UG NX 9.0曲面设计教程

前言

本书导读

第1章 曲面设计概要

1.1 曲面设计的发展概况

1.2 曲面造型的数学概念

1.3 曲面造型方法

1.4 光顺曲面的设计技巧

第2章 曲面基准特征的创建

2.1 基准特征和系统设置

2.2 基准平面的创建

2.3 基准轴的创建

2.4 基准点的创建

2.4.1 在曲线/边上创建基准点

2.4.2 在终点上创建基准点

2.4.3 过圆心点创建基准点

2.4.4 在草图环境中创建基准点

2.4.5 在曲面上创建基准点

2.4.6 利用曲线与曲面相交创建基准点

2.4.7 通过给定坐标值创建基准点

2.4.8 利用两条曲线相交创建基准点

2.4.9 创建点集

2.5 基准坐标系的创建

2.5.1 使用三个点创建坐标系

2.5.2 使用三个平面创建坐标系

2.5.3 使用两个相交的轴（边）创建坐标系

2.5.4 创建偏置CSYS坐标系

2.5.5 创建绝对坐标系

2.5.6 创建当前视图坐标系

第3章 曲线设计

3.1 草图曲线

3.2 基本空间曲线

3.2.1 直线

3.2.2 圆弧/圆

3.2.3 曲线倒圆角

3.2.4 倒斜角

3.3 高级空间曲线

3.3.1 样条曲线

3.3.2 二次曲线

3.3.3 规律曲线

3.3.4 螺旋线

3.3.5 文本曲线

3.4 来自曲线集的曲线

3.4.1 镜像

3.4.2 偏置

3.4.3 在面上偏置曲线

3.4.4 投影

3.4.5 组合投影

3.4.6 桥接

3.5 来自实体集的曲线

3.5.1 相交曲线

3.5.2 截面曲线

3.5.3 抽取曲线

3.6 曲线分析

3.6.1 显示极点

3.6.2 曲率梳分析

3.6.3 峰值分析

3.6.4 拐点分析

3.6.5 输出列表

3.7 曲线编辑

3.7.1 修剪曲线

3.7.2 修剪角

3.7.3 分割

3.7.4 圆角

3.7.5 拉长

3.7.6 曲线长度的编辑

第4章 简单曲面的创建

4.1 曲面网格显示

4.2 创建拉伸和回转曲面

4.2.1 创建拉伸曲面

4.2.2 创建回转曲面

4.3 创建有界平面

4.4 曲面的偏置

4.4.1 创建偏置曲面

4.4.2 创建偏置面

4.5 曲面的抽取

4.5.1 抽取独立曲面

4.5.2 抽取区域曲面

第5章 自由曲面的创建

5.1 网格曲面

5.1.1 直纹面

5.1.2 通过曲线组

5.1.3 通过曲线网格

5.2 扫掠曲面

5.2.1 普通扫掠

5.2.2 沿引导线扫掠

5.2.3 样式扫掠

5.2.4 变化的扫掠

5.2.5 管道

5.3 桥接曲面

5.4 艺术曲面

5.4.1 艺术曲面构建方法

5.4.2 艺术曲面应用范例

5.5 截面体曲面

5.5.1 二次曲线截面

5.5.2 圆形截面

5.5.3 三次曲线截面

5.5.4 线性截面

5.6 N边曲面

5.7 弯边曲面

5.8 渐消曲面的构建

5.8.1　渐消曲面的概念

5.8.2 渐消曲面的构建──范例1

5.8.3 渐消曲面的构建──范例2

5.9 曲面分析

5.9.1　曲面分析概述

5.9.2　曲面分析

第6章 曲面的编辑

6.1 曲面的修剪

6.1.1 一般的曲面修剪

6.1.2 修剪片体

