UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM（计算机辅助设计与计算机辅助制造）系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着个人计算机硬件的发展和个人用户的迅速增长，在个人计算机上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用软件，广泛应用于汽车、交通、航天航空、日用消费品、通用机械及电子工业等工程设计领域。
1.UG软件概述
UG的开发始于1990年7月，它是基于C语言开发实现的。UG NX是一个在二维和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。UG NX是Siemens PLM Software公司推出的集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化设计软件。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手段。UG NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。
UG NX 8.0是NX系列的最新版本，它在原有功能的基础上更加实用。UG NX 8.0虽具有丰富的功能，但其核心功能主要是CAD的三维实体造型。
UG NX融合了线框模型、曲面造型和实体造型技术，且该系统建立在统一的相互关联的数据库基础上，提供了工程意义上的完全结合，从而使得软件内部各个模块的数据都能够实现自由的切换。UG软件的基本特征操作作为交互操作的基础单位，能够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。
2.UGNX8.0的特点及功能模块
（1）UG软件的技术特点
1）智能化的操作环境。随着UG NX版本的不断更新，其操作界面也更加人性化，绝大多数功能都可以通过按钮操作来实现，并且在进行对象操作时，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会提示相应的操作信息，以便于做出正确的选择。
2）建模的灵活性。UG NX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，这些特征直接引用固有模式，只需进行少量参数设置，使用灵活方便。
3）参数化建模特征。传统的实体造型系统都是用固定尺寸值来定义几何元素的，为了避免产品反复修改，新一代的UG NX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，节约了大量时间。
4）协同化的装配设计。UG NX提供了由顶而下、自底向上的两种产品结构定义方式，并可在上下文中进行设计或编辑，它具有高级的装配导航工具，既可显示装配树结构，又可方便快速地确定部件位置，通过装配导航工具可以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，通过更改相关性可改变零件的装配关系。
5）集成的工程图设计。UG NX在创建了三维模型之后，可直接投影成二维图，并且能按ISO标注和GB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，UG NX还可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，提高绘制工程图的效率。
（2）UG软件的功能模块UG NX 8.0软件由多个模块组成，主要包括CAD、CAM、CAE、注塑模、钣金件、Web、管路应用、质量工程应用和逆向工程应用模块，其中每个功能模块以Gateway环境为基础，彼此之间既相互独立又存在着一定的联系。
1）UG/Gateway。UG/Gateway为所有UG NX产品提供了一个统一的基于Motif的进入捷径，是用户打开NX进入的第一个应用模块，也是执行其他交换应用模块的先决条件，为其他模块的运行提供统一的数据库支持和一个图形交互环境。
UG/Gateway支持打开已保存的部件文件、建立新的部件文件、绘制工程图及输入/输出不同格式的文件操作，同时也提供了图层控制、视图定义和显示器布局、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。
①实体建模。UG的实体建模主要包括集成了基于约束的特征建模和显性几何建模两种。可方便快速地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体、布尔运算及其表达式。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的特征建模模块提供了对建立和编辑标准设计特征的支持。常用的特征建模方法有圆柱、圆锥、球、圆台、凸垫及孔、键槽、腔体、倒圆角和倒角等。
