- UG NX 7.0中文版从入门到精通
- 张云杰 张云静等编著
- 6字
- 2020-08-27 09:50:38
第一篇 入门篇
第1章 UG NX 7.0基础
UG的基本操作是用户学习其他UG知识的基础,是用户入门的必备知识,因此学好基本操作会为后续学习带来很多方便。正确理解UG的一些基本概念,将为用户学习其他的操作打下坚实的基础。此外,根据自己的需要改变系统的一些默认参数,也为绘制图形和在绘图区观察对象提供了方便。
本章主要介绍UG NX 7.0的特点、模块、基本操作和系统参数设置,使读者能够深刻地领会一些基本概念,掌握UG基本操作的一般方法和技巧。
1.1 UG NX 7.0概述
Unigraphics(简称UG)软件为美国UGS公司推出的五大主要产品之一,最新版本NX 7.0进行了多项以用户为核心的改进,提供了特别针对产品式样、设计、模拟和制造而开发的新功能,为用户提供了创建创新产品的新方法,并在数字化模拟、知识捕捉、可用性和系统工程四个关键领域帮助用户进行创新,它带有数据迁移工具,对希望过渡到NX的I-deas用户能够提供很大的帮助。
UG NX 7.0是一个高度集成的CAD/CAM/CAE软件系统,可应用于整个产品的开发过程,包括产品的概念设计、建模、分析和加工等。它不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和生成工程图等设计功能,还可在设计过程中进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟,提高设计的可靠性。同时,UG NX 7.0可以运用建立好的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,其后期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。
1.1.1 UG NX 7.0的操作界面
启动UG NX 7.0,新建一个文件或者打开一个文件后,将进入UG NX 7.0的基本操作界面,如图1.1所示。
从图中可以看到,UG NX 7.0的基本操作界面主要包括标题栏、菜单栏、工具条、提示栏、状态栏、绘图区和资源条等,下面介绍一下各个部分。
1.标题栏
标题栏用来显示UG的版本、进入的功能模块名称和用户当前正在使用的文件名。如图1.1所示,标题栏中显示的UG版本为“NX 7”,进入的功能模块为“建模”,用户当前使用的文件名为“06.prt”。
如果用户想进入其他的功能模块,可以单击【标准】工具条中的【开始】按钮,在其下拉菜单中选择相应的命令即可。
标题栏除了可以显示这些信息外,右侧的三个按钮还可以实现UG窗口的最小化、最大化和关闭操作。这和标准的Windows窗口相同,对于习惯使用Windows界面的用户来说非常方便。
2.菜单栏
菜单栏中显示用户经常使用的一些菜单命令,包括【文件】、【编辑】、【视图】、【插入】、【格式】、【工具】、【装配】、【信息】、【分析】、【首选项】、【窗口】和【帮助】12个主菜单。每个主菜单都包括下拉菜单,而下拉菜单中的命令选项有可能还包含有更深层级的下拉菜单(级联菜单),如图1.2所示。通过选择这些菜单命令,用户可以实现UG的一些基本操作,如选择【文件】命令,可以在打开的下拉菜单中实现文件管理操作。
图1.1 UG NX 7.0的基本操作界面
图1.2 下拉菜单
3.工具条
工具条中的按钮是各种常用操作的快捷方式,用户只要在工具条中单击相应的按钮即可方便地进行相应的操作。如单击【新建】按钮,即可打开【新建】对话框,用户可以在该对话框中创建一个新的文件。
由于UG的功能十分强大,提供的工具条也非常多,为了方便管理和使用各种工具条, UG允许用户根据自己的需要,添加当前需要的工具条,隐藏那些不用的工具条。而且工具条可以拖动到窗口的任何位置。用户可以在各种工具条中单击自己需要的按钮来实现各种操作。
4.提示栏和状态栏
提示栏用来提示用户当前可以进行的操作或者告诉用户下一步怎么做。提示栏在用户进行各种操作时特别有用,特别是对初学者或者对某一不熟悉的操作来说,根据系统的提示,往往可以很顺利地完成操作。
状态栏用来显示用户当前的一些状况或者某些操作,如用户保存某一文件后,系统将在状态栏中显示“部件已保存”。如果用户使用放大工具放大模型,系统将在状态栏中显示“放大/缩小被取消”。
5.绘图区
绘图区以图形的形式显示模型的相关信息,它是用户进行建模、编辑、装配、分析和渲染等操作的区域。绘图区不仅显示模型的形状,还显示模型的位置。模型的位置是通过各种坐标系来确定的。坐标系可以是绝对坐标系,也可以是相对坐标系。
6.资源条
资源条可以显示装配、部件、创建模型的历史、培训、帮助和系统默认选项等信息。通过资源条,用户可以很方便地获取相关信息。如用户想知道自己在创建过程中用了哪些操作,哪些部件被隐藏了,一些命令的操作过程等信息,都可以通过资源条获得。
1.1.2 UG NX 7.0的新增功能
1.NX 7.0设计
NX 7.0包括对同步建模技术的很多增强功能,这项在NX 7.0中推出的突破性技术实现了约束驱动的建模和不依赖历史的建模的结合。新版本中的改善包括:支持的零件和几何体范围大幅度扩大、改善了多CAD环境的工作流程并简化了几何体重用方法。
(1)导入的几何体的工作流程得到简化。
