1.2 UG NX 8.0主要应用模块简介

UG NX 8.0由多个功能强大的应用模块组成，每个模块都有独立的功能，且各模块集成于基础环境模块中，相互联系、相互作用，使UG NX 8.0成为功能更为强大的软件系统。在实际使用过程中，用户可以根据需要，将产品调入不同的模块中进行设计、加工仿真和有限元分析等操作，其主要模块如下。

1.基础环境模块

UG NX 8.0基础环境模块是集成了其他应用模块的应用平台，也是连接所有模块的基础。基础环境模块是所有其他模块的一个必要条件，是启动UG NX 8.0后自动运行的第一个模块。在基础环境模块下，用户可以打开已经存在的部件文件、新建部件文件、改变显示部件、分析部件、启动在线帮助、输出图纸和执行外部程序等。基础环境模块的基本功能可以自由添加附加的应用如建模、制图、制造分析和转换器放大，使用户能够定制环境以适合于专门的需求。若系统暂时处于其他应用模块中，用户可以随时通过选择相应的命令返回该模块。基础环境模块还包括以下功能。

➢ 对象信息查询和分析功能：包括表达式查询、特征查询、模型信息查询、坐标查询、距离测量、曲线曲率分析、曲面光顺分析和实体物理特征自动计算等功能。

➢ 方便用户使用与学习的辅助功能：包括快速视图弹出菜单、用户自定义热键和主题相关自动查找联机帮助等。

➢ 电子表格功能：用于定义标准化系列部件族。

➢ 绘图功能键：按可用于Internet主页的图片格式生成零件或装配模型的图片文件，包括CGM、JPEG、BMP、VRML、TIFF、EMP和PNG等文件格式。

➢ 操作记录功能：包括操作记录的录制、播放和编辑等功能。

➢ 打印功能：可以打印到文件或用打印机直接打印。

➢ 用户自定义图形菜单功能：使用户可以快速访问其他常用功能或二次开发功能。

➢ 导入导出功能：可以输入或输出Solidworks、Inventor、Pro/E、Catia和Parasolid等格式的几何数据。

2.产品建模模块

UG NX 8.0的计算机辅助设计（CAD，Computer Aided Design）模块是UG NX 8.0最重要、最基本的组成模块之一，包含了一系列综合的计算机辅助设计应用软件，如几何建模（Modeling）、人体建模（Human Modeling）、装配设计（Assembly Modeling）、工程制图（Drafting）、基于系统的建模（System-based Modeling）、用户自定义特征（User-defined Features）、管路和电缆系统设计（Routed Systems Design）、钣金设计（Sheet Metal Design）等。利用该模块，设计者可以自由地表达设计思想和创造性地改进设计。UG NX 8.0为复杂机械产品设计提供了一套广泛的CAD解决方案，从而以更低的成本提供更高的效率和更短的设计周期。CAD效率和成本节约不仅远远超出了设计过程，而且还延伸到产品开发的所有阶段。UG NX 8.0以动态方式把CAD设计与规划、仿真、制造及其他开发过程集成在一起，确保更快地做出设计决策，并且提供关于产品性能及功能问题的详细信息。通过选择【Start（起始）】→【Modeling（建模）】命令进入到该模块。下面简要介绍UG NX 8.0产品设计模块的主要功能。

1）实体建模 该模块是所有其他几何建模产品的基础，将基于约束的特征建模和显示几何建模方法无缝结合起来，使用户可以充分利用传统的实体、面、线框造型优势。在该模块中可以建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体，以及进行布尔运算与参数化建模。

2）特征建模 该模块用工程特征定义设计信息，提供了多种常用设计特征，如孔、槽、型腔和圆柱体、球体等，并可建立薄壁件，各设计特征可以用参数化定义，其尺寸大小和位置可以编辑。

3）自由形状建模 该模块将实体建模和曲面建模融合成一个功能强大的建模工具组，用于设计高级的自由形状外形。只使用特征建模方法就能够完成设计的产品是有限的，绝大多数实际产品的设计都离不开自由形状建模。UG NX 8.0向用户提供了丰富的曲面建模工具，包括直纹面、扫描面、通过一组曲线的自由曲面、通过两组类正交曲线的自由曲面、等半径或不等距偏置、广义二次曲线倒圆等。该方法根据产品外形要求，首先建立用于构造曲面的边界曲线，或者根据实样测量的数据点生成曲线，使用UG NX 8.0提供的各种曲面构造的方法构造曲面。对于简单的曲面，可以一次完成建模，而实际产品的形状往往比较复杂，一般都难以一次完成，对于复杂的曲面，首先应该采用曲线的构造方法生成主要或大面积的片体，然后对曲面进行过渡连接、光顺处理等操作，以完成自由形状模型的整体造型。

4）用户自定义特征建模 该模块以交互操作方式方法捕捉、存储并重复使用各个特征，并形成用户专用的自定义特征库和零件族，实现设计过程自动化，使细节设计变得简单，从而让设计人员能够轻松、快速地执行多步设计任务。

