UG_NX_7[1].5数控编程基础与典型范例第1章.doc

第1章 UG NX 7.5应用基础本章知识要点l UG NX 7.5的新功能l UG NX 7.5的软件特点l UG NX 7.5工作环境l UG文件和辅助工具的应用与操作基本环境界面是用户应用UG软件的初始环境界面。基本环境界面窗口主要由菜单栏、工具栏、选择条、信息栏、资源条、导航器和图形区组成。NX CAM为机床编程提供了完整的解决方案，能够让最先进的机床实现最高产量。通过实现常规任务的自动化，可节省多达90%的编程时间；通过捕获和重复使用经过验证的加工流程，实现更快的可重复NC编程。1.1 UG NX 7.5简介UG NX是Siemens PLM Software 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新，独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新，以创造出更大的利润。Siemens PLM Software发布了最新产品设计方案UG NX 7.5软件。它重新定义了CAD/CAM/CAE效率和产品开发决策。如图1-1所示为UG NX 7.5的软件启动界面。图1-1 UG NX 7.5启动界面1.1.1 UG NX 7.5新功能体验UG NX 7.5新功能体验如下：l HD3D的三维精确描述功能，以及开放、直观的可视化环境；l 新增同步建模技术，极大地提升计算机辅助设计、制造及仿真分析（CAD/CAM/CAE）效率；l “模型清理”工具使编辑从第三方CAD软件系统中导入的模型变得更轻松、快捷，可供选择的自动和手动修补功能与合并分段的几何模型的能力能快速修正不匹配的几何模型；l 智能化的CAM功能使得数控编程加工如虎添翼。l 模具设计大师MoldDM V 1.0基于NX平台，为注塑模具设计提供高效的三维一体化解决方案。它帮助客户优化设计流程，建立良好的设计管理规范，将企业设计知识固化到软件中；为塑料模具企业提供优化高效的设计工具，支持有参数和无参数情况、支持有装配和无装配情况；全3D注塑模具解决方案，从源头解决2D工程图问题；完善的深度定制开发服务，为企业构建专用高效的模具设计系统。l 与NX深度集成的专业模具ERP-eMan制造执行系统，可以实现从订单到发货的模具企业全流程化管理，并进行优化，防止不合理调度造成的延期，同时对模具整个生产周期进行实时监控。1.1.2 UG NX 7.5提升产品开发效率UG NX 7.5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任务，以直观的方式提供信息，而且能够验证决策，以全面提升产品开发效率。1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，它们能够提升您的效率，加速设计过程，降低成本并改进决策。2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。3加工制造效率UG NX 7.5以全新工具提升生产效率，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（ Turbomachinery Milling）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（CMM Inspection Programming）可帮助您自动利用直观的产品与制造信息（PMI）模型数据。4NX GC工具箱NX GC工具箱旨在满足中国用户对NX的特殊需求，包含标准化的GB环境。使用NX GC工具箱将帮助您在进行产品设计时，大大提高标准化程度和工作效率。1.1.3 UG NX 7.5的软件特点UG NX 7.5的软件特点主要体现在以下几个方面。1工业设计和造型NX提供了一整套灵活的造型、编辑及分析工具，构成完整的数字化产品开发解决方案中的重要一环。如图1-2所示为利用NX外观造型模块来设计的工业产品。2机械设计NX机械设计工具提供超强的能力和全面的功能，更加灵活，更具效率，更具协同开发能力。如图1-3所示为利用NX建模模块来设计的机械产品。 