NX 7.0提供了新的面优化和倒圆替换功能,可简化使用导入的或经转换的几何体的工作。为了对曲面进行优化,此软件简化了曲面类型,能对面进行合并,提高边缘准确性,并能识别曲面倒圆。NX 7.0还可以将导入的B曲面转换为规则曲面,如滚球倒圆等,可以通过更改尺寸参数进行编辑。对于原始模型或导入的模型,无论特征历史如何,设计师都可以向有倒角的面分配倒角属性和调整其大小,从而添加偏置和角度。
(2)特征创建选项简化后续变更。
通过NX 7.0,设计师可以在使用不依赖历史的方法建模孔、边缘倒圆和倒角时创建参数化特征。通过此选项,特征参数将得以保留,以便以后通过参数更改几何体。
(3)改善不依赖历史的装配建模。
在不依赖历史模式中移动面的能力在NX 7.0中得到了增强,能够同时操作装配体中的多个部件面。设计师直接更改选择范围,以包括整个装配体,就可以将此功能扩展到活动零件之外。
(4)改善阵列建模。
不依赖历史的模式中的面阵列操作会在零件导航器中创建阵列特征,可以更方便地进行编辑。当设计师移动或拉动任何阵列实例上的面或偏置区域时,所有实例都将更新。应用到阵列实例的倒圆、倒角和孔等其他特征也会在编辑阵列时自动更新。
(5)改善薄壁零件的处理。
很多面编辑命令都添加了一个选项,用于简化彼此偏置的面的选择。此功能可识别薄壁零件的厚度(例如筋板),简化塑料和钣金零件的同步建模。
(6)在同步模式中更好地进行定位,成功体现设计意图。
NX 7.0添加了尺寸锁定和固定约束,从而防止大小或位置改变。增加了一个新命令,用于向所选面添加三维固定约束,从而建立所需的行为。在不依赖历史的模式中,线性、角度和半径尺寸均包括一个锁定选项。这些工具能够有效地向没有历史记录和参数的模型添加设计规则。设计师可以使用新的显示命令高亮显示和审查固定约束和锁定的尺寸。
(7)简化横截面编辑。
NX 7.0能在不依赖历史的模式中简化基于横截面的三维模型更改。设计师可以通过更改横截面曲线来切割模型和编辑模型或其特征。
(8)改善形状评估。
NX 7.0在核心建模工具集中包括曲线形状分析。设计师可以通过曲率梳显示分析曲线和边缘,能够完全控制顶部轮廓线、梳针的数量和颜色、比例和比例因子。NX 7.0还显示曲率顶点和拐点。此外,设计师还可以评估曲线和参考对象之间的连续性,以检查偏差,如位置、相切和加速度误差。在曲面建模方面应用曲线形状分析,能够验证用于创建曲面的曲线之间的连续性。
2.NX 7.0制图
NX 7.0包含两个新制图选项,能自动配置符合中国(GB)和俄罗斯(ESKD)标准的标注和制图视图首选项。设计师可以在制图和三维标注环境中选择二者中的任意一个选项来配置超过200个符合标准的设置。
3.NX 7.0数字化仿真
(1)用于数字化仿真的同步建模技术。
NX 7.0的同步建模技术增强功能可加速原始或导入的几何体的CAE模型准备流程,从而促进仿真工作。CAE分析人员可以使用同步建模技术进行几何体清理和优化,为独立CAE预处理器有限的几何体功能提供更为高效的替代项,消除依赖于历史的CAD编辑的复杂性。通过NX 7.0,CAE专家可以极大地减少修复由于几何体导入不完整而产生的不准确情况,通过消除与分析不相关的特性优化模型。
(2)更快优化和抽象几何体。
NX 7.0能进一步加快模型的准备工作,它提供了改善的中间面生成功能和更为准确的边缘拆分操作,并能自动为已分解为多个主体的几何体生成网格连接条件。
(3)改善网格。
NX 7.0引入了对Nastran金字塔体单元和Abaqus垫片单元的支持。四面体网格的内存管理也得到了增强,能极大地改善网格性能。添加了用于仅包含四边形的网格的分析选项,三角形单元在其中不适合或不能被接受。NX 7.0推出的一项新功能可以使用节点和底层实体网格的连接在三维实体单元上创建二维单元的曲面涂层。
(4)面向CAE的增强材料功能。
NX Advanced Simulation包括对仿真中材料的多项增强功能。分析人员可以维护独立的客户材料库,并可直接在NX 7.0中创建、编辑和删除库中的材料。对各向同性和流体材料的增强允许输入表达式(公式、函数、引用和常量)作为属性值和指定单位。还支持对表格值进行图示。另外,还为Nastran、Abaqus和ANSYS解算器添加了超弹性材料模型。
(5)改善运动仿真。
NX Motion Simulation Joint Wizard已进行了增强,能够自动将装配约束(以及旧式配对条件)转换为相应的连接和链接与联合。在之前的版本中,仅仅支持配对条件。对于装配约束,此向导现在会根据装配约束中引用的部件的自由度创建相应的联合类型。
(6)有限元模型相关性分析。
NX Finite Element(FE)Model Correlation(有限元模型相关性)分析软件支持用户对仿真和模态测试结果进行定量和定性比较,并能够对两个不同的仿真进行比较,提供了用于以几何方式对模型进行对齐、对两个解决方案中的模型进行配对、并排查看模型形状以及计算和显示关联指标的工具。NX FE Model Correlation作为NX Advanced Simulation(高级仿真)和NX Advanced FEM(高级有限元)的插件提供,以便利用NX环境的强大功能和易用性。
(7)通过自动化提高效率。