6.1.3 分割表面

6.1.4 修剪与延伸

6.2 曲面的延伸

6.2.1 延伸

6.2.2 规律延伸

6.2.3 扩大曲面

6.3 X-成形

6.3.1 平移

6.3.2 旋转

6.3.3 比例

6.3.4 平面化

6.4 曲面的变形与变换

6.4.1 曲面的变形

6.4.2 曲面的变换

6.4.3 整体突变

6.5 曲面边缘的编辑

6.5.1 匹配边

6.5.2 剪断为补片

6.5.3 局部取消修剪和延伸

6.5.4 替换边

6.5.5 更改片体边缘

6.6 曲面的缝合

6.7 曲面的实体化

6.7.1 开放曲面的加厚

6.7.2 封闭曲面的实体化

6.7.3 使用补片创建实体

第7章 曲面中的倒圆角

7.1 倒圆角类型

7.1.1 边倒圆

7.1.2 面倒圆

7.1.3 软倒圆

7.1.4 样式圆角

7.2 倒圆角失败处理

第8章 TOP_DOWN自顶向下产品设计

8.1 WAVE几何链接器

8.2 自顶向下设计的一般过程

8.3 范例──手机的自顶向下设计

8.3.1 范例概述

8.3.2 创建一级控件

8.3.3 创建上部二级控件

8.3.4 创建下部二级控件

8.3.5 创建三级控件

8.3.6 创建屏幕

8.3.7 创建下盖

8.3.8 创建电池盖

8.3.9 创建上盖

8.3.10 创建按键

8.3.11 编辑模型显示

第9章 曲面设计综合范例

9.1 范例1──汽车后视镜的设计

9.2 范例2──实体文字的制作

9.3 范例3──肥皂的设计

9.4 范例4──充电器的设计

9.5 范例5──咖啡壶的设计

9.6 范例6──水嘴手柄的设计

9.7 范例7──吸尘器上盖的设计

9.8 范例8──电话机面板的设计

9.9 范例9──洗发水瓶的设计

《UG NX 9.0曲面设计教程（UG软件应用认证指导用书）》全面、系统地介绍了使用UG NX 9.0进行曲面设计的过程、方法和技巧，内容包括曲面设计的发展概况、曲面造型的数学概念、曲面基准特征的创建、曲线设计、简单曲面的创建、自由曲面的创建、曲面的编辑、曲面中的倒圆角、TOP_DOWN自顶向下产品设计以及大量的曲面设计综合范例等。

《UG NX 9.0曲面设计教程（UG软件应用认证指导用书）》讲解中所选用的范例、实例或应用案例覆盖了不同行业，具有很强的实用性和广泛的适用性。本书附带2张全程多媒体DVD学习光盘，制作了244个UG曲面设计技巧和具有针对性的实例教学视频并进行了详细的语音讲解，时间长达9.7小时（588分钟），光盘中还包含本书所有的模型文件、范例文件和练习素材文件。另外，为方便UG低版本用户和读者的学习，光盘中特提供了UG NX 7.0、UG NX 8.0和 UG NX 8.5版本的素材源文件。

在内容安排上，为了使读者更快地掌握UG软件的曲面功能，书中结合大量的曲面设计范例对软件中一些抽象的曲面概念、命令和功能进行讲解，同时结合范例讲述了一些生产一线曲面产品的真实设计过程，能使读者较快地进入曲面设计实战状态；在写作方式上，本书紧贴软件实际操作界面，使初学者能够尽快上手，提高学习效率。本书内容全面，条理清晰，实例丰富，讲解详细，可作为工程技术人员的UG曲面自学教程和参考书，也可作为大中专院校学生和各类培训学校学员的CAD/CAM课程上课或上机练习的教材。

