1.2　功能简介

UG NX 12.0不仅具有UG以前版本的强大功能，而且还在工业设计、数字化分析、工具制作、加工、定制化编程和受控开发环境等方面增加了很多强大的新功能。下面进行简单介绍。

1.2.1　UG主要功能

UG软件是一个集成化的CAD/CAE/CAM系统软件，它为工程设计人员提供了非常强大的应用工具，这些工具可以对产品进行设计（包括零件设计和装配设计）、工程分析（有限元分析和运动机构分析）、绘制工程图、编制数控加工程序等。随着版本的推陈出新和功能的不断扩充，扩展了其应用范围，并促使其向专业化和智能化方向发展，例如各种模具设计模块（冷冲模、注塑模等）、钣金加工模块、管道布局、体设计及车辆工具包。其主要功能特性如下。

1. 建模的灵活性

与其他三维设计软件的建模功能相比，UG具有很大的灵活性，具体体现在以下3个方面。

（1）复合建模功能。UG的复合建模功能具有以下特点。

　无须绘制草图，直接通过成型特征和特征操作功能完成几何模型的生成。

　基于特征、草图和装配的参数化设计，给出了从小零件到复杂部件的参数化设计解决方案。

　可直接利用实体边缘进行特征操作，无须定义和参数化新曲线，更方便特征模型的建立。

（2）方便的几何特征和特征操作。UG的几何特征和特征操作具有以下特点。

　具有如长方体、圆柱、圆锥、球等基本几何特征和较复杂的用户自定义特征操作。

　具有垫块、键槽、凸台、倒斜角、腔等特征。

　具有方便的拉伸、旋转和扫描特征操作。

（3）光顺倒圆。UG的光顺倒圆技术具有以下特点。

　业界最好的倒圆技术，能使倒圆的最小半径值退化至极限零。

　可自适应于切口、陡峭边缘及两非邻接面等几何构型的倒圆。

2. 协同化和高级装配建模技术

UG可提供自顶向下、自底向上两种产品结构定义方式，并可在上下文中设计或编辑，以及具有高级的装配导航工具。UG的协同化和高级装配建模技术具有以下特点。

　以装配树结构显示装配部件的父子关系，可方便、快速地确定各部件位置。

　对装配件的简化表达。

　隐藏或关掉特定组件。

　利用产品空间区域划分及过滤器功能，选择工作组件或显示组件。

　利用局部着色功能，更清晰地显示复杂装配组件。

　各种类型的装配配对条件，满足绝大多数的装配关系。

　方便替换产品中任一零部件功能操作，刷新装配部件以取得最新的工作版本。

　利用先进的协同化技术，方便团队成员并行设计产品中各子装配或零件。

3. 直观的二维绘图

UG二维绘图简单并富于逻辑性。

　剖视图自动相关于模型和用户设置的剖切线位置。

　正交视图的计算和定位可简便地由一次鼠标操作完成，自动将隐藏线消除。

　自动尺寸排列（不需要了解设计意图），自动完成工程图草图尺寸标注。

4. 强大的数控加工能力

Unigraphics CAM模块具有强大的刀具轨迹生成方法，包括各种完善的加工方法。

　2～5轴铣削、车削加工、线切割等加工方法。

　刀轨仿真和验证技术。

　刀具库／标准工艺数据库功能。

5. 领先的钣金件制造技术

UG的钣金件制造技术具有以下特点。

　可在成型或展开的情况下设计或修改产品结构。

　折弯工序可仿真工艺成型过程。

　钣料展开几何图形自动与产品设计相关联。

　可在一幅工程图中直接展示产品设计和钣料展开几何图形。

6. 集成的数字分析

Unigraphics CAE模块集成了多种优秀的有限元解算器和机构运动学解算器，真正做到从三维建模到仿真分析的无缝结合。UG的数字分析技术具有以下特点。

　结构分析和机构运动学分析。

　硬干涉检查和软干涉检查。

　动画过程中的动态干涉检查。

7. 先进的用户开发工具

UG系统提供Unigraphics/OPEN UIStyler辅助开发模块和Unigraphics/OPEN API程序设计模块，使用户综合运用先进的二次开发技术，开发出符合用户需求的CAD系统。