在NX 7.0中,已经对NX Open应用程序编程接口进行了增强,现在包括有限元建模、解算和后处理。通过使用NX Open,各个企业可以自动执行重复性任务,并捕获CAE流程知识。然后可以将自动仿真流程分发到其他工程和设计部门,使其能够运行仿真并遵循CAE最佳实践。这样可以减少瓶颈,提高设计-分析周期的效率,从而更为及时和准确地进行仿真。
4.NX 7.0加工
(1)加工中的同步建模技术。
NX 7.0中新的同步建模工具能够从多个方面为制造商带来好处,可以加速对转换不完全或不一致的导入数据的清理,消除供应商和制造流程之间不稳定的迭代。同步建模还非常适合用于删除或简化特征来帮助优化NC编程(例如,删除由于电极放电加工产生的特征),也适合用于根据加工模型创建铸坯的铸造模型。对于夹具装配体,同步建模能简化和加速在修改零件时对夹具的变更。
(2)加快刀具轨迹处理。
NX 7.0通过并行生成NC刀具轨迹加速NC编程,允许使用交互式多进程计算同时进行NC编程和刀具轨迹处理。NX CAM支持用户在继续NC编程的同时在外部进程中生成刀具轨迹,尽量充分利用多处理器和多核心的优势,这样可将刀具轨迹计算时间减少 50% (具体取决于硬件)。
(3)CAM后处理实现更高效。
NX CAM的最新版本通过内置对Siemens SINUMERIK控制的机床的支持增强了NC编程及后处理能力。SINUMERIK控制器具有很多独特的高效率加工控制功能,包括循环扩展以及用于发挥机床最大性能的专用命令。这项功能受到NX CAM的强力支持,而且集成的后置处理构建器包括专门针对SINUMERIK控制器定制的模板。
(4)HD3D可视化报告与验证。
NX 7.0推出了HD3D,这项新功能用于直接在三维环境中显示产品和流程信息并与之进行交互。HD3D将NX与Teamcenter PLM解决方案的功能结合起来,以可视的方式展示需要的信息,用户可以与分布于全球各地的产品开发团队进行协作。HD3D提供了一种直观、易用的方法来收集、比较和展示信息,它使用三维产品模型以可视化的方式报告产品和流程数据,以便快速理解、进行交互式导航和深入查看以及直接回答关键性问题。
(5)HD3D Visual Reporting(可视化报告)有助于进行决策。
HD3D可视化报告是NX 7.0中提供的一个新模块,支持用户基于产品和流程标准以交互方式创建、编辑、执行、保存和共享报告。用户可以从任何NX零件属性和特性或任何Teamcenter管理的属性中选择报告属性,可以对报告进行定制,使其针对选择的部件范围。报告的结果在NX图形窗口中显示,并对部件模型使用了颜色编码、标记、图例、透明度和图表。信息的可视化表示和分析极为出色,远非典型PLM报告的导航、比较和处理列表及数据表格所能比拟。HD3D报告能帮助用户通过专门查询高效地了解项目状态,确定最近的变化,识别和解决各种问题,确定所有关系、供应商、成本和其他信息。
(6)HD3D验证能加快检查速度,提高质量。
HD3D还在NX Check-Mate中进行了实施,后者基于标准的验证检查应用程序,能够确保CAD数据的一致性和质量,并能监视对企业和行业标准的遵循情况。HD3D对Check-Mate内的验证工具进行了增强,提供了新的可视化用户界面,用于定义验证和运行验证检查、审查结果并解决问题。可以在三维产品模型上显示图形标记,以指示验证测试结果,方便快速确定测试状态和问题。为了更快地解决问题,设计师可以直接从图形标记中选择和打开零件,从而编辑模型和纠正问题。
5.NX 7.0产品模板工作室
Product Template Studio(PTS)产品模板工作室是用于从现有模型构建可重用模板的工具,NX 7.0极大地扩展了此工具的功能。PTS现在能从有限元和运动分析上下文创建模板,还可以在执行模板时创建图纸。由于支持仿真对象和解决方案,企业还可以轻松地捕获和重用运动和有限元分析中的最佳实践。通过此版本PTS添加的可视化规则,企业可以使用图形技术来添加基于规则的模板控制和配置逻辑,无须使用编程代码。可视化规则能极大地降低开发更为先进的产品模板的成本。
1.2 UG NX 7.0的应用模块
UG NX 7.0包含几十个应用模块,采用不同的应用模块,可以实现不同的用途。在入口模块界面上单击【标准】工具条中的【开始】按钮,在如图1.3所示的下拉菜单中显示了部分应用模块命令,包括钣金、装配、外观造型设计、制图、加工、机械管线布置、电气管线布置等。按照它们应用的类型分为几种:CAD模块、CAM模块、CAE模块和其他专用模块。
1.2.1 CAD模块
下面首先介绍CAD模块。
1.NX 7.0基本环境模块(NX 7.0入口模块)
NX 7.0基本环境模块是应用其他交互应用模块的基础,是用户打开NX 7.0进入的第一个应用模块。选择【开始】|【所有程序】|【UGS NX 7.0】|【NX 7.0】命令,可以打开NX 7.0启动窗口,如图1.4所示,然后会进入NX 7.0入口模块,如图1.5所示。
图1.3 【开始】下拉菜单
图1.4 NX 7.0启动窗口
图1.5 NX 7.0基本环境模块
NX 7.0基本环境模块给用户提供一个交互环境,它允许打开已有部件文件,建立新的部件文件,保存部件文件,选择应用,导入和导出不同类型的文件,以及其他一些操作。该模块还提供强化的视图显示操作、视图布局和图层功能、工作坐标系操控、对象信息和分析以及访问联机帮助。
在NX 7.0中,通过选择【开始】│【基本环境】命令,可以在任何时候从其他应用模块回到基本环境模块。