5）人体建模 该模块可以快速创建准确的人体模型，用人体测量数据库来准确地确定人体模型的尺寸，允许在产品建模环境里快速编辑人体模型并对其进行定位，为人体模型创建触及区，帮助确定余隙和干扰。姿势预测软件包还可以确定一辆汽车里的驾驶员、前面乘客或后面乘客就座后的位置。

6）基于系统的建模 该模块提供了一种自上而下、模块化的产品开发方法，可以很大程度地重复使用所有产品的子系统设计，特别适用于汽车、飞机等复杂产品的设计。

7）线路系统设计 该模块为电气和机械线路子系统提供了定制化的设计环境，包括逻辑布线、机械布管和电气布线三个子模块，其中逻辑布线模块包括原理图设计、模块生成的逻辑连接信息，可自动计算电缆长度和捆扎线束直径；机械布管模块提供管路中心线定义、管路标准件、设计准则定义和检查功能，在装配环境中进行管路布置和设计，可以自动生成管路明细表、管路长度等关键数据，可以进行干涉检查等操作；电气布线模块主要用于生成三维电气布线数据，为电气布线设计员、机械工程师、电气工程师和工艺人员提供生成电气布线系统虚拟样机的能力。

8）钣金设计 该模块为专业设计人员提供了一整套工具，根据材料的特性和制造过程创建并管理钣金零件。利用基于参数、特征方式的钣金零件建模功能，可生成复杂钣金零件，定义和仿真钣金零件的制造过程、展开和折叠的模拟操作，生成精确的二维展开图样数据，并对其进行参数化编辑。

3.产品装配模块

产品装配模块主要用于模拟实际机械装配过程，利用约束将各个零件装配成一个完整的机械结构，提供支持自上而下、自下而上和混合装配三种装配设计方法、高级装配管理和导航，可以快速跨越装配层来直接访问任何组件或子装配图的设计模块，使团队始终处于有组织的状态并按计划执行任务，以及支持协同、高层次的设计方法，使得用户可以在装配过程中根据需要对零件进行设计和编辑修改，并保持装配体与零件间的关联性。装配环境里的干涉、间隙和质量特性分析工具可以检测拟合、重量及重心问题，保证第一次就设计正确，从而减少对物理样机的依赖。因其操作简单、方便易用，该模块在模具设计中的作用极为突出，模具设计师常用该模块功能来进行模具装配模拟和模具零配件之间的配合分析等。通过选择【Start（起始）】→【Assembly（装配）】命令可以进入该模块，需注意的是，在运行装配模块的同时，可以同时运行建模模块。

4.产品制图模块

产品制图模块用于绘制和管理二维工程技术图纸，并可与其他解决方案之间进行无缝集成。工程图是指用于指导实际生产的三视图图样，是将零件或装配模型设计归档的文件，其正确与否将直接影响到生产部门的实际生产制造。利用该模块可以实现制作平面工程图的所有功能，既可以从已经建立的产品三维模型自动生成平面工程图，也可以利用其曲线功能直接绘制平面工程图。该软件生成的工程图并不是单纯的一个独立的二维空间图形，而是通过投影模型空间的三维零件或装配体所得的，它与三维模型零件或装配体有着密切的相关性，一旦用户修改了模型的基本特征后，系统将根据对应关系更新制图模板中的视图特征，从而同步更新工程图中的相关内容，它方便用户实时地对零件模型进行修改，以高效地创建与三维模型相关的、高质量、全面符合要求的零件图和装配图。通过选择【Start（起始）】→【Drafting（制图）】命令可以进入该模块。

5.数控加工仿真模块

UG NX 8.0的计算机辅助制造（CAM，Computer Aided Manufacturing）模块为数控机床编程提供了一套经过证明的完整解决方案，是一个利用计算机进行生产设备管理控制和操作的过程，即先进的编程技术，它可提高产品加工制造效率和减少产品加工制造时间。UG NX 8.0 CAM模块具有非常强大的加工能力，可根据用户输入的零件工艺路线和工序内容进行零件加工模拟，输出刀具加工时的运动轨迹和数控程序文件，以实现从自动粗加工到用户定义的精加工等过程。该模块提供了界面友好的图形化窗口界面，可实现2～5轴的加工模拟，并在关键加工领域（包括高速加工、五轴加工等）提供了关键功能，同时用户可以在图形可视化的方式下观察刀具轨迹运动的情况，并根据需要对其进行修改。另外，该模块还支持铣削、车削等多功能机床，可根据加工机床控制器的不同定制后处理程序，从而使生成的指令文件直接应用于用户指定的特定机床，使数控机床的产出最大化。CAM模块能够满足航空航天、国防、汽车、通用机械和医疗设备等各行业的需求。下面简要介绍UG NX 8.0数控加工模块的主要功能。