8. 内嵌的工程电子表格

UG的内嵌工程电子表格具有以下特点。

　可与其他表格软件交换数据。

　可简便定义零件系列。

　可方便修改表达式。

　可生成扇形图、直方图和曲线图等。

9. 可分阶段实施的数据管理

UG可以对数据实施分阶段管理。Unigraphics的数据管理具有以下特点。

　业界最紧密的CAD/CAM/CAE与PDM（产品数据管理）集成。

　可管理CAD数据及整个产品开发周期中的所有相关数据。

1.2.2　UG NX 12.0新功能

NX 12.0版本具有很多新的计算机辅助设计、工程和制造（CAD/CAE/CAM）功能，以支持产品和过程创新。

1. 工业设计

（1）自由曲面。

NX 12.0在建模上有重大改进，简化了创建和重定义自由形状的工作流程。在直接的曲线和曲面处理方面，增强了该套工具的功能，以支持控制点和线的相对和绝对运动。当基础对象的自由度或者段数发生变化时会进行更新，这是一项相关建模的功能，而NX 12.0在该更新功能上也有改进。加强了相交曲线，可以进行多重曲线输入以生成一个单一特征。NX 12.0对风格化倒角和轮廓翻边功能的可用性和控制进行了改进。用更轻的曲线和曲面进行拟合，同时保留原始形状的功能更强大，简化了对曲线和曲面的直接操作，以获得理想的形状。

（2）逆向工程。

NX 12.0的新工具有助于从实体模型到扫描数据的逆向工程，因为这些新工具可以用样条拟合点集、多面体及其他样条或者曲面，可以全面控制公差和连续性，保持与G2的连续性。设计者可以把曲面（不是曲线）拟合到扫描数据或者其他曲面几何图形来开始逆向工程作业，可以全面控制自由度和段数，按照公差拟合和按照方向拟合。设计人员可以选择目标和参考对象，规定偏差范围，从而控制并验证曲面拟合。针状误差显示提供直观的可视化反馈，用于对偏差进行分析。

（3）多边形建模。

有了多边形建模工具，设计者可以对多边形进行细分，轻易地改善多面体几何的平滑度与细节，全面控制模型的精度。

（4）更强的可视化功能。

NX 12.0增加了高动态范围图像（HDRI）的基于图像的灯光，从而增强了NX的渲染和可视化工具。该功能能够在渲染图像里产生十分逼真的效果，不必像传统的做法那样，首先对多重光源进行定义，然后才选择颜色，调整光量。

有了基于图像的灯光，使用NX的设计者可以用一个单一的HDRI图像来照亮整个景象。HDRI格式的亮度范围比传统图像的亮度范围要广很多，代表真实世界的光亮度。有了HDRI图像和环境贴图，可以对NX模型进行渲染，让其与背景和环境进行完美匹配，照明条件非常自然，并能准确反映周围环境。

该项新功能简化并加速了逼真渲染图像的创建过程，在质量和精确度上都有所突破。

（5）高级建模。

NX 12.0增加了新的翻边、腔体和凸台建模功能，这些是汽车行业白车身设计中常用的功能。新的变量化扫掠和浮雕命令提供直观高效的方法来为这些功能进行建模，可能涉及通用CAD系统里面烦琐的多重建模操作。变量化扫掠功能把画在特征线、导轨或者表面装置上的一个简单横截面图作为输入，用来创建真正的偏移翻边曲面，这些翻边曲面与汽车平行或垂直，或者与特征线相正交。浮雕命令可以把形状特征（浮雕和咬合扣）的创建过程自动合二为一，形成一个单一操作，这样设计者就可以轻易地改变用于定义特征的选择和参数。