2.零件建模应用模块
零件建模应用模块是其他应用模块实现其功能的基础,由它建立的几何模型广泛应用于其他模块。【建模】模块能够为用户提供一个实体建模的环境,能够使用户快速实现概念设计。用户可以交互式地创建和编辑组合模型、仿真模型和实体模型。用户可以通过直接编辑实体的尺寸或者通过其他构造方法编辑和更新实体特征。
【建模】模块为用户提供了多种创建模型的方法,如【草图】工具、实体特征、特征操作和参数化编辑等。通过【草图】工具,用户可以将自己最初的一些想法,用概念性的模型轮廓勾勒出来,便于抓住创建模型的灵感。一般来说,用户创建模型的方法取决于模型的复杂程度。用户可以选择不同的方法创建模型。
● 实体建模:这一通用的建模应用子模块,支持二维和三维线框模型的创建、体扫掠和旋转、布尔操作以及基本的编辑操作。实体建模是“特征建模”和“自由形状建模”的基础。
● 特征建模:这一基于特征的建模应用子模块,支持诸如孔、槽和腔体、凸台及凸垫等标准设计特征的创建和相关的编辑操作,允许用户抽空实体模型并创建薄壁对象。一个特征可以相对于任何其他特征或对象来设置,并可以被引用来建立相关的特征集。“实体建模”是该应用子模块的基础。
● 自由形式建模:这一复杂形状的建模应用子模块,支持复杂曲面和实体模型的创建。常使用沿曲线的一般扫描;使用1、2和3轨迹方式按比例地展开形状;使用标准二次曲线方式的放样形状等技术。“实体建模”是该应用子模块的基础。
此外,零件建模应用模块还支持直接建模及用户自定义特征建模。
3.外观造型设计应用模块
外观造型设计应用模块为工业设计应用提供了专门的设计工具。此模块为工业设计师提供了产品概念设计阶段的设计环境,是一款用于曲面建模和曲面分析的工具,它主要用于概念设计和工业设计,如汽车开发设计早期的概念设计等。【外观造型设计】模块中包括所有用于概念阶段的基本选项,可创建并且可视化最初的概念设计,也可以逼真地再现产品造型的最初曲面效果。【外观造型设计】模块中不仅包含所有建模模块中的造型功能,而且包括一些较为专业的用于创建和分析曲面的工具。
4.制图应用模块
制图应用模块让用户从在建模应用中创建的三维模型,或使用内置的曲线/草图工具创建的二维设计布局生成工程图纸。【制图】模块用来创建模型的各种制图,该模型一般是在【建模】模块中创建的。在【制图】模块中生成制图的最大的优点是,创建的图纸和【建模】模块中创建的模型完全相关联。当模型发生变化后,该模型的制图也将随之发生变化。这种关联性使得用户修改或者编辑模型变得更为方便,因为只需要修改模型,并不需要再次修改模型的制图,模型的制图将自动更新。
5.装配建模应用模块
装配建模应用模块用于产品的虚拟装配。【装配】模块为用户提供了装配部件的一些工具,能够使用户快速地将一些部件装配在一起,组成一个组件或者部件集合。用户可以增加部件到一个组件,系统将在部件和组件之间建立一种联系,这种联系能够使系统保持对组件的追踪。当部件更新后,系统将根据这种联系自动更新组件。此外,用户还可以生成组件的爆炸图。该模块支持【自顶向下建模】、【从底向上建模】和【并行装配】三种装配的建模方式。
1.2.2 CAM模块
CAM模块提供了应用广泛的NC加工编程工具,使加工方法有更多的灵活性。NX将所有的NC编程系统中的元素集成到一起,包括刀具轨迹的创建和确认、后处理、机床仿真、数据转换工具、流程规划、车间文档等,以使制造过程中的所有相关任务能够实现自动化。
CAM模块可以让用户获取和重用制造知识,给NC编程任务带来全新层次的自动化;CAM模块中的刀具轨迹和机床运动仿真及验证有助于编程工程师改善NC程序质量和机床效率。
1.加工基础模块
加工基础模块是NX加工应用模块的基础框架,它为所有加工应用模块提供了相同的工作界面环境,所有的加工编程操作都在此完成。
2.后处理器模块
后处理器模块由NX Post Execute和NX Post Builder共同组成,用于将CAM模块建立的NC加工数据转换成NC机床或加工中心可执行的加工数据代码。该模块支持当今世界上几乎所有主流的NC机床和加工中心。
3.车削加工模块
车削加工模块用于建立回转体零件车削加工程序,它可以使用2D轮廓或全实体模型。该模块提供多种车削加工方式,如粗车、多次走刀精车、车退刀槽、车螺纹以及中心孔加工等。
4.铣削加工模块
● 固定轴铣削:提供了完整、全面的功能产生3轴刀具路径,诸如型腔铣削、清根铣削的自动操作,减少了切削零件所需要的步骤;而诸如平面铣削操作中的优化技术,有助于减少切削具有大量凹口零件的时间。
● 高速铣削加工:拥有诸如限制逆铣、圆弧转角、螺旋切削、圆弧进刀和退刀、转角区进给率控制等功能,支持高速铣削加工。使用 NURBS(非均匀有理 B 样条)形式的刀具轨迹,NX可以提供注塑模和冲模加工中所需要的高质量精加工刀具路径。
● 曲面轮廓铣削:在4轴和5轴加工方面具有很强的能力和稳定性,可以很好地处理复杂表面和轮廓铣削,还提供了大量的切削方法和切削样式,该模块可以用于固定轴和可变轴加工。可变轴铣削模块,通过各种刀轴控制选项提供了多种驱动方法,比如刀轴垂直于加工面控制选项,或将与零部件相关的面作为驱动面的刀轴控制选项。
5.线切割加工模块
线切割加工模块支持线框模型和实体模型,以方便2轴或4轴线切割加工。该模块提供了多种线切割加工走线方式,如多级轮廓走线、反走线和区域移除。此外,还支持glue stops轨迹,以及各种钼丝半径尺寸和功率的使用。该模块也支持大量流行的EDM软件包,包括AGIE、Charmilles和许多其他的工具。