第1章UG NX 9.0设计基础

1.1 NX应用初探

1.1.1 NX操作界面简介1

1.1.2实例：启动UG NX 9.0 2

1.1.3实例：UG NX 9.0的文件操作5

1.1.4鼠标与键盘的使用8

1.2视图的运用8

1.2.1观察模型的方法9

1.2.2模型的显示方式9

1.2.3模型的查看方向9

1.2.4模型视图的新建布局10

1.3图素的选择方式11

1.3.1利用【类选择】对话框11

1.3.2利用【选择】工具条13

1.4使用角色13

1.4.1默认角色13

1.4.2角色的创建、修改与保存14

1.5层操作15

1.5.1层的设置16

1.5.2层的分类17

1.5.3移动至层18

练习题18

第2章基本实体的构建20

2.1基于特征的建模20

2.1.1基于特征的实体建模过程20

2.1.2部件导航器的功能21

2.2 NX的常用工具23

2.2.1点构造器23

2.2.2实例：创建点——捕捉方式24

2.2.3实例：创建点——运用两点之间25

2.2.4矢量构造器26

2.2.5工作坐标系27

2.2.6实例：操纵工作坐标系29

2.3基本体素特征31

2.3.1长方体31

2.3.2圆柱32

2.3.3圆锥33

2.3.4球33

2.4布尔操作35

2.4.1实例：求和35

2.4.2实例：求差36

2.4.3实例：求交36

2.4.4布尔错误报告37

2.4.5实例：建立基本体素，练习放置、旋转工作坐标38

练习题41

第3章参数化草图建模43

3.1草图概述43

3.1.1草图与层43

3.1.2使用草图的目的和时间43

3.1.3草图创建步骤43

3.2创建和进入草图44

3.2.1创建草图44

3.2.2进入现有草图46

3.2.3退出草图46

3.3绘制基本几何图形46

3.3.1创建轮廓曲线47

3.3.2辅助线47

3.3.3实例：创建基本草图47

3.3.4创建直线49

3.3.5创建圆弧50

3.3.6创建圆51

3.3.7创建派生线条51

3.3.8快速裁剪52

3.3.9快速延伸52

3.3.10制作拐角52

3.3.11圆角53

3.3.12矩形54

3.3.13正多边形54

3.3.14艺术样条55

3.4草图约束55

3.4.1几何约束56

3.4.2实例：添加约束58

3.4.3显示所有约束60

3.4.4显示/移除约束61

3.4.5尺寸约束62

3.4.6转换为参考的/激活的65

3.4.7智能约束设置66

3.4.8实例：绘制定位板草图67

3.5草图操作69

3.5.1镜像曲线69

3.5.2实例：绘制槽轮零件图70

3.5.3实例：添加现有曲线到草图72

3.5.4实例：投影曲线——绘制加强筋73

3.5.5偏置曲线75

3.6草图管理76

3.6.1定向视图到草图76

3.6.2定向视图到模型76

3.6.3实例：重新附着草图76

3.7草图预设置78

3.7.1【草图样式】选项卡设置78

3.7.2【会话设置】选项卡设置80

练习题81

第4章创建扫描特征85

4.1扫描特征概述85

4.1.1扫描特征的类型85

4.1.2选择线串86

4.1.3实例：定义扫描区域87

4.2拉伸89

4.2.1拉伸概述89

4.2.2实例：使用选择意图完成拉伸90

4.2.3实例：带拔模的拉伸91

4.2.4实例：非正交的拉伸93

4.2.5实例：带偏置的拉伸94

4.3回转96

4.3.1回转概述96

4.3.2实例：建立回转体96

4.4沿引导线扫掠97

4.4.1沿引导线扫掠概述97

4.4.2实例：沿引导线扫掠98

4.5扫掠994.5.1扫掠概述99

4.5.2实例：扫掠100

练习题101

第5章仿真粗加工的设计特征104

5.1创建孔特征104

5.1.1实例：创建通用孔104

5.1.2实例：创建螺钉间隙孔105

5.2有预定义的设计特征106

5.2.1选择放置面107

5.2.2选择水平参考107

5.2.3定位成形特征107

5.2.4凸台的创建112

5.2.5腔体的创建112

5.2.6垫块的创建113

5.2.7键槽的创建113

5.2.8槽的创建115

5.2.9实例：创建连接件117

练习题120

第6章创建基准特征123

6.1创建基准平面123

6.1.1实例：创建固定基准平面123

6.1.2实例：创建相对基准平面124

6.2创建基准轴129

6.2.1固定基准轴129

6.2.2实例：创建相对基准轴129

6.2.3实例：通过基准特征建模131练习题133

第7章仿真精加工过程的特征135

7.1边缘操作135

7.1.1边倒圆概述135

7.1.2实例：恒定的半径倒圆136

7.1.3实例：变半径倒圆138

7.1.4实例：拐角回切140

7.1.5实例：拐角突然停止141

7.1.6倒斜角概述143

7.1.7实例：创建倒斜角144

7.2面操作146

7.2.1拔模概述146

7.2.2实例：创建从平面拔模147

7.2.3实例：创建从边拔模148

7.2.4实例：创建与多个面相切拔模149

7.2.5实例：为分型边缘创建拔模150

7.2.6实例：创建基本双侧体拔模151

