UGS 企业PLM 解决方案与NX

第1篇入门
第1章绪论
1.1 UGS 企业PLM 解决方案与NX
产物生命周期办理〔PLM〕解决方案
UGS产物生命周期办理解决方案如图1-1所示。

图1-1 UGS PLM解决方案
PLM Solutions 软件解决方案的目标是改进产物生命周期办理，主要包罗以下几个方面：
•减少产物上市时间，实现产物创新。

•减少开发成本。

•捕获和再使用常识。

UGS PLM Solutions主要产物系列包罗：
•NX：转变产物开发。

•Tecnomatix：转变制造和出产。

•PLM Components：为了尺度化和协同工作能力开放的解决方案。

•Teamcenter：捕获和共享产物常识。

•Solid Edge：将竞争的优势进展到三维。

1.1.2 NX转变产物开发过程
NX 产物系列功能是转变产物开发过程、实现数字化产物开发。

如图1-2所示，它涉及产物设计、仿真和制造中开发过程的全范围，包罗产物概念设计、式样造型设计、布局细节设计、性能仿真、工装设计和加工。

图1-2 NX 转变产物开发过程
1.1.3 NX特点
NX 是一个交互的计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程〔CAD/ CAM/CAE〕系统。

CAD 功能自动化是在今天制造公司中见到的一般工程、设计和制图能力；CAM 功能操纵NX描述完成零件的设计模型，为现代机床提供NC 编程；CAE 功能横越一广范围的工程学科，提供许多的产物、装配和零件的性能仿真能力。