图1-2 NX工业产品 图1-3 NX机械产品3机电系统设计NX将机械、电气和电子设计与分析和制造集成起来，为机电生命周期中的每个阶段提供支持。NX使MCAD和ECAD领域的双向数据交换变得更加方便，并且提供专门的功能来帮助协调和加快多部门的机电设计，包括钣金设计、工业设计和柔性印刷电路板（PCB）设计。如图1-4所示为利用UG灵活印刷电路设计模块来设计的PCB板。图1-4 NX机电系统产品PCB板4机械仿真NX提供了业内最广泛的多学科领域仿真解决方案，通过全面高效的前后处理和解算器，充分发挥在模型准备、解析及后期处理方面的强大功能。如图1-5所示为利用UG运动仿真模块对产品进行运动仿真范例。图1-5 UG运动仿真5机电仿真NX 能够进行针对机电产品所有主要故障模式的仿真解决方案：温度、振动，以及粉尘或湿度。如图1-6所示为利用UG设计仿真模块进行机电产品的设计仿真范例。6工装模具和夹具设计NX 工装模具应用程序使设计效率延伸到制造，与产品模型建立动态关联，来准确地制造工装模具、注塑模、冲模及工件夹具。如图1-7所示为利用UG注塑模向导模块设计模具的范例。 图1-6 机电产品的设计仿真 图1-7 UG模具设计7机械加工NX CAM为机床编程提供了完整的解决方案，能够让最先进的机床实现最高产量。通过实现常规任务的自动化，可节省多达90%的编程时间；通过捕获和重复使用经过验证的加工流程，实现更快的可重复NC编程。如图1-8所示为利用UG加工模块来加工零件的范例。 图1-8 UG零件加工8工程流程管理有越来越多的产品制造商将他们的工程、设计和制造业务分散在最为经济高效的运营地点。NX的工程流程管理方法很安全,经过精心组织的流程知识源，可供公司推动全球产品的开发。NX工程流程管理得到了Teamcenter的强力支持，提供了产品工程和流程知识的单一来源，并与CAD、CAM和CAE无缝集成。1.2 UG NX 7.5工作环境UG NX 7.5拥有具有创新性的用户界面环境，不仅极大地提高了生产力，而且显著改善了使用性能。与以前版本相比，重新设计的菜单和输入对话框更能表达出所需执行命令，这一风格在整个系统中均得以保存，此外还可重复使用各种共用方式，以提高操作的一致性和透明性。1.2.1 UG NX 7.5欢迎界面启动UG NX 7.5，程序随即自动运行并弹出如图1-9所示的欢迎界面。欢迎界面中包含有软件模块、角色、定制、命令等功能的简易介绍。图1-9 UG NX 7.5的欢迎界面1.2.2 UG NX 7.5基本环境界面基本环境界面是用户应用UG软件的初始环境界面。在欢迎界面窗口中单击【标准】工具条上的【新建】按钮，程序弹出【新建】对话框，如图1-10所示。通过该对话框，用户可以为新建立的模型文件重命名、重设文件保存路径等，最后单击【确定】按钮，随即进入UG NX 7.5的基本环境界面。命名新文件可更改保存路径图1-10 新建模型文件进入的UG NX 7.5基本环境界面，如图1-11所示。菜单栏选择条资源条导航器工具栏信息栏图形区图1-11 基本环境界面基本环境界面窗口主要由菜单栏、工具栏、选择条、信息栏、资源条、导航器和图形区组成，接下来将这几个主要组成部分进行简要介绍。1菜单栏菜单栏中包含了UG所有的菜单操作命令。在调出功能模块后，模块里的功能命令被自动加载到菜单条中，否则菜单条中仅有基本环境中简单的菜单命令。菜单栏上各个功能菜单条如图1-12所示。图1-12 菜单栏上的功能菜单条2工具栏UG工具栏中放置了各个模块的功能命令工具条，除了能在工具条中找到相应的功能命令外，还可通过程序的“定制”命令任意地放置功能命令。工具条上的按钮图标下方有功能命令的名称，在不熟悉图标按钮的情况下，可通过按钮名称快速找出功能命令。命令按钮右侧带有下三角按钮，可通过此按钮将其余的命令按钮显示于工具条上。用户可通过在工具栏空白处右击，然后在弹出的快捷菜单中将工具条调出来，如图1-13所示。 图1-13 工具条的调出3选择条选择条中包含了用以控制图形区中特征的选择类型过滤器、选择约束、常规选择过滤器等工具。选择条上的选择工具如图1-14所示。图1-14 选择条上的选择工具4信息栏信息栏主要显示用户即将进行操作的文字提示，它极大地方便了初学者。