1.2 UG NX 11.0概述

与以往使用较多的AutoCAD等通用绘图软件相比，UG直接采用统一的数据库、矢量化和关联性处理、三维建模与二维工程图相关联等技术，大大缩短了用户的设计时间，提高了工作效率。UG的应用范围涉及汽车与交通、航空航天、日用消费品、通用机械以及电子工业等领域。

1.2.1 UG NX软件简介

UG NX软件融合了线框模型、曲面造型和实体造型技术，建立在统一的、关联的数据库基础上，提供工程意义的完全结合，从而使软件内部各个模块的数据都能够实现自由切换。特别是该软件的基本特征操作作为交互操作的基础单位，能够使用户在更高层次上进行更为专业的设计和分析，实现了并行工程的集成联动。

随着UG软件的不断更新和功能的不断完善，该软件将进一步朝着专业化和智能化的方向发展。其主要特点如下：

1.智能化的操作环境

伴随UG NX软件的不断更新，其操作界面更加人性化。UG NX 11.0的Ribbon界面使用选项卡的形式，对各种功能、命令进行分类，绝大多数功能都可以通过按钮操作来实现。在进行对象操作时，具有自动推理功能，同时在每个操作步骤中，绘图区上方的信息栏和提示栏中都有提示操作信息，便于用户做出正确的选择。UG NX 11.0的工作界面如图1-1所示。

2.建模的灵活性

利用UG NX软件可以进行复合建模，需要时可以进行全参数设计，而且在设计过程中不需要定义和参数化新曲线，可以直接利用实体边缘。此外，可以方便地在模型上添加凸垫、键槽、凸台、斜角及挖壳等特征，直接引用这些特征的固有模式，只需进行少量参数设置即可完成特征设置，使用灵活方便。

3.参数化建模特性

传统的实体造型系统都是用固定尺寸值来定义产品的几何元素，为了避免反复修改，UG NX软件增加了参数化设计功能，使产品设计伴随结构尺寸的修改和使用环境的变化而自动修改，节约了大量的设计时间。图1-2所示为参数化设计的一种表现方式，即使用关系式建立模型尺寸间的约束。

4.协同化的装配设计

UG NX软件提供自上而下和自底向上两种产品结构的定义方式，并可在上、下文中进行设计/编辑。它具有高级的装配导航工具，既可图示装配树结构，又可方便快速地确定部件位置。通过装配导航工具可隐藏或关闭特征组件。此外，它还具有强大的零件间的相关性，通过更改关联性，可改变零件的装配关系。

5.集成的工程图设计

在创建了三维模型后，利用UG NX软件可以直接投影成二维图，并且按ISO标准和国际标准自动标注尺寸、几何公差和汉字说明等；还可以对生成的二维图进行剖视，剖视图自动关联到模型和剖切线位置。另外，利用UG NX还可以进行工程图模板的设置，在绘制工程图的过程中，可以方便地调用，省去了烦琐的模板设计过程，提高了绘制工程图的效率。

1.2.2 UG NX 11.0功能模块

UG软件是知识驱动自动化技术领域的领先者，在汽车与交通、航空航天、日用消费品、通用机械、医疗器械和电子工业，以及其他高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场中得到了广泛的应用。

目前，在美国航空航天工业已经安装了15000多套UG软件，并且该软件几乎占有全部的俄罗斯航空市场和北美汽车发动机市场。UGS PLM软件公司一直在支持美国通用汽车、波音、GE喷气发动机等公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目，同时UG NX软件也是日本著名汽车零部件制造商DENSO公司的计算机应用标准。自从1990年UG软件进入我国以来，得到了越来越广泛的应用，现已成为我国工业界主要使用的大型CAD/CAE/CAM软件。

UG NX软件将CAD/CAM/CAE三大系统紧密集成，用户在使用UG软件强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配及创建工程图等功能时，可以使用CAE模块进行有限元分析、运动分析和仿真模拟，以提高设计的可靠性。根据建立的三维模型，还可由CAM模块直接生成数控代码，用于产品加工。

UG NX 11.0的功能非常强大，涉及到工业设计与制造的各个层面。其功能是靠各个功能模块来实现的，利用不同的功能模块来实现不同的用途，从而支持强大的UG NX三维软件。UG NX软件的整个系统由大量的模块构成，可以分为以下四大功能模块。

1.环境功能模块

基本环境功能模块即基础模块，它仅提供一些最基本的操作，如新建文件、打开文件、输入/输入不同格式的文件、层的控制、视图定义和对象操作等，是其他模块的基础。

2. CAD功能模块

UG NX 11.0的CAD功能模块拥有很强的3D建模能力，这早已被许多知名汽车制造商及航天工业界各高科技企业所肯定。CAD模块又由以下许多具有独立功能的子模块构成：