NX是一全三维、双精度系统，它允许用户精确地描述几乎任一几何形状。

通过组合这些形状，用户可以设计、阐发产物和成立他们的工程图。

一旦设计完成，制造应用允许用户选择描述零件的几何体，参加制造信息，如刀具直径并自动生成一刀具位置，源文件〔CLSF〕，它可被用来驱动大大都NC机床。

NX特点如下：
•常识驱动自动化：确保业界最正确实践可重复性和运用企业的专门技术。

•基于系统的建模：能够再使用覆盖很复杂的产物工程信息。

•集成的协作：运用产物开发团队所有成员的创新。

•开放式的设计：通过无缝的信息通信集成供应商链。

•出产证实的应用：集成从概念设计到制造的完整的工程生命周期。

NX4 是UGS 旗帜产物开发解决方案的比来的主要版本。

此版本带来大量的撑持产物和过程创新的新的计算机辅助设计、计算机辅助工程和计算机辅助制造〔CAD/CAE/CAM〕能力。

NX4的特点如下：
•为了数字化产物开发集成的自动化。

•在所有开发学科中的新能力，包罗工业设计、仿真、工装、加工和办理。

•在一个全面的产物生命周期办理〔PLM〕解决力案内的领先前沿的CAD、CAE和CAM技术。

NX4的长处如下：
•撑持在产物和过程中的创新。

•使得能够实现产物开发的转变。

•通过协作、自动化和重用资源，减少开发时间和成本。

•用仿真、确认和优化改进质量和性能。

1.2 NX应用模块
NX功能被划分成共同功能的一系列“应用〔Application〕〞，如图1-3所示。

这些应用由一个称为NX Gateway的首要必备的应用撑持。

每一个NX用户必需有NX Gateway，其他是可选项，并可被配置以适合于每一个个别用户的需求。

图1-3 NX 应用下拉菜单与东西条
1.2.1 设计输入
通过翻开一部件文件和从菜单栏选择一个应用与NX交互。

初始程序是从菜单栏选择一选项，然后响应显示的对话框，在NX主应用窗口内成立设计，如图1-4所示。

图1-4 初始程序
操纵NX，可以成立、存储、恢复和把持设计与制造信息，典型地通过成立描述一零件的几何体开始工作。

NX 系统允许用户成立零件的全三维模型，它可以永久地被存储。

存储的部件随后可用于：
•发生全尺寸的工程图。

•生成NC 加工指令。

•生成阐发过程如有限元阐发的输入。

一个部件是由在设计过程中创立的对象组成。

对象有以下分类：
•几何对象：点、曲线和片体。

•文本对象：注释、标识表记标帜和尺寸。

•属性：颜色、线型与线宽。

在NX中，对象按照欧几里得几何学协定成立〔即线没有宽度，点没有大小等〕。

1.2.2 应用模块简介
1. 入口〔Gateway〕
Gateway 允许翻开已存部件文件、成立新部件文件、存储部件文件、绘制工程图和屏幕布局、读入和写出各种类型文件和其他通用功能。

它也提供统一的视图显示操作、屏幕布局和层功能、工作坐标系〔WCS〕把持、对象信息和阐发及存取在线帮忙。

Gateway 是对所有其他交互应用的首要必备的应用。

当翻开NX时，它是用户进入的第一个应用。

通过应用下拉菜单项选择择它，可以在任何时候从其他应用返回Gateway。

2．建模〔Modeling〕
〔1〕实体建模〔Solid Modeling〕
这个通用的建模应用撑持二维和三维线框模型、扫掠和旋转体的成立、布尔操作和底子的相关编纂。

实体建模是特征建模与自由形状建模的首要必备的应用。

〔2〕特征建模〔Features Modeling〕
这个基于特征的建模应用撑持尺度的设计特征〔Design Features〕，如孔、键槽和型腔的成立与相关编纂。

它允许用户挖空实体模型并成立薄壁对象。

一个特征可以相对于任一其他特征定位，对象可以被实例引用成立关联的特征集。

〔3〕自由形状建模〔Free-Form Modeling〕
这个复杂形状建模应用撑持复杂曲面和实体模型的成立。

某些可用的技术是通用的沿曲线扫掠；操纵1、2和3 轨道方法按比例地展开形状；操纵尺度的二次曲线方法放样成形；点和曲线网格。

〔4〕钣金特征建模〔Sheet Metal Feature Modeling〕
这个基于特征的建模应用撑持专门钣金特征，如弯边、肋骨和与位于它们下面曲面形状一致的剪暗语的成立。

这些特征可以在钣金设计应用中被把持，仿真零件的成形与展平。

这个实践允许在设计时合并制造概念的设计到用户的部件中。

实体建模与钣金设计是对某些应用的首要必备的应用。

〔5〕用户定义特征〔User-Defined Features〕
此应用提供一交互的方法去捕获和存储部件家族，为了操纵一用户定义特征〔UDF〕概念便利地恢复和编纂。

当启动时它允许取一个操纵尺度NX建模东西成立的已存相关实体模型和在参数间成立的关系、定义特征变量、设置默认值和决定通用形状，获得特征。

通过任何人操纵特征建模应用可以存取驻留在一库中的已存UDFs。

3. 装配〔Assemblies〕
此应用撑持“自顶向下〔top-down〕〞和“从底向上〔bottom-up〕〞装配建模，它提供对装配层级的快速往返移动并允许直接存取任一组件或子-装配的设计模型。

它撑持“在上下文中设计〞的方法，在此方法中当工作在装配的上下文中时，可以对任一组件的设计模型做改变。

4. 几何公差模块〔Geometric Tolerancing Module〕
几何公差模块也称为“几何尺寸与公差GD&T〞，它让用户捕获公差。

5. 产物和制造信息〔PMI Introduction〕
产物和制造信息〔PMI〕是一组注释东西，它可以用于在三维环境中对产物形成文档说明。

它允许用户定义比在二维工程图上更有用的信息，例如每个PMI对象可以有关联的几何体，因此传递信息到下游应用。

PMI 对象包罗：
•3D尺寸。

•基准〔也称为基准特征符号〕。

•基准目标。

•特征控制框架。

•3D 注释。

•注解。

•几何公差。

•安然记号。

•用户定义的PMI。

当在其他应用中，如Gateway和Modeling ，可以使用PMI 应用。

6. 阐发〔Analysis〕
〔1〕注塑模流动阐发〔Moldflow〕
此应用用于阐发在一打针模中熔化塑料的流动，在部件中构建一有限元网格并描述模具与塑料条件。