6.样条轨迹生成器模块
样条轨迹生成器模块支持直接生成基于NURBS(非均匀有理B样)条形式的刀具轨迹,它具有高精度和超级光洁度,加工效率也因避免机床控制器等待时间而大幅提高,适用于具有样条插值功能的高速铣床。
1.2.3 CAE模块
CAE模块是进行产品分析的主要模块,包括高级仿真、设计仿真、运动仿真等。
1.强度向导
强度向导提供了极为简便的仿真向导,它可以快速地设置新的仿真标准,适用于非仿真技术专业人员进行简单的产品结构分析。
强度向导以快速、简单的步骤,将一组新的仿真能力带给使用产品设计工具的所有用户。仿真过程的每一阶段都为分析者提供了清晰、简洁的导航。由于它采用了结构分析的有限元方法,自动地划分网格,因此也适用于对较复杂的几何结构模型进行仿真。
2.设计仿真模块
设计仿真是一种CAE应用模块,适用于需要使用基本CAE工具来对其设计执行初始验证研究的设计工程师。设计仿真允许用户对实体组件或装配执行仅限于几何体的基本分析。这种基本验证可使设计工程师在设计过程的早期了解其模型中可能存在结构或热应力的区域。
设计仿真提供了一组有针对性的预处理和后处理工具,并与一个流线化版本的 NX Nastran解算器完全集成。用户可以使用设计仿真执行线性静态、振动(正常)模式、线性屈曲、热分析;还可以执行适应性、耐久性、优化的求解过程。
设计仿真中创建的数据可完全用于高级仿真。一旦设计工程师采用设计仿真执行了其初始设计验证,他们就可以将分析数据和文件提供给专业CAE分析师。CAE分析师可以直接采用该数据,并将其作为起点在高级仿真产品中进行更详细的分析。
3.高级仿真模块
高级仿真旨在满足资深CAE分析师的需要。高级仿真包括一整套预处理和后处理工具,并支持多种产品性能评估解法。高级仿真提供对许多业界标准解算器的无缝、透明支持,这样的解算器包括NX Nastran、MSC Nastran、ANSYS和ABAQUS。高级仿真提供设计仿真中可用的所有功能,还支持高级分析流程的众多其他功能。
4.运动仿真模块
运动仿真可以帮助设计工程师理解、评估和优化设计中的复杂运动行为,使产品的功能和性能与开发目标相符。用户在运动仿真中可以模拟和评价机械系统的一些特性,如较大的位移、复杂的运动范围、加速度、力、锁止位置、运转能力和运动干涉等。一个机械系统中包括很多运动对象,如铰链、弹簧、阻尼、运动驱动、力、弯矩等。这些运动对象在运动导航器中按等级有序地排列,反映它们之间的从属关系。
装配设计是所有运动仿真的基础,它在主模型和运动仿真模型之间建立双向关联。它包括全面的分析建模能力、内嵌式解算器和用于高级统计、动力学及运动学仿真的后处理显示。
5.注塑流动分析模块
注塑流动分析模块用于对整个注塑过程进行模拟分析,包括填充、保压、冷却、翘曲、纤维取向、结构应力和收缩,以及气体辅助成型分析等,使模具设计师在设计阶段就找出未来产品可能出现的缺陷,提高一次试模的成功率,它还可以作为产品开发工程师优化产品设计的参考。
1.2.4 其他专用模块
除了上面介绍的常用CAD/CAM/CAE模块,NX 7.0还提供了非常丰富的面向制造行业的专用模块。
1.钣金设计模块
钣金设计模块为专业设计人员提供了一整套工具,以便在材料特性知识和制造过程的基础上智能化地设计和管理钣金零部件。其中包括一套结合了材料和过程信息的特征和工具,这些信息反映了钣金制造周期的各个阶段。
2.管线布置模块
管线布置模块为已选的电气和机械管线布置系统提供可裁剪的设计环境。对于电气管线布置,设计者可以使用布线、管路和导线指令,充分利用电气系统的标准零件库。机械管线布置模块为管道系统、管路和钢制结构增加了设计工具。
3.工装设计向导
工装设计向导主要包括注塑模具设计向导、级进模具设计向导、冲压模具工程向导及电极设计向导。
● 注塑模具设计向导可以自动地产生分型线、凸凹模、注塑模具装配结构及其他注塑模设计所需的结构。此外,还提供了大量模板、可定制的标准件库等,简化模具设计过程并提高模具设计效率。
● 级进模具设计向导包含了多工位级进模具设计知识,具有高性能的条料开发、工位定义及其他冲模设计能力。
● 冲压模具工程向导可以自动地提取钣金特征并映射到过程工位,以便支持冲压模工程过程。
● 电极设计向导可以自动地建立电极设计装配结构、自动标识加工面、自动生成电极图纸以及对电极进行干涉检查,以便满足放电加工任务需要,还可自动生成电极物料清单。
此外NX 7.0还包括人机工程设计中的人体建模、印刷电路设计、船舶设计、车辆设计/制造自动化等模块。
为满足用户对NX 7.0软件进行二次开发的需要,还包括二次开发的接口模块,如NX/Open GRIP、NX/Open C(C++)、Knowledge Fusion等。
1.3 UG NX 7.0的基本操作
本节主要介绍UG NX 7.0的基本操作。
1.3.1 鼠标和键盘操作
1.鼠标操作
鼠标操作是NX 7.0基本操作中最为常见,也是最为重要的操作,用户大部分的操作都是通过鼠标完成的。表1.1所示是用户在对话框和绘图区中使用鼠标操作的一些说明。
● 单击 = 鼠标左键。
● 鼠标中键 = 鼠标中键或者鼠标滚轮。
● 右击 = 鼠标右键。
表1.1 鼠标操作
2.键盘操作