7.2.7实例：创建底切拔模153

7.3体操作154

7.3.1实例：抽壳155

7.3.2实例：创建缩放体156

7.3.3创建修剪体特征158

7.3.4实例特征概述158

7.3.5实例：创建矩形阵列160

7.3.6实例：圆形阵列161

7.3.7实例：创建镜像特征162

练习题163

第8章表达式与部件族166

8.1表达式概述166

8.1.1表达式的概念166

8.1.2表达式的类型166

8.1.3实例：创建和编辑表达式167

8.1.4实例：创建抑制表达式170

8.2部件族172

8.2.1实例：创建部件族172

8.2.2实例：为装配添加一个标准零件175

练习题176

第9章装配建模178

9.1装配概念178

9.1.1术语定义178

9.1.2创建装配体的方法179

9.1.3装配主菜单、工具条与快捷菜单179

9.1.4装配导航器180

9.1.5载入选项181

9.1.6引用集的概念182

9.1.7实例：建立新的引用集182

9.2从底向上设计方法185

9.2.1添加已存零部件到装配中185

9.2.2在装配中定位组件187

9.2.3实例：从底向上设计装配组件190

9.2.4组件阵列概述194

9.2.5实例：创建组件阵列195

9.2.6装配爆炸视图概述201

9.2.7实例：创建爆炸视图202

9.3装配上下文设计与WAVE技术203

9.3.1自顶向下设计方法203

9.3.2 WAVE几何链接技术204

9.3.3链接几何对象类型204

9.3.4时间标记设置205

9.3.5实例：WAVE技术及装配上下文设计205

练习题207

第10章工程图的构建209

10.1工程图概述209

10.1.1主模型的概念209

10.1.2 UG工程制图流程210

10.2工程图的管理210

10.2.1新建图纸页210

10.2.2打开图纸页210

10.2.3删除图纸页211

10.2.4编辑图纸页211

10.3视图操作211

10.3.1实例：添加基本视图、投影视图212

10.3.2实例：创建局部放大视图213

10.3.3实例：创建断开视图214

10.3.4实例：定义视图边界——创建局部视图215

10.3.5移动/复制视图217

10.3.6对齐视图217

10.3.7实例：视图相关编辑218

10.4创建剖视图219

10.4.1实例：创建全剖视图220

10.4.2实例：创建阶梯剖视图、阶梯轴测剖视图222

10.4.3实例：创建半剖视图224

10.4.4实例：创建旋转剖视图226

10.4.5实例：创建展开剖视图227

10.4.6实例：创建局部剖视图228

10.4.7装配图剖视230

10.5工程图的标注与编辑233

10.5.1实例：创建中心线233

10.5.2实例：创建尺寸标注235

10.5.3实例：创建文本注释238

10.5.4实例：创建形位公差标注239

10.5.5实例：标注表面粗糙度符号241

10.6制图模块参数预设置243

10.6.1制图标准的概念243

10.6.2制图参数预设置243

10.6.3视图参数预设置244

10.6.4注释参数预设置245

10.6.5剖切线样式设置248练习题249

第11章CAE模型分析251

11.1模型分析概述251

11.1.1高级仿真介绍251

11.1.2高级仿真文件结构252

11.1.3高级仿真工作流程253

11.2实例：连杆的线性静态分析254

11.3实例：螺旋桨的疲劳分析258

11.4实例：四连杆机构运动仿真264

11.5实例：挖掘机模型运动仿真269

练习题277

第12章工业设计实例——减速器设计279

12.1减速器零部件建模设计279

12.1.1箱体造型设计279

12.1.2主动轴造型设计286

12.1.3从动轴齿轮造型设计288

12.2减速器虚拟装配设计290

12.3减速器关键零部件力学性能分析与结构优化293

12.3.1箱体的力学分析293

12.3.2从动轴的力学分析295

12.4减速器运动仿真297

参考文献300

本书UGNX9.0应用速成标准教程，内容包括UG NX 9.0导入、UG NX 9.0的安装、使用前的准备与配置、二维草图的绘制、零件设计、曲面设计、装配设计、模型的测量与分析、视图管理、工程图设计和同步建模等。 本书覆盖了汽车、航空航天、工程机械等不同行业，具有很强的实用性和广泛的适用性。本书附1张多媒体DVD学习光盘，制作了大量UG NX 9.0设计技巧和具有针对性范例的教学视频并进行了详细的语音讲解。

本教材是根据教育部《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》的改革精神，围绕卓越工程师教育培养计划目标，为适应具有国际竞争能力的工程人才培养的需要而编写的。目前高校使用的机械设计三维软件教程过于侧重软件操作而忽略了机械设计过程的训练，且版本普遍较低，难以适应现代机械工业对人才设计能力的要求。本书第1～10章详细介绍了UG NX 9.0建模基础知识，第11章通过实例介绍产品零件有限元分析及运动仿真的基础知识。针对机械设计教学的需要，第12章系统阐述了最基本的一级圆柱齿轮减速器的设计过程，使学生系统掌握机械设计过程和软件的使用技巧。