❑ 建模模块

建模模块作为新一代的产品造型模块，提供了实体建模、特征建模及自由曲面建模等先进的造型功能和辅助功能。草图工具适用于全参数化设计；曲线工具的参数化功能虽然不如草图工具，但用来构建线框图非常方便；实体工具完全整合基于约束的特征建模和显示几何建模的特性，因此可以自由使用各种特征实体、线框架构等功能；自由曲面工具是架构在融合了实体建模及曲面建模技术基础之上的超级设计工具，能设计出如工业造型设计产品中的复杂曲面外形。图1-3所示的涡轮箱体实体模型就是使用建模工具获得的。

❑ 工程制图模块

UG NX 11.0的工程制图模块由实体模块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。该模块提供自动视图布局（包括基本视图、剖视图、向视图和细节视图等），并且可以自动或手动完成尺寸标注，自动绘制剖面线、几何公差和表面粗糙度标注等。改变3D模型会同步更新工程图，从而使二维工程图与3D模型完全一致，缩短了因3D模型改变而更新二维工程图的时间。图1-4所示为使用该模块创建的箱体零件工程图。

此外，视图中还包括消隐线和相关的界面视图，当模型修改时，消隐线和相关的界面视图也是自动更新，并且可以利用自动的视图布局功能提供快速的图样布局，从而缩短工程图更新所需的时间。

❑ 装配建模模块

UG NX 11.0的装配建模模块适用于产品的模拟装配，支持“自底向上”和“自顶向下”的装配方法。装配建模的主模型可以在总装配中设计和编辑，组件以逻辑对齐、贴合和偏移等方式被灵活地配对或定位，改进了性能，实现了减少存储的需求。图1-5所示为在装配建模模块中创建的飞机发动机装配体。

❑ 模具设计模块

模具设计模块是UGS PLM软件公司提供的运行在UG软件基础上的一个智能化、参数化的注塑模设计模块。该模块为产品的分型、型腔、型芯、滑块、嵌件、推杆、镶块、复杂型芯或型腔轮廓，以及创建电火花加工的电动机、模具的模架、浇注系统和冷却系统等提供了方便的设计途径，最终的目的是生成与产品参数相关的、可数控加工的三维模具模型。此外，3D模型的每一改变均会自动地关联到型腔和型芯。图1-6所示为使用该模块功能创建模具的电子设备外壳机构。

3. CAM功能模块

UG NX 11.0的CAM功能模块拥有的过程支持功能，对于机械制造公司及与机械产品相关的公司都具有非常重要的价值。在这个工业领域中，对加工多样性的需求较高，包括对零件的大批量加工以及对铸造和焊接件的高效精加工。如此广泛的应用要求CAM软件必须灵活，并且具备对重复过程进行捕捉和自动重用的功能。

UG NX 11.0的CAM功能模块拥有非常广泛的加工能力，适用于从自动粗加工到用户定义的精加工。图1-7所示为使用型腔铣削功能创建的刀具轨迹。该模块可以自动生成加工程序，控制机床或加工中心加工零件。

4. CAE功能模块

UG NX 11.0的CAE功能模块主要包括结构分析、运动和智能建模等应用模块，提供简便易学的性能仿真工具，任何设计人员都可以进行高级的性能分析，从而获得更高质量的模型。图1-8所示为利用结构分析模块对底座部件进行的有限元分析。

1.2.3 UG NX 11.0新增功能

UG NX 11.0以全新的Ribbon界面代替了之前版本的菜单栏和工具条界面，使功能区更紧凑，工具按钮的位置更清晰，提高了设计效率。除了界面的变化，UG NX 11.0在功能方面也有多项革新。UG NX 11.0的主要新增功能简单介绍如下，在之后的章节中会分别进行详细讲解。

1. UG NX 11.0全面支持中文

相比于之前的UG NX版本，UG NX 11.0最大也最为直观的改进就是对于文件、文件路径中文名的支持。以前版本的UG NX文件名只能由字母、符号和数字组成，而UG NX 11.0可以直接指定中文名称，路径中的文件夹也可以包含中文，不需要做任何参数上的更改，如图1-9所示。

2.极点捕捉

在上边框条的捕捉区域中，增加了“极点”捕捉，如图1-10所示。可以对曲面和曲线的极点进行捕捉。

3.创意塑形功能

创意塑形是UG NX 9.0增加的测试用可选功能，而UG NX 11.0在此基础之上进行了补充和完善，并正式加入到UG软件的命令组中。创意塑形是一种快速建模，类似于3ds Max中的建模方式，不依靠数据，而是依靠体素元素进行建模，建模过程相当于捏橡皮泥。相对于传统的建模方式，具有快速、灵活的特点，是未来建模的趋势，也是UG NX的重点发展方向。

创意塑形的建模可以直接从体素形状开始，操控周围的箱子，根据需要使形状变形。可以将箱子的各个面细分为所需数量，以更好地进行控制。使用创意塑型功能可以轻松创建平滑过渡，并且有许多选项可用于创建形状。最终产品为高质量的 B 曲面，可作为编辑性很好的NX特征，而且所需时间大大缩短。这样，就可以快速实现理念概念化而无需专业知识。创意塑形可以与其他造型面和设计工具结合（或一起）使用。