键盘操作也是NX 7.0基本操作中最为常见的一种操作,用户可以通过键盘和鼠标完成NX 7.0的大部分操作。可以根据自己的习惯,选择使用键盘操作或者鼠标操作。
1.3.2 文件管理操作
文件管理操作包括新建文件、打开文件、保存文件、关闭文件、查看文件属性、打印文件、导入文件、导出文件和退出系统等。
在菜单栏中选择【文件】主菜单,打开如图1.6所示的【文件】下拉菜单。【文件】下拉菜单包括【新建】、【打开】、【关闭】、【保存】和【打印】等命令,下面将介绍一些常用的文件操作命令。
1.新建
【新建】命令用来重新创建一个文件。选择【文件】│【新建】菜单命令或者在【标准】工具条中直接单击【新建】按钮都可以执行该命令,打开如图 1.7所示的【新建】对话框,对话框顶部有【模型】、【图纸】、【仿真】以及【加工】四个标签。单击某个标签,切换至某个选项卡,会有一个对应的【模板】列表框,列出NX 7.0中可用的模板,用户只要从列表框中选择一个模板,NX 7.0会自动根据模板文件建立新的NX 7.0文件,新建立的NX 7.0文件会继承模板文件的属性和设置。
图1.6 【文件】下拉菜单
图1.7 【新建】对话框
2.打开
【打开】命令用来打开一个已经创建好的文件。选择【文件】│【打开】菜单命令或者在【标准】工具条中直接单击【打开】按钮都可以执行该命令。执行该命令后打开【打开】对话框,如图1.8所示,它和大多数软件的【打开】对话框相似,这里不再详细介绍了。
图1.8 【打开】对话框
3.保存
保存文件的方式有两种:一种是直接保存,另一种是另存为其他。
直接保存:选择【文件】│【保存】菜单命令或者在【标准】工具条中直接单击【保存】按钮。执行【保存】命令后,系统不打开任何对话框,文件将自动保存在创建该文件时选择的目录下,文件名称和创建时的名称相同。
另存为其他:选择【文件】│【另存为】菜单命令。执行【另存为】命令后,将打开【另存为】对话框,如图1.9所示,用户可以指定存放文件的目录,并输入文件名称。此时的存放目录可以和创建文件时的目录相同,但是如果存放目录和创建文件时的目录相同,则文件名不能相同,否则不能保存文件。
4.属性
【属性】命令用来查看当前文件的属性。选择【文件】│【属性】菜单命令,打开如图1.10所示的【显示的部件属性】对话框。
图1.9 【另存为】对话框
图1.10 【显示的部件属性】对话框
在【显示的部件属性】对话框中,通过单击不同的标签,可以切换到不同的选项卡。图1.10所示为单击【显示部件】标签后的效果,【显示部件】选项卡显示了文件的一些属性信息,如部件文件名、全路径、单位、工作视图和工作图层等。
1.3.3 编辑对象操作
编辑对象操作包括撤销、修剪对象、复制对象、粘贴对象、删除对象、选择对象、隐藏对象、变换对象和显示对象等。
在菜单栏中选择【编辑】主菜单,打开【编辑】下拉菜单。【编辑】下拉菜单包括【撤销列表】、【复制】、【删除】、【选择】、【显示和隐藏】、【移动对象】和【属性】等命令。如果某个命令后带有小三角形,表明该命令还有子命令。如在【编辑】主菜单中选择【显示和隐藏】命令后,子命令显示在【显示和隐藏】命令后面,如图1.11所示。
1.撤销
【撤销】命令用来撤销用户上一步或者上几步的操作。这个命令在修改文件时特别有用。当用户对修改的效果不满意时,可以通过【撤销】命令来撤销对文件的一些修改,使文件恢复到最初的状态。
选择【编辑】│【撤销列表】菜单命令或者在【标准】工具条中直接单击【撤销】按钮都可以执行该命令。
【撤销列表】子菜单中将显示用户最近的操作,供用户选择撤销哪些操作。
2.删除
【删除】命令用来删除一些对象。这些对象既可以是某一类对象,也可以是不同类型的对象。用户可以手动选择一些对象然后删除它们,也可以利用类选择器来指定某一类或者某几类对象,然后删除它们。
选择【编辑】│【删除】菜单命令或者在【标准】工具条中直接单击【删除】按钮,都可以打开如图1.12所示的【类选择】对话框。
图1.11 【编辑】下拉菜单
图1.12 【类选择】对话框
【类选择】对话框的选项说明如下:
(1)对象
选取方式有三种,分别是【选择对象】、【全选】和【反向选择】。
(2)其他选择方法
可以根据名称选择,后面的文本框用来输入对象的名称。
(3)过滤器
用来指定选取对象的方式。过滤器有五种,分别是【类型过滤器】、【图层过滤器】、【颜色过滤器】、【属性过滤器】和【重置过滤器】。
● 类型过滤器
该参数设置选择对象时按照类型来选取。单击【类型过滤器】按钮,打开【根据类型选择】对话框,如图1.13所示,系统提示用户设置可选对象或者选择对象。【根据类型选择】对话框列出了用户可以选择的对象类型,如曲线、草图、实体、片体、点、尺寸和符号等。用户可以在该对话框中选择一个类型,也可以选择几个类型。如果要选择多个类型,按下【Ctrl】键,然后在对话框中选择多个类型即可。
● 图层过滤器
该参数设置选择对象时按照图层来选取。单击【图层过滤器】按钮,打开【根据图层选择】对话框,如图1.14所示,系统提示设置可选图层。【根据图层选择】对话框中提供给用户的选项有【范围或类别】、【过滤器】和【图层】等。用户根据这些选项就可以指定删除哪些图层中的对象。
图1.13 【根据类型选择】对话框
图1.14 【根据图层选择】对话框
● 颜色过滤器
