS”“動態(tài)”菜單，可以通過拖動工作坐標系的坐標軸來移動坐標系。441.7.1 創(chuàng)建對象 新建一個模型文件，單擊“插入”下拉菜單中的“設計特征”里的“圓柱”對話框 1在“軸”標簽欄中保持默認，再在“屬性”標簽欄中將“直徑”設為“50”、“高度”設為“80”，單擊“確定”按鈕即

23、可完成圓柱對象的新建 21.7 UG的對象操作和管理其他對象的創(chuàng)建與此相似 451.7.2 選擇對象 選擇對象是一個最普遍的操作，下面來看一下選擇對象的方法。在工作區(qū)利用鼠標單擊可選擇對象，選中對象后，默認情況下對象顏色將變?yōu)榧t色，繼續(xù)單擊其他對象可選擇多個對象。此外，利用鼠標在對象周圍拖出一個方框，方框內(nèi)的對象將全部被選中。單擊即可將其選中46可在這里單擊選擇要操作的對象在“部件導航器”對話框的“模型歷史記錄”列表中選擇。47在“編輯”“選擇”二級菜單中提供了多種選擇對象的方法和類型過濾方法，如選擇“最高選擇優(yōu)先級-邊”菜單，那么在選擇模型時，將非常容易的選取邊。選擇此項后將非常容易的選擇邊

24、48選擇“信息”“對象”菜單，打開“類選擇”對話框，可以設置某些限定條件選擇不同種類的對象，從而提高工作效率。要取消對象的選取，可采用以下幾種方法。按【Esc】鍵，可取消全部對象的選取。按【Shift】鼠標左鍵，可取消選取單擊的對象。按【Ctrl】【Shift】鼠標左鍵，在取消當前選擇的同時選取光標所指的對象。491.7.3 刪除對象 刪除對象的方法十分的簡單，就是在選擇好要刪除的對象后，直接按【Delete】鍵（或在“標準”工具條中單擊“刪除”按鈕 ）即可完成刪除，如果想撤銷刪除，只需單擊“標準”工具條中的“撤銷”按鈕 。在刪除對象時我們需要注意以下幾點：不能刪除非獨立存在的對象，如實體的表

25、面、包括其他特征的對象等。不能直接刪除被其他對象引用的對象，如通過“拉伸”曲線生成實體后，不能將該曲線刪除。在對象刪除后，若執(zhí)行了“保存”命令后將無法恢復。50顯顯示示：單擊“實用工具”工具條中的“顯示”按鈕 ，然后在工作區(qū)選擇要顯示的對象，并在打開的“類選擇”對話框中單擊“確定”按鈕即可。隱藏隱藏：選擇好要隱藏的對象后，單擊“實用工具”工具條中的“隱藏”按鈕 ，即可將對象隱藏。1.7.4 隱藏對象 511.8 上機實踐繪制連接件新建一個模型文件，單擊“插入”工具條中的“設計特征”中的“長方體”按鈕，打開“長方體”對話框，將“長度”改為“130”、“寬度”改為“50”、“高度”改為“50”，單

26、擊“確定”按鈕完成長方體的制作 152選擇“插入”“任務環(huán)境中的草圖”菜單，打開“創(chuàng)建草圖”對話框，單擊長方體側(cè)面，再在“創(chuàng)建草圖”對話框中單擊“確定”按鈕進行草圖模式 2利用“直線”命令繪制圖中所示的曲線輪廓，然后單擊“草圖生成器”工具條中的“完成草圖”命令完成草圖繪制返回建模模式。再利用同樣的方法在長方體的上表面的右側(cè)繪制同樣的曲線輪廓 353單擊“特征操作”工具條中的“邊倒圓”按鈕，打開“邊倒圓”對話框，在“要倒圓的邊”標簽欄中將“半徑1”改為“25”，單擊繪有曲線輪廓端的兩側(cè)邊以及上下兩邊，然后單擊“邊倒圓”對話框中的“確定”按鈕完成倒圓 454單擊“特征”工具條中的“拉伸”按鈕，打開“拉伸”對話框，選擇長方體側(cè)面的曲線輪廓，在“拉伸”對話框的“方向”標簽欄中將“指定矢量”設為Y軸正向（指向長方體內(nèi)部）5在“限制”標簽欄中將拉伸距離改為“50”，再在“布爾”標簽欄中的“布爾”下拉列表中選擇“求差”項，然后單擊“確定”按鈕完成拉伸求差操作，用同樣的方法對長方體上表面的曲線輪廓進行操作 655