基于的三维建模技术

1）NX简介和特点

UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个功能强大的三维CAD/CAM/CAE软件系统，其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出，到生产加工成产品的全过程，应用范围涉及汽车、机械、航天航空、造船、通用机械、数控加工、医疗、玩具和电子等诸多领域。

UG NX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。Unigraphics 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。这是一个交互式CAD/CAM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。UG NX在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，它在PC上的应用也取得了迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。

2）NX功能模块

UG NX软件被划分为具有同类功能的一系列应用模块，如图3-25所示，这些应用模块都是集成环境的一部分，既相互独立又相互联系。

图3-25　UG应用模块

下面对一些常用的UG模块进行介绍。

（1）集成环境入口。这是所有其他模块的基础平台模块，它用于打开已存在的部件文件、建立新的部件文件、保存部件文件、绘制工程图。读入和写出各种类型文件及实现其他通用功能。它也提供统一的视图显示操作功能。屏幕布局和层功能、工作坐标系操纵功能，并提供对象信息分析及存取在线帮助。当处于其他模块中时，可以通过“开始”基本环境菜单返回集成环境入口（gateway）。

（2）建模。选择Start→Modeling菜单进入该模块。在该模块环境下可以进行产品零件的三维实体特征建模，该模块也是其他应用模块的工作基础。

（3）制图。选择Start→Drafting菜单进入该模块。在该模块中可以完成建立平面工程图所需的所有功能。利用该模块可以从已建立的三维模型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。

（4）外观造型设计。选择Start→Shape Studio菜单进入该模块。该模块主要为工业设计师和汽车造型师提供概念设计阶段的创造和设计环境。

（5）加工。选择Start→Manufacturing菜单进入数控加工模块。该模块用于数控加工模拟及自动编程，可以进行一般的二轴、二轴半铣削，也可以进行三轴到五轴的加工；可以完成数控加工的全过程，支持在线切割等加工操作；还可以依据加工机床控制器的不同来定制后处理程序，从而使生成的指令文件可直接应用于用户的特定数控机床，不需要修改指令即可加工。

（6）结构分析。该模块是一个集成化的有限元建模和解算工具，能够对零件进行前、后处理，用于工程学仿真和性能评估。

（7）运动分析。该模块是一个集成的、关联的运动分析模块，提供了机械运动系统的虚拟样机；能够对机械系统的大位移复杂运动进行建模、模拟和评估；还提供了对静态学、动力学、运动学模拟的支持；同时提供了包括图、动画、MPEG影片、电子表格等输出的结果分析功能。

（8）钣金。该模块提供了基于参数、特征方式的钣金零件建模功能，并提供了对模型的编辑和零件的制造过程的模拟功能，还可以用于对钣金模型进行展开和重叠的模拟操作。

（9）管路。该模块中提供了对产品实体装配模型中各种管路和线路（包括水管、气管、油管、电气线路、各种气体或液体流道和滚道），以及连接各种管线和线路的标准连接件等的规划设计功能，还可以生成安装材料单。

（10）注塑模向导。该模块用于用户的二次开发，可构造UG风格对话框UIStyler的用户设计界面，其中各工具的使用方法都可以在UG提供的帮助文件中找到。

3）NX工作界面

UG NX的工作界面窗口主要包括以下几个部分：标题栏、菜单栏、工具栏、工作区、提示栏、状态栏、工作坐标系和资源栏等，如图3-26所示。

图3-26　UG NX 8.0工作界面窗口

思考与练习

1.简述CAD/CAE/CAM系统几何建模的含义与作用。

2.形体的拓扑信息和几何信息的含义是什么？

3.三维几何建模系统有哪几种建模方式，各自的特点是什么？

4.分析线框模型、表面模型与实体模型在表示形体上的不同点。

5.简述实体建模中计算机内部表示方法及其数据结构的特点。

6.实体建模技术中是否不含线框和曲面建模？

7.什么是特征？特征是如何分类的？

8.特征建模与实体建模相比有何特点？

9.如何建立参数化模型？

10.装配建模的方法有哪些？