1）计算机辅助加工基础 该模块集成了UG NX 8.0所有加工功能的基础，所有的加工模块都集成在这个界面友好的图形化窗口环境中。用户可以图形方式观察刀具运动轨迹，并根据需要对刀具运动轨迹进行编辑，如对刀具的运动轨迹进行延伸、缩短和修改操作等。

2）车削 该模块提供了一个既容易编辑又全面特征化的完整车削解决方案，可以实现回转类零件加工所需要的全部功能，包括粗车、多次走刀精车、车沟槽、车螺纹和中心钻等功能。刀具的加工轨迹与零件的几何模型密切相关，并能随零件几何模型的改变而自动更新。

3）型芯和型腔铣削 该模块提供粗加工和精加工单个或多个型腔，即沿任意类似型芯的形状进行粗精加工并产生刀具运动轨迹、确定走刀方式等工作。其中最为突出的功能是能够在很复杂的轮廓轨迹上生成刀具运动轨迹和确定走刀方式。

4）固定轴铣削 该模块提供用于产生3轴联动的刀具运动路径，实际上该功能可以用于加工任意曲面模型和实体模型。

5）可变轴铣削 该模块提供应用固定轴和多轴铣削加工任意曲面模型的功能，可加工UG NX 8.0造型模块中生成的任何几何体，并保持主模型相关性，且该模块提供多年工程使用验证的3～5轴铣轴功能，提供刀轴控制、走刀方式选择和刀具路径生成功能。

6）顺序铣切削 该模块用于在切削过程中须对刀具每一步路径生成都要进行控制的场合，与几何模型完全相关，用交互方式可以逐段地建立刀具路径，但处理过程的每一步都受总控制的约束。顺序铣切削模块支持固定轴及3～5轴的铣削编程。

7）流通切削 流通切削可缩短半精加工和精加工时间。该模块和固定轴轮廓铣模块配合使用，能自动找出待加工零件上满足“双相切条件”的区域。

8）线切割 该模块是一个新的制造模块，为电火花切割机床提供编程能力，支持各种电火花切割机床。

9）后置处理 该模块使用户可以针对大多数数控机床和加工中心定制自己的后置处理程序，适用于所有的2～5轴或更多轴的铣削加工、2～4轴的车削加工和电火花切割加工。

6.计算机辅助工程模块

UG NX 8.0的计算机辅助工程（CAE，Computer Aided Engineering）模块又称为数字仿真，是指利用计算机辅助求解复杂工程和产品生命周期中的仿真分析，包括线性静力分析、模态分析、稳态热分析、运动学分析、动力学分析和设计仿真等功能。该方法的核心思想是结构单元的离散化，基于过程是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域。在产品的全生命周期中使用数字化仿真可以大大降低产品的设计、制造成本和风险，帮助企业管理者做出最好的决策，生产出性能最佳的产品，从而使企业最终获得最大的利润。要使数字仿真价值最大化，关键在于尽量采用该技术并将其应用于整个开发过程。为了在产品开发环境中实现最优的数字仿真水平，UG NX 8.0提供了一套综合的CAE解决方案，旨在满足各级用户的需求。UG NX 8.0 CAE模块主要包括以下模块。

1）有限元分析 有限元分析模块是一个集成化的有限元建模及解算工具，它可以将几何模型转换为有限元分析模型，方便快捷地对UG NX 8.0零件和装配体进行前、后置处理，用于工程学仿真和性能评估。该模块含有有限元分析求解器FEA（Finite Element Analysis，有限元分析），可以进行线性静力分析、模态分析和稳态热分析，还支持装配体的间隙分析，并可以对薄壁结构和梁的尺寸进行优化。有限元分析作为设计过程的一个集成部分，用于评估各种设计方案，其分析结果可以优化产品设计、提高产品质量、缩短产品上市时间。

2）机构分析 机构分析模块能够实现对任何二维或三维机构进行复杂的运动学分析、动力学分析和设计仿真，还能对机械系统的大位移复杂运动进行建模、模拟和评估，提供对静态、运动学和动力学（动态）模拟的支持。通过使用运动副、弹簧、阻尼器等运动单元来创建和评估虚拟样机，以便将位移、速度、加速度之间的关系用图形的方式直观地表示出来；另外，还可以对刚体的自由运动和刚体接触进行建模和模拟，从而分析出反作用力并将反作用力输出到有限元模块中。用户可以创建和评估多个设计方案，并在此基础上进行修正，直到符合优化系统的要求为止。

3）注塑模流分析 注塑模流分析是一个集成在UG NX 8.0中的注塑分析系统，具有前处理、解算和后处理能力，并且提出了在线求解器和完整的材料数据库。分析结果以动态显示注塑过程中的流动、填充时间、焊线位置、填充的可靠度、注塑模压力等。在注塑模具的设计与生产过程中，使用模流分析模块可以帮助模具设计人员确定注塑模具设计是否合理，不合适的注塑模具几何体会很容易被检查出来，并根据需要对其进行修正，从而生产出高质量的产品并缩短产品的研发周期。