阐发包可以重复地运行以决定最适宜条件，发生表格式和图解两种成果。

此应用节约设计、模具制造和材料成本。

〔2〕运动应用〔Motion Application〕
此应用提供成熟的、完善的、灵活的和广泛的建模能力，它致力于机构联接设计的所有方面，从概念〔综合〕到仿真原型〔消隐的外表动画〕。

它的完全的设计和编纂能力允许用户开发任一N-连杆机构、执行运动学阐发和以多种格式提供可了解的阐发成果。

此应用也提供了一个到第三方动态阐发程序的界面。

〔3〕Generative Modeling〔ICAD〕
此应用能实此刻ICAD和NX间线框和实体几何体的双向转换。

ICAD 是一个基于常识的工程系统，它允许产物模型信息〔物理属性如几何体、材料类型和功能的约束〕的符号描述和处置信息〔如阐发、制造和测试〕。

7. 制图〔Drafting〕
制图应用允许用户从在一建模应用中成立三维模型或操纵构入内部的曲线/草图东西成立二维工程图。

制图撑持图布局的自动成立，包罗正交视图投射、剖截视图、辅助和细节视图以及等角图，也撑持视图相关和自动消隐线编纂。

8. 高质量图像〔High Quality Image〕
高质量图像模块提供附加的图像能力到View→ Visualization →High Quality Image 选项，成果生成传神照片的图像。

传神照片的图像呈现附加的视觉信息，如反射、透明度、颜色和纹理，使在屏幕上的图像更像是一真实部件的照片。

高质量图像可用于产物原型、市场可视图像或简化为上好的通信东西。

9. 常识熔接〔Knowledge Fusion〕
NX常识熔策应用提供一图形用户界面，允许用户应用工程常识驱动规那么和设计意图到NX中的几何模型和装配。

可以触发Knowledge Fusion 应用到接通和关断，它提供KF用户一个更好的开发环境，它也防止不等候使用KF的新用户由KF菜单项选择项引起的猜疑。

NX 提供一默认客户来控制当退出NX和再启动NX时恢复它到哪个设置及NX是否存储KF的当前状态〔触发到On 或Off〕。

10. 制造〔Manufacturing〕
〔1〕底子加工和编纂〔Basic Machining and Editing〕
此应用撑持对NC 加工的CLSFs的成立与编纂，它也含有执行点到点和类似APT驱动曲线加工操作的软件。

〔2〕铣〔Mill〕
此应用提供专门铣轮廓和铣型腔交互操作的能力〔2轴和轴加工〕。

〔3〕多轴铣〔Multi-Axis Mill〕
此应用提供专门复杂铣交互操作的能力〔3轴和5轴加工〕。

〔4〕车〔Lathe〕
此应用提供专门车交互操作的能力〔粗车、精车、钻孔、车沟槽和螺纹〕。

〔5〕图形后置处置器应用〔GPM/MDFG〕
图形后置处置器应用〔GPM〕撑持适合专门机床/控制器组合的输入需求刀轨格式化。

机床数据文件生成器〔MDFG〕是一生成要求的MDFs的菜单驱动程序。

11. 开放的用户界面设计〔Open User Interface Styler〕
开放的用户界面设计模块允许用户和第三方开发商生成NX对话框。

它是一个呈现一可视的构建器开发东西，允许开发者正确地构建NX 对话框和生成一装入与成立一对话框相关代码的文件。

它不需在图形用户界面下的综合常识。

当提供NX对话框的外表与感觉时，开放的用户界面设计模块从GUI编程细节隔离API 编程员。

12. 编程语言〔Programming Languages〕
〔1〕图形交互编程〔Graphics Interactive Programming，GRIP〕
GRIP 是一种在许多情况下类似FORTRAN的编程语言，它使用类似英文单词的词汇。