该参数设置选择对象时按照颜色来选取。单击【颜色过滤器】选项后的颜色,打开【颜色】对话框,如图1.15所示。用户在颜色列表框中选择一种颜色后,单击【选定的颜色】选项组中最左侧的两个按钮之一,可以指定全选或者全部不选某种颜色的对象。用户选择的颜色将显示在【颜色过滤器】选项的后边。
● 属性过滤器
该参数设置选择对象时按照属性来选取。单击【属性过滤器】按钮,打开【按属性选择】对话框,如图1.16所示,系统提示用户设置可选的属性。用户可以根据对象的一些属性来选择对象。这些属性可以是曲线的一些类型,如实线、虚线、双点画线、中心线、点线等。用户还可以按照曲线的宽度来选择对象,如正常宽度、细线宽度和粗线宽度等。
图1.15 【颜色】对话框
图1.16 【按属性选择】对话框
3.隐藏
【隐藏】命令用来隐藏一些用户暂时不想显示的对象。在菜单栏中选择【编辑】│【显示和隐藏】命令,其中的子命令用于操作对象的显示和隐藏。选择【隐藏】子命令,打开【类选择】对话框。选择对象的方法与【删除】命令相同,这里不再介绍。用户选择对象后,单击【确定】即可完成选取对象的显示或者隐藏。
4.变换
【变换】命令可以实施移动对象、按比例变化对象、旋转对象、镜像对象和阵列对象等操作。该命令包含很多工具,恰当地使用【变换】命令将给用户带来很多方便,尤其是对一些有规律的形状特别有用,如轴对称图形,中心对称图形等。
在菜单栏中选择【编辑】│【变换】命令,打开【类选择】对话框,系统提示用户选择要变换的对象。用户在绘图区选择要变换的对象后,单击【确定】按钮,打开【变换】对话框,如图1.17所示,系统提示用户选择选项。【变换】对话框的选项共有6项,这里仅介绍一些常用的选项,如果有的操作类型有几种,就只以其中的一种类型为例介绍,其他的和该类型相似,用户可以自己模仿该方法操作,这里不再赘述。
(1)比例
该选项可以按照一定的比例缩小或者放大对象。单击【比例】按钮,打开【点】对话框,系统提示用户选择不变的比例点。单击【确定】按钮后打开比例的【变换】对话框,如图1.18所示,如果用户在三个坐标轴方向的变换比例相同,则可以直接在【比例】文本框中输入比例系数。
如果用户在三个坐标轴方向的变换比例不相同,可以单击【非均匀比例】按钮,打开非均匀比例【变换】对话框,如图1.19所示。用户可以在【XC-比例】、【YC-比例】和【ZC-比例】文本框中分别输入各个方向的变换比例系数。
图1.17 【变换】对话框
图1.18 比例的【变换】对话框
(2)阵列
阵列变换包含【矩形阵列】和【圆形阵列】两种方式,可以对物体进行阵列处理。
(3)通过一平面镜像
单击【通过一平面镜像】按钮,打开【平面】对话框,如图1.20所示。系统提示用户选择对象以定义平面。用户定义一个平面后,系统将以该平面为镜像平面镜像对象。
图1.19 非均匀比例【变换】对话框
图1.20 【平面】对话框
1.4 系统参数设置
有时用户可以根据自己的需要,改变系统默认的一些参数设置,如对象的显示颜色、绘图区的背景颜色、对话框中显示的小数点位数等。本节将介绍一些改变系统参数设置的方法,包括对象参数设置、用户界面参数设置、选择参数设置和可视化参数设置。
1.4.1 对象参数设置
对象参数设置是指设置曲线或者曲面的类型、颜色、线型、透明度、偏差矢量等默认值。
在菜单栏中选择【首选项】│【对象】命令,打开如图1.21(a)所示的【对象首选项】对话框的【常规】选项卡。单击【分析】标签,切换到【分析】选项卡,如图1.21(b)所示。
如图1.21(a)所示,在【常规】选项卡中,用户可以设置工作图层、线的类型、线在绘图区的显示颜色、线型和线宽。还可以设置实体或者片体的局部着色、面分析和透明度等参数。
如图1.21(b)所示,在【分析】选项卡中,用户可以设置曲面连续性的显示颜色。单击复选框后面的颜色块,将打开【颜色】对话框。用户可以在【颜色】对话框中选择一种颜色作为曲面连续性的显示颜色。此外,用户还可以在【分析】选项卡中设置截面分析显示、偏差度量显示和高亮线显示等。
图1.21 【对象首选项】对话框
1.4.2 用户界面参数设置
用户界面参数设置是指设置对话框中的小数点位数、撤销时是否确认、跟踪条、资源条、日记和用户工具等参数。
在菜单栏中选择【首选项】│【用户界面】菜单命令,打开如图1.22(a)所示的【用户界面首选项】对话框的【常规】选项卡。单击【布局】标签,切换到【布局】选项卡,如图1.22(b)所示。【宏】选项卡、【操作记录】选项卡和【用户工具】选项卡用户可以自己体验,这里不再介绍。
图1.22 【用户界面首选项】对话框
如图1.22(a)所示,在【常规】选项卡中用户可以设置对话框中小数点的位数、跟踪条小数点的位数、信息窗口中小数点的位数、资源条的主页网址等参数。
如图1.22(b)所示,在【布局】选项卡中用户可以设置Windows风格、资源条的显示位置以及是否自动飞出等参数。
1.4.3 选择参数设置
选择参数设置是指设置用户选择对象时的一些相关参数,如光标半径、选取方法和矩形方式的选取范围等。
在菜单栏中选择【首选项】│【选择】菜单命令,打开如图1.23所示的【选择首选项】对话框。
如图1.23所示,用户可以设置多重选择的参数,面分析视图和着色视图等高亮显示的参数,快速拾取的参数,光标半径(大、中、小)等光标参数,尺寸链的公差和选取的方法等参数。
1.4.4 可视化参数设置
可视化参数设置是指设置渲染样式、光亮度百分比、直线线型、对象名称显示、背景设置、背景编辑等参数。