5资源条资源条工具条上包含了UG NX 7.5的部件导航器、装配导航器、重用库、历史记录、角色等工具，使用户能体现UG部件操作的强大功能，如图1-15所示。图1-15 资源条工具条6导航器导航器是控制工作部件当前状态下的模型显示、图纸内容及装配结构等，导航器位于图形窗口一侧的资源条上，要么在如上图所示的【资源条】工具条中。它包括部件导航器和装配导航器。l 部件导航器：显示当前活动部件（称为工作部件）的模型和图纸内容。l 装配导航器：显示顶层装配部件的结构。7图形区图形区是用户进行3D、2D设计的图形创建、编辑区域。1.3 UG文件操作文件管理包括新建文件、打开文件、保存文件、关闭文件和文件的导入与导出等操作。这些操作可通过如图1-16所示的【标准】工具条上的工具来完成，或者通过选择如图1-17所示的【文件】菜单中的相关命令来完成。 图1-16 【标准】工具条 图1-17 【文件】菜单1.3.1 新建文件在菜单栏上执行【文件】|【新建】命令，或者在【标准】工具条上单击【新建】按钮，程序弹出如图1-18所示的【新建】对话框。通过此对话框，用户可进行模型文件、图纸文件和仿真文件的创建。保留程序默认的模型文件的创建，首先设置模型文件的单位（通常为毫米），在【模板】选项列表框中包括了多个模板，如模型、装配、外观造型设计、NX钣金设计等，选择“模型”模板，再在对话框下方的【新文件名】选项区中重命名文件及新文件存放的系统路径，最后单击【确定】按钮，完成新模型文件的创建。1.3.2 打开/关闭文件在菜单栏上执行【文件】|【打开】命令，或者在【标准】工具条上单击【打开】按钮，将弹出【打开】对话框。通过该对话框，在存放模型文件的路径下选择一个模型文件后，右边即刻显示该模型的预览，再单击【OK】按钮即可打开文件。一般情况下，打开的默认路径为UG安装路径下的UGII，这时就通过“查找范围”下拉列表框找到想要打开的文件路径。如果想要打开先前打开过的模型文件，则通过资源条上的“历史记录”管理器或在菜单栏的【窗口】菜单中选择要打开的文件即可，如图1-18所示。图1-18 打开先前的模型文件1.3.3 保存文件保存文件时，既可以保存当前文件，也可以另存文件，还可以只保存工作部件或者保存书签文件。在菜单栏上执行【文件】命令，在弹出的【文件】下拉菜单中包括多个文件保存的相关命令，如图1-19所示。【文件】菜单命令中的保存命令介绍如下：l 保存：仅保存当前工作部件的编辑结果。l 仅保存工作部件：若将零件模型装配体中的单个部件（设为工作部件）进行编辑，则最后执行此命令时，仅对该工作部件编辑结果进行保存，其他非工作部件的更改或编辑结果不被保存。l 另存为：使用其他名称或其他系统路径来保存部件文件。l 全部保存：保存已修改的部件和所有的顶级装配部件，在3D模型设计过程中经常执行此命令进行文件的保存。l 保存书签：在书签文件中保存装配关联，包括组件可见性、加载选项和组件组。如果仅保存当前工作部件的编辑结果，则在菜单栏上执行【文件】|【保存】命令，或者单击【标准】工具条上的【保存】按钮，就会弹出【命名部件】对话框，如图1-20所示。 图1-19 保存命令 图1-20 【命名部件】对话框1.3.4 导入/导出文件“文件的导入”是指加载以其他格式类型保存的文件，此类文件可以是UG保存的，也可以是其他3D/2D软件保存的。“文件的导出”是在UG中以其他格式类型来保存文件。文件的导入与导出有两种方法：打开与另存为和使用UG转换工具。1打开与另存为在打开与另存为文件时，也可以直接将其他格式文件导入与导出。在打开文件时，在【打开】对话框中的【文件类型】下拉列表框中选择文件类型后，在浏览路径中显示其他格式的文件，选择一个文件，单击【OK】按钮即可导入该文件，如图1-21所示。在保存文件时，在菜单栏执行【文件】|【另存为】命令，并在弹出的【另存为】对话框中的【保存类型】下拉列表框中选择要保存的文件类型，单击【OK】按钮后便可将模型文件保存为指定的文件格式类型。选择文件类型图1-21 打开其他格式的文件2使用UG转换工具在菜单栏的【文件】下拉菜单中的【导入】命令和【导出】命令，就是利用UG自身的格式转换工具来进行的。