GRIP 可以执行在NX中的大局部操作和相关应用。

在某些情况下，GRIP 可用于执行高级的定制操作，比在交互的NX中更有效。

〔2〕NX开放的C和C++ API编程〔NX Open C and C++ API Programming〕
开放的C和C++ API〔先前称为User Function〕是一编程界面，它能实现开发与NX 组元、文件和对象数据交互。

13. 质量控制〔Quality Control〕
〔1〕VALISYS
这组9个应用是通过内部的、开放的C和C++ API 集成到NX中的。

它提供离散制造部件的质量阐发〔QA：查抄、校核、跟踪等〕，出格是通过几何尺寸和公差。

〔2〕DMIS
此应用允许一质量工程师从NX几何体为坐标测量机〔CMM〕编制查抄路径和从测量数据生成NX几何体。

14. 走线〔Routing〕
定义围绕和通过其他NX装配的装配。

例如，在一飞机策动机内，管道和管子是从燃料箱被发送到围绕策动机的不同打针点，或在一汽车内，要求配线提供动力到电气视窗。

走线选择包罗管道〔Piping〕、管子、钢铁架〔Steelwork〕、导管〔Conduit〕、通道〔Raceway〕、配线〔Wiring〕和根底。

15. 钣金〔Sheet Metal〕
〔1〕钣金设计〔Sheet Metal Design〕
钣金设计是一基于实体的应用，它聚焦于钣金零件的加工设计，定义成形表和弯边挨次表，以及重组计入材料变形特性的实体模型。

从实体、片体和线框几何体生成为下游应用的精确的展平图样数据。

〔2〕冲压〔Punch Press〕
此应用能够成立一NX CLSF ，它操纵编程技术和对与一等离子弧〔Plasma Arc〕或激光辅助头组合编程NC冲床独一的后置处置命令。

Punch Press 包罗在NX 加工应用中找不到的加工技术，如圆形、正方形、矩形或椭圆形冲孔。

〔3〕多-零件加工的栅格〔Grids for Multi-Part Tooling〕
此应用提供一快速与便利的方法来交互地拟合零件在一矩形栅格中，并成立冲压、激光、火焰或铣刀具。

16. 电子表格〔Spreadsheet〕
电子表格程序提供一在Xess或Excel 电子表格应用和NX间的智能界面。

可以操纵电子表格来完成以下工作：
•从一尺度的表格布局构建一个主题的变异或零件家族。

•用电子表格计算优化几何体。

•用阐发的情节增加模型设计。

•集成业务发布，如由部件设计的成本阐发。

编纂NX复合建模的表达式提供在NX和Xess电子表格间概念模型数据的无缝传递。

17. Web Express
Web Express 允许从在一NX部件文件中的数据生成HTML文件〔超文本标识表记标
帜语言〕。

用户可以操纵Web Express，它底子上是一HTML出书功能，为一零件或一装配成立详细的文档。

生成的文档可以从任一Web 浏览器不雅看。

它可以获得一广泛的数据范围，从电子表格到着色图像和VRML数据。

18. Wire Harness
使电气系统设计师能在用于描述产物机械装配的同一三维空间成立电气布线的暗示。

Harness 定位所有相关的电气元件在机械装配内，成立一建议的Harness 路径中心线，然后发送所有要求的导线从一端到另一端，允许在同一环境中成立和维护包装设计和Harness 安装图。