在菜单栏中选择【首选项】│【可视化】菜单命令,打开如图1.24所示的【可视化首选项】对话框。
如图1.24所示,【可视化首选项】对话框中包含【名称/边界】、【直线】、【特殊效果】、【视图/屏幕】、【视觉】、【小平面化】和【颜色设置】7个选项卡。用户单击不同的标签就可以切换到不同选项卡中设置相关的参数。如图1.22所示为切换到【视觉】选项卡的效果。
图1.23 【选择首选项】对话框
图1.24 【可视化首选项】对话框
1.5 视图布局和工作图层设置
1.5.1 视图布局设置
用户有时为了多角度观察一个对象,需要同时用到一个对象的多个视图。UG为用户提供了视图布局功能,允许用户最多同时观察对象的9个视图。这些视图的集合就叫做视图布局。用户创建视图布局后,可以再次打开视图布局,可以保存视图布局,可以修改视图布局,还可以删除视图布局。
1.新建视图布局
选择【视图】│【布局】│【新建】菜单命令,如图1.25所示,打开如图1.26所示的【新建布局】对话框。
图1.25 选择【新建】命令
图1.26 【新建布局】对话框
(1)指定视图布局名称
【名称】文本框用来指定新建视图布局的名称。每个视图布局都必须命名。如果用户不指定新建视图布局的名称,系统自动将新建视图布局命名为【LAY1】、【LAY2】等,后面的自然数依次递增。
(2)选择系统默认的视图布局
基本视图有俯视图、前视图、右视图、正二测视图、正等测视图和左视图六种,这些基本视图组合后生成的视图布局如图1.26所示。
(3)修改系统默认视图布局
当用户在【布置】下拉列表框中选择一个系统默认的视图布局后,可以根据自己的需要修改系统默认的视图布局。例如,选择L3默认视图布局后,要把俯视图改为右视图,可以在列表框中选择 RIGHT,此时右视图显示在列表框下面的小方格中,表明用户已经将俯视图改为右视图了。
(4)生成新的视图布局
当用户根据自己的需要修改系统默认视图布局后,单击【确定】按钮,就可以生成新的视图布局。
2.替换视图布局
用户新建视图布局后,还可以替换视图布局。替换视图布局的方法有两种:一种是命令方式,另一种是快捷菜单方式。
(1)命令方式
选择【视图】│【布局】│【替换视图】菜单命令,打开如图1.27所示的【替换视图用…】对话框。在视图列表框中选择自己需要的视图,然后单击【确定】即可替换视图布局。(2)快捷菜单方式
用鼠标右键单击绘图区,在打开的如图1.28所示的快捷菜单中选择【定向视图】,然后在打开的子菜单中选择相应的视图即可替换视图布局。
3.删除视图布局
视图布局创建以后,如果用户不再使用它,还可以删除视图布局。删除视图布局的方法如下:
选择【视图】│【布局】│【删除】菜单命令,打开如图1.29所示的【删除布局】对话框。在视图布局列表框中选择需要删除的视图布局,然后单击【确定】按钮即可删除视图布局。
图1.27 【替换视图用…】对话框
图1.28 右键快捷菜单
图1.29 【删除布局】对话框
1.5.2 工作图层设置
为了更好地管理组织部件,UG为用户提供了图层管理功能。一个图层相当于一张透明的薄纸,用户可以在该薄纸上绘制任意数目的对象。UG为每个部件提供了256个图层,但是只能有一个工作图层。用户可以设置任意一个图层为工作图层,也可以设置多个图层为可见层。
1.图层的设置
选择【格式】│【图层设置】菜单命令,如图1.30所示,打开如图1.31所示的【图层设置】对话框。
图1.30 选择【图层设置】命令
图1.31 【图层设置】对话框
(1)查找来自对象的图层
在绘图区选择对象,系统自动判断对象所对应的图层。
(2)工作图层
直接在文本框中输入需要成为工作图层的图层号即可,例如现在图层1为工作图层。
(3)图层
系统默认的过滤器方式为 ALL,用户还可以通过设置图层集的编号来过滤图层。一个图层集可以包含很多图层,输入一个图层集的编号后,系统将自动在该图层集内查找用户需要的图层。
(4)【显示】下拉列表框
【显示】下拉列表框用来指定【图层/状态】列表框中显示的图层范围。用户可以指定【图层/状态】列表框中只显示含有对象的图层,可以设置【图层/状态】列表框中只显示可选的对象,还可以设置【图层/状态】列表框中显示所有的图层。如果用户设置显示所有的图层,则【图层/状态】列表框中显示部件的256个图层。
(5)图层控制
一个图层的状态有4种,分别是【设为可选】、【设为工作状态】、【设为仅可见】和【设为不可见】。用户在【图层/状态】列表框中选择一个图层后,【设为可选】、【设为仅可见】和【设为不可见】3个按钮被激活,用户根据自己的需要,单击相应的按钮即可设置选择图层为可选的、不可见的或者只可见的。
2.移动至图层
有时用户需要把某一个图层的对象移动到另一个图层中去,就需要用到【移动至图层】命令。选择【格式】│【移动至图层】菜单命令,系统打开如图1.32所示的【类选择】对话框。用户在绘图区选择需要移动的对象后,单击【确定】按钮,打开如图1.33所示的【图层移动】对话框。
(1)指定目标图层或者类别
在【目标图层或类别】文本框中输入目标图层或者类别的编号,指定目标图层或者类别。
图1.32 【类选择】对话框
图1.33 【图层移动】对话框
(2)对象操作
为了确认移动的对象准确无误,用户可以单击【重新高亮显示对象】按钮,此时用户选取的对象将高亮度显示在绘图区。
如果用户需要另外选择移动的对象,可以单击【选择新对象】按钮,系统重新打开【类选择】对话框,提示用户选择对象。