在菜单按钮中选择“插入”→“创意塑形”选项，即可以进入创意塑形环境，功能区界面变更如图1-11所示。

在创意塑形功能区的“创建”组中，包含有“体素形状”“拉伸框架”“放样框架”“扫掠框架”及“管道框架”等主要创建方法。每一种命令的操作方法都与建模环境下的大体相同，只不过截面草图需要转换为折线，所创建出来的模型也包含框架顶点，如图1-12所示。

通过编辑框架顶点，对其进行拖移，便可以得到任意形状的模型，如图1-13所示。

更多创意塑形的命令在第8章中有详细介绍。

4.资源管理条增加管理选项按钮

UG NX 11.0在之前的基础上，对资源条添加了管理按钮，打开后可以对资源条进行管理，如图1-14所示。另外，在“资源条”的选项卡处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单选择停靠与隐藏，较之以前版本中选择菜单按钮→“首选项”→“资源板管理”要方便许多，如图1-15所示。

“资源条”选项卡中的命令含义说明如下：

➢ “打开销”：即以前版本中的按钮，可以对资源条进行固定。如果在UG NX 11.0中要固定资源条，就可以单击“资源条管理”按钮，弹出“资源条”选项卡，选择“打开销”选项即可。

➢ “最大化选项卡”：可以将资源条最大化，以便观察特征的附注。

➢ “位置”：包含“左侧”和“右侧”两个选项，可以直接设定资源条在绘图区中的位置，较之以前版本需要在“首选项”→“用户界面”→“布局”里修改，要方便不少。

➢ “内容”：其中包含“凸台”级联菜单，可以在其中对资源条中的选项卡进行管理。

5.其他杂项

UG NX 11.0其他部分新增功能介绍如下：

➢ “修剪与延伸”分为2个独立命令。在使用以前版本的“修剪与延伸”命令时，只能对模型进行简单的延伸与剪切式修剪，而UG NX 11.0中新增“延伸片体”命令，且能在“偏置”文本框中输入负值，对曲面进行缩短操作，如图1-16所示。该命令在第6章有详细介绍。

➢ 制图模块中增加了“2D组件”命令。在进行装配图的工程图绘制过程中，可以通过该命令添加已装配好的组件，导入后直接转化为2D图形，类似于制图中的装配，大大提高了装配图的绘制效率。在制图环境中，选择菜单按钮“插入”→“2D组件”选项，即可打开“2D组件”子菜单，如图1-17所示。

➢ “删除面”命令中新增“圆角”命令。在使用“删除面”命令时，可以在“类型”下拉列表中选择“圆角”选项，对倒圆的面进行删除，恢复到未倒圆之前的形式，如图1-18所示。

➢ 2D同步技术：通过2D同步技术，能更快、更直观地执行2D草图绘制。2D同步技术提供的2D设计灵活性和速度与创新的3D同步技术相同。它的工作方式甚至与3D同步技术相同，但在NX草图环境中提供简单直观的推拉命令。

➢ 3D同步技术：UG NX 11.0是带有同步技术的第七个版本，该技术会随着版本更替逐步成熟和完善，并实现更多功能。通过全新的同步技术功能，可直接操控边（而不是使用常用的面编辑方法）来编辑形状。与所编辑的边相邻的面会自我调整，以遵循其运动。

➢ 光线追踪工作室：全新的“光线追踪工作室”选项可让用户实时查看高质量的设计图像。“光线追踪工作室”利用多核加速图形处理器，可显示逼真的打光及部件间反射效果，从而帮助用户尽早做出设计决策。

➢ 注释功能：在UG NX 11.0中，制图和产品和加工信息（PMI）模块比以往更高效，具有多年来最重要的可用性增强功能。制图和PMI与NX的其他模块类似，利用了新的可定制功能区界面。制图和PMI中的总体用户界面与其他NX模块更加紧密结合，确保提高一致性，并缩短新用户的学习时间。一致性也是推动这些界面与用于修改和编辑注释对象的界面相同的背景因素。许多制图和PMI任务都得到简化，从而减少了鼠标移动和单击操作。例如，用于创建尺寸标注的命令数量从22减少到9，但功能并没有损失。

➢ 装配设计：UG NX 11.0装配建模中引入了许多客户驱动的增强功能。现在，可以在装配导航器中使用拖放操作或“重排序组件”命令对对象进行重排序。由于默认情况下对同一对象的多个实例进行了打包处理，因此清除了装配导航器显示内容。这些更改有助于按读者自己的理解和修改的方式设置装配。与以前相比，部件模块增强功能使得协同设计更加方便。全新的“对齐/锁定”约束，可让用户使用一个约束即可完全约束圆柱体对象（如螺栓或销），无需过多的单击操作，从而节省时间。此外，UG NX 11.0现在支持装配中的组件图样，从而提供了比过去更广泛的图样类型。用户界面已经过修改，与阵列特征保持一致，从而使得学习更高效和更方便。