③自由形状建模。UG自由形状建模包括设计高级的自由形状外形、复杂曲面和实体模型的创建，它是实体建模和曲面建模技术的合并。UG自由形状建模的方法包括沿曲线的扫描、二次曲线创建二次曲面体，以及在两个或多个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，通过点拟合建立模型；还可以通过修改曲线参数，或通过引入数学方程控制、编辑模型。
④工程制图。UG中的工程制图模块可通过实体模型自动生成平面工程图，还可以利用曲线功能绘制平面工程图。
⑤装配图。UG中的装配建模是用于产品的模拟装配，它支持“由底向上”和“由顶向下”的装配方法。装配建模的主模型可以在总装配的上下文中设计和编辑，组件以逻辑对齐、贴合和偏移等方式被灵活地配对或定位。
3）MoldWizard模块。MoldWizard模块是UGS提供的运行在UG NX软件基础上的一个智能化、参数化的注塑模具设计模块。MoldWizard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模架、浇注系统和冷却系统等，提供了方便有效的设计途径，最终可生成参数化的三维模具模型。
4）CAM模块。UG中的CAM模块提供了对NC加工的CLSFS建立与编辑，包括铣、多轴铣、车、线切割、钣金等加工方法的交互操作，还具有图形后处理和机床数据文件生成器的支持。另外，还提供了制造资源管理系统、切削仿真、图形导轨编辑器、机床仿真等加工或辅助加工等。
5）产品分析模块。UG中的产品分析模块集成了有限元分析功能，可用于对产品模型进行受力、受热后的变形分析。另外，还可以建立有限元模型，并对模型进行分析和对分析后的结果进行处理。
6）UG NX 8.0新增功能模块。
①“HD3D”功能。UG NX 8.0引入了“HD3D”功能。“HD3D”是一种创新的、开放的、直观的可视化方法。它是产品开发的可视示意板。HD3D通用于NX和Teamcenter软件，可与任何类型的PLM数据协同工作，其开放式架构还可以集成各种第三方应用软件。HD3D提供了一种简易和直观地搜集、比较和展示产品信息的手段，可直接运用到关键的决策当中。例如，某个用户可以运行一项报告，查找正在开发的显示为如期完成或推迟完成的部件。三维模型将直观地重点显示推迟一周以上完成的所有部件和需要关注的原因。当某一产品由数千个零部件组成时，这种可视化反馈与交互工作环境可以省去如手工查找材料清单、状态报告、解释问题所在及需要采取的措施等琐碎的工作。
HD3D除了具有基于PLM数据的可视化分析能力外，还可在NX 7Check-Mate中进行应用。NX 7Check-Mate是一种基于标准的校核应用程序，它可保证产品符合实际标准，并可使CAD模型文件结构始终保持一致。
②同步建模技术的功能增强。同步建模技术是Siemens PLM Software推出的用于提高计算机辅助设计、制造仿真分析效率的一种技术。该技术可明显提高产品设计的生产效率。
③装配关联中的设计。目前大部分产品都设计为装配件而非单个部件，每个模型部件必须与整个装配产品中的其他部件适当地建立界面。
3.UGNX7.5用户界面
安装好UG NX 7.5之后，在Windows桌面上双击UG NX 7.5的快捷图标，或者单击Windows桌面左下角的“开始”按钮，在弹出的菜单中选择“所有程序”→“UGS NX7.5”→“NX 7.5”命令，系统会自动弹出UG NX 7.5用户界面，如图4-64所示。
图4-64 UG NX 7.5用户界面
UG NX 7.5用户界面主要由标题栏、菜单栏、工具栏、绘图区、坐标系图标、提示栏、状态栏和资源导航器等部分组成。
（1）标题栏 标题栏位于UG NX 7.5用户界面的最上方，用来显示软件名称及版本号，以及当前模块和文件名等信息。
（2）菜单栏 菜单栏位于标题栏的下方，包括了软件的主要功能，每一项对应一个UG NX 7.5的功能类别。它们分别是文件、编辑、视图、插入、格式、工具、装配、信息、分析、首选项、窗口及帮助。同时每个菜单标题都提供一个下拉式的选项菜单，选项菜单中显示所有与该功能菜单有关的命令选项。
（3）工具栏UG NX 7.5有丰富的工具栏，当启动默认设置时，系统只会显示其中的几个，每个工具栏都有一行图符，每个图符代表一个功能。工具栏中的功能与菜单栏中下拉菜单中的菜单项相对应，执行相应的功能。
（4）提示栏 提示栏主要用于提示用户如何操作，是用户与计算机信息交互的主要窗口之一。在执行每个命令时，系统都会在提示栏中显示用户必须键入的信息和动作，或者提示下一个动作。
（5）状态栏 状态栏位于提示栏的右方，显示有关当前选项的消息或最近完成的功能信息。
（6）对话框轨道及轨道夹在UG NX 7.5中，几乎所有的对话框都在对话轨道预定义的位置上，用户可拖动对话框轨道将轨道夹放置在所需要的目标位置上，也可以单击轨道夹来临时隐藏一个打开的对话框。另外，可以单击轨道夹中的“松开”按钮松开对话框，使之浮在显示器上，反之单击“夹住”按钮，使其锁紧在轨道夹位置处。