如果要导入其他格式文件（如STEP），则可在菜单栏中执行【文件】|【导入】|【STEP203】命令，程序弹出【导入自STEP203选项】对话框，通过在对话框中单击【浏览】按钮，然后在保存路径中找到.stp类型的文件，再单击【确定】按钮即可打开该类型的文件，如图1-22所示。图1-22 通过UG转换工具导入.stp格式的文件1.4 常用辅助工具学习UG NX 7.5的基础过程中，应该了解和掌握常用的辅助设计工具。这些辅助工具包括基准平面、基准轴、基准CSYS、基准点、矢量构造器，以及测量距离和测量角度等。1.4.1 基准平面基准平面是构造其他造型特征的参照平面。在【特征】工具条上单击【基准平面】按钮，程序弹出【基准平面】对话框，如图1-23所示。1.4.2 基准轴基准轴用以做旋转体的旋转轴，它是一个抽象的特征，但需要具体形象来表达。在菜单栏中执行【插入】【基准/点】【基准轴】命令，或者在【特征】工具条中单击【基准平面】按钮，程序弹出【基准轴】对话框，如图1-23所示。1.4.3 基准CSYS在建模过程中时常要新建基准坐标系。在【特征】工具条上单击【基准CSYS】按钮，程序弹出【基准CSYS】对话框，如图1-25所示。1.4.4 基准点在建模过程中，时常需要创建基准点，如矢量起点、直线起点或终点、特征参考点等特征。在【特征操作】工具条上单击【点】按钮，弹出【点】对话框，如图1-26所示。 图1-23 【基准平面】对话框 图1-24 【基准轴】对话框 图1-25 【基准CSYS】对话框 图1-26 【点】对话框1.4.5 矢量构造器在UG建模过程中，还经常用到矢量构造器来创建矢量。比如实体构建时的生成方向、投影方向、特征生成方向等。矢量构造器存在于特征创建的对话框中，例如在【特征】工具条上单击【回转】按钮，弹出【回转】对话框。再单击该对话框中的【矢量构造器】按钮，将弹出【矢量】对话框，如图1-27所示。1.4.6 测量工具用户在产品建模过程中，通常需要对参照模型进行距离、角度等测量，这便于辅助设计，并保证设计工作能顺利完成。单击此按钮图1-27 矢量构造器1测量距离“测量距离”工具可用于测量几何特征间的长度、半径、圆周边、组间距等实际距离，同时还可以测量屏幕距离。在【实用】工具条上单击【测量距离】按钮，弹出【测量距离】对话框，如图1-28所示。“测量距离”工具可以测量任意两点间的实际距离、投影距离、屏幕距离、曲线长度、半径、在曲线上两点间的曲线长度等，如图1-29所示。两点距离投影距离屏幕距离曲线长度圆弧半径两点曲线图1-28 【测量距离】对话框 图1-29 各种距离测量类型2测量角度“测量角度”工具主要是计算两个对象之间或由三点定义的两直线之间的夹角。“测量角度”工具也可进行屏幕角度的测量。在【实用】工具条上单击【测量角度】按钮，弹出【测量角度】对话框，如图1-30所示。【测量角度】对话框中包括3种测量类型：按对象、按3点和按屏幕点（如图1-31所示）。l 按对象：“按对象”就是按指定的对象进行角度测量，这个对象可以是点、线或平面。由于角度是由两个对象所构成，因此在选择第一个对象时，包括有3种可供选择的参考类型：对象、特征（主要指装配部件）和矢量。在选择第二个对象时，也包括了相同的参考类型，这6个类型按排列方法可排出9种测量方法。通常应用得较多的测量方法是对象与对象、对象与特征、对象与矢量。按对象测量角度按3点测量角度按屏幕点测量角度图1-30 【测量角度】对话框 图1-31 各种角度测量类型l 按3点：“按3点”就是以3个点定义的交于一点的两基线（抽象的直线），并计算出相交直线的夹角。l 按屏幕点：“按屏幕点”就是在屏幕视图中选取两点来测量两个对象之间的角度。平面角度不能表达出两个对象之间的实际角度。“按屏幕点”测量角度的方法与“按3点”测量角度的方法相同。1.5 本章小结UG NX 7.5软件是一个功能十分强大的CAD系统。本章主要介绍了UG NX 7.5软件的特点和功能、工作环境界面、文件操作，及常用辅助工具等基本概念与认识，使读者对UG NX 7.5设计上的应用有了初步了解，同时希望读者在初步认识上结合本章提供的习题加以练习，为后续的功课打下坚实的基础。1.6 课后习题（1）UG NX 7.5有哪些新功能？（2）UG NX 7.5软件特点是什么？（3）UG文件的操作包括哪些内容？（4）UG测量工具有什么用处？