1.3 系统协定
表1-1描述了用于整个系统的几个NX协定。

表1-1 系统的NX协定
协定描述
坐标系NX 允许为构建其他几何体去定义平面与坐标系。

平面与坐标系完全独立于不雅察标的目的。

几何体可以被成立在不服行于屏幕的平面上
当一新模型启动时，使用的坐标系是绝对坐标系或模型空间。

不雅察标的目的+Z轴朝向原点。

可以定义其他坐标系，但一个称为工作坐标系〔WCS〕的出格坐标系被用于构建模型
角度测量NX 在一逆时针标的目的从+ X〔或XC〕轴到+Y〔或YC〕轴测量角度
角度测量按度和度的十进制小数参加。

当参加一正值时，角度逆时针从+X轴或一基线测量。

当参加一负值时，系统显示一负号〔-〕，指示动作在一顺时针标的目的
右手规那么右手规那么用于决定旋转标的目的和坐标系的方位，此规那么也决定顺时针和逆时针标的目的
1.4 常规的右手规那么
常规的右手规那么是：如果坐标系原点是在右手掌中，手背放在桌面上。

拇指向外延伸对应于+X轴，食指向外延伸对应于+Y轴。

中指向上延伸对应于+Z轴，如图1-5所示。

图1-5 常规的右手规那么
1.4.1 旋转的右手规那么
旋转的右手规那么用于关联矢量与旋转标的目的。

如图1-6所示，当拇指延伸并对准一给定矢量，卷曲的手指决定相关的旋转标的目的。

例如，为一给定坐标系决定旋转的逆时针标的目的，应拇指对准ZC轴，指向+ZC标的目的。

逆时针被定义为手指从+X移动到+Y轴的标的目的。

图1-6 旋转的右手规那么
1.4.2 交点
在正常使用中，两曲线的一个交点是曲线物理上相遇的点。

在NX中，物理上不相遇
的曲线也可以求交，如图1-7所示。

图1-7 交点例子
图1-7中，选择的第二曲线〔C2〕被扫描或沿ZC轴投射形成一想象的片体。

然后选择的第一曲线〔C1〕与这个片体订交，得到的点〔P1〕称为两曲线的交点。

交点总是位于选择的第一曲线上，除非两曲线在通常意义中订交。

在那种情况下，交点将位于选择的第二曲线上。

1.5 关联性
使用关联性〔Associativity〕可以连接个此外信息片在一起，在NX中辅助自动的部件设计与制造。

在对象间的关联性
关联性同时在任意对象间构建连接，例如，一条直线可以是一个组的成员、一个边界的一局部，同时也可以是一片体的生成曲线。

制图对象到几何体或位置
在NX中，所有制图对象是关联的。

制图对象被连接到几何体，因而它们可以被自动更新。

某些制图对象，如注解、剖面线和边被关联到一个位置而非几何体。

其他如标识表记标帜、ID符号、形状与位置公差可以被关联到几何体或一位置。

对象到部件或视图
当在一应用中成立几何体时使用关联性。

例如，一个对象可以是模型的局部〔在建模中〕或专门连接到一视图〔在制图中〕。

对象显示可以被控制，它可以呈此刻所有视图中、仅在一专门视图中或除一视图外的所有视图中〔擦去视图〕。

在一个视图中，一条曲线可以以不同线型显示而不影响在其他视图中的显示〔view modified〕。

几何体点窜反映在所有视图中。

1.5.4 非几何信息到对象、组或部件
关联性也关联非几何信息到对象与部件。

可以链接任意多的属性到对象，以记录对象的专门特性。

有两种类型属性，即系统和用户定义的。

系统属性是由系统承认的和由用户指定的那些。

例如，当为辅助选择过程指定一名字到一对象或组时，系统将承认阿谁名字直到用户显式改变它。

用户定义的属性是用户成立的那些，但对系统没有意义。

例如，用户可以关联属性信息到一组几何对象，因而它可以被处置为在一装配中的一个组件。

1.6 参数模式
许多NX参数是模式〔modal〕的，即它们保持有效直到它们被显式改变。

如表1-2 所示，NX有3级模式，即系统、部件和工作作业。

表1-2 NX 参数模式。