（7）绘图区 绘图区是UG创建、显示和编辑图形的区域，也是进行结果分析和模拟仿真的窗口，相当于工程人员平时使用的绘图板，光标进入绘图区后，指针就会显示为选择球。
（8）坐标系图标 在UG NX 7.5的窗口左下角新增了绝对坐标系图标。在绘图区中央有一个坐标系图标，该坐标系为工作坐标系WCS，反映了当前所使用的坐标系形式和坐标方向。
（9）资源导航器 资源导航器用于浏览和编辑所创建的草图、基准平面、特征和历史记录等。在默认的情况下，资源导航器位于窗口的左侧，如图4-64所示。通过选择资源导航器上的图标可以调用装配导航器、部件导航器、操作导航器、Internet、帮助和历史记录。
4.UG软件的设计流程及实例操作
（1）UG软件的设计流程
UG NX的设计操作一般都在部件文件的基础上进行，在UG NX专业设计过程中，通常具有固定的模型和流程。UG NX的设计流程主要按照实体、特征或曲面进行部件的建模，然后进行组件装配，经过结构或运动分析来调整产品，确定零部件的最终结构特征和技术要求，最后进行专业的制图并加工成实际产品，如图4-65所示。(www.xing528.com)
图4-65 UG NX的设计流程
（2）UG软件的设计实例（连接件的设计）
1）新建图形文件。启动UG NX 7.5，新建“模型”文件“7-1.prt”，设置单位为“毫米”，单击“确定”按钮，进入“建模”模块，如图4-66所示。
2）绘制草图。选择下拉菜单中的“插入”→“草图”命令，选择YC-ZC平面作为草图平面，单击“确定”按钮，进入“草图”模块。绘制图4-67所示的草图，单击“完成草图”按钮，退出“草图”模块。
3）拉伸体1。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择图4-68所示的曲线作为“截面曲线”，并设置“开始距离”为“-7”，“结束距离”为“31”，其余保持默认设置，单击“确定”按钮。
4）拉伸体2。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择图4-69所示的曲线作为“截面曲线”，并设置“开始距离”为“0”，“结束距离”为“25”，“布尔”为“求和”，其余保持默认设置，单击“确定”按钮。
图4-66 新建
图4-67 草图
图4-68 拉伸体1
图4-69 拉伸体2
5）拉伸体3。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择图4-70所示的曲线作为“截面曲线”，并设置“开始距离”为“0”，“结束距离”为“50”，“布尔”为“求和”，其余保持默认设置，单击“确定”按钮。
图4-70 拉伸体3
6）拉伸体4。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拉伸”命令，选择图4-71所示的曲线作为“截面曲线”，并设置“开始距离”为“16”，“结束距离”为“38”，“布尔”为“求差”，其余保持默认设置，单击“确定”按钮。
图4-71 拉伸体4
7）拔模特征1。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拔模”命令，设置“类型”为“从边”，选择基准坐标系的Y轴作为“脱模方向”，选择图4-72所示的边为“固定边缘”，输入“角度1”为“7”，单击“确定”按钮。
图4-72 拔模特征1
8）拔模特征2。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拔模”命令，设置“类型”为“从边”，选择基准坐标系的Z轴作为“脱模方向”，选择图4-73所示的边为“固定边缘”，输入“角度1”为“-7”，单击“确定”按钮。
图4-73 拔模特征2
9）拔模特征3。选择下拉菜单中的“插入”→“设计特征”→“拔模”命令，设置“类型”为“从边”，选择基准坐标系的Z轴作为“脱模方向”，选择图4-74所示的边为“固定边缘”，输入“角度1”为“7”，单击“确定”按钮。
图4-74 拔模特征3
10）圆角特征1。选择下拉菜单中的“插入”→“细节特征”→“边倒圆”命令，选择图4-75所示的边，并输入“Radius 1”为“3”，单击“确定”按钮。
11）圆角特征2。选择下拉菜单中的“插入”→“细节特征”→“边倒圆”命令，选择图4-76所示的边，并输入“Radius 1”为“1”，单击“确定”按钮。
图4-75 圆角特征1
图4-76 圆角特征2
12）圆角特征3。选择下拉菜单中的“插入”→“细节特征”→“边倒圆”命令，选择图4-77所示的边，并输入“Radius 1”为“1”，单击“确定”按钮。
13）斜角特征。选择下拉菜单中的“插入”→“细节特征”→“倒斜角”命令，选择图4-78所示的边，并输入“距离”为“1”，单击“确定”按钮。
14）连接件创建完成，结果如图4-79所示。
图4-77 圆角特征3
图4-78 斜角特征
图4-79 连接件
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