（6）基于角色的环境。

NX 12.0在可用性方面的改进包括基于角色的环境，这些环境可以根据用户的经验水平提供一个用户界面和工具箱。基于角色的环境是以对具有不同系统专业知识的NX用户进行的调查为基础，是用户界面模板，能够为初学者或者专家级用户提供最常用的命令和界面功能。用户可以选择一个行业类型和经验水平，根据其任务和系统相似性来定制界面。公司可以对基于角色的模板进行定制，以满足公司具体环境和生产工艺的需求。由于发现性和易用性都得到提升，因此促进了生产力的提高。

（7）2D概念设计。

所有的NX 12.0设计解决方案都提供绘制2D概念草图和进行2D概念设计的新环境。在该环境中，设计者可以快速、简洁地对设计问题进行可视化和评估，并使用智能2D草图绘制功能来识别构件和主要系统，以确定其尺寸和位置。草图绘制环境支持由数千个构件组成的大型设计，提供快速创建和编辑几何图形的工具，并通过颜色、可见度控制器和NX零件导航器对大型数据集进行组织和可视化处理。在创建2D图形时，设计者可以用其他CAD系统的2D几何图形或者参考3D几何图形，轻松使用剪贴、拖放、撤销重做、尺寸标注和标注工具，这些工具可以加速草图绘制过程。2D设计可以用于2D/3D混合工作流程中，以设计构件和装配的3D细部图。

（8）多CAD设计。

NX 12.0带有一种新的多CAD设计协作功能，该功能使用标准的JT轻便CAD中性数据格式，以支持全球化创新网络。NX 12.0可以直接用JT格式的数据来执行装配设计任务，在用NX设计的构件和JT格式的零件间建立“零件间”关系。多CAD功能的各种功能之间是全面关联的，所以对JT文件的更改会自动反映在NX装配定义的所有下游操作中。

（9）DesignLogic（设计逻辑）。

对NX 3中用于知识捕捉和重复使用的各种DesignLogic工具，NX 12.0均进行了扩展。DesignLogic可以以公式、表达式和方程式的形式对工程知识进行“实时”捕捉，并在建模对话中将其用于设计活动。NX 12.0引入了一个预包装的标准设计逻辑，设计者可以快速地选取需要的计算程序用于设计对话。用于横梁、轴承、O形环及其他常用构件的标准工程方程式和公式使设计符合工程要求，从而提高产品质量。

（10）装配设计的提升。

NX 12.0以领先行业的装配建模功能为基础，并增加了新的功能以提高易用性和生产力。新的构件定位和配套功能包括无向约束和一个新的用户界面，该用户界面更直观，要求的输入大大减少，在很多情况下可以使用户的生产力提高一倍。现在可以用装配导航器来访问匹配约束因素，用户可以通过模型上显示的约束图形来对装配关系进行互动操纵。非关联的各种约束因素可以让设计者快速、简便地对各种装配构件进行移动和定位。NX新版本对过盈和间隙检查的速度和性能进行了改进，并增加了一项新的功能以显示用户规定的违反值范围。NX 12.0可以让设计者把间隙问题导出到一个电子表格里，与相关构件保持动态链接，以便快速评估解决间隙和过盈问题。I-deas装配模型的数据迁移工具已经完成，可以支持附加约束因素和BOM，因此在NX里面，各迁移装配之间仍然保持关联性，并且图纸零件清单准确。可以在装配分解视图里创建痕迹线，有了该项新功能，公司就可以在NX设计对话里完成装配的文件制作。

（11）3D标注（产品和制造信息）。

NX 12.0含有多种3D标注功能，这些标注功能符合用于数字化产品定义数据的ASME标准及新的ISO标准。随着用非几何产品及制造信息对3D模型进行标注的行业标准出现，3D模型可以与2D图纸完美结合，在整个开发周期期间传递信息。在NX 12.0的CAD系统里面有最完整的工具，可以用这些工具来根据标准对3D数字化产品数据进行文件化处理。用户可以用产品和制造信息（PMI）工具把标注分成与模型的一个特定取向相关的多个信息集，同时方便3D标注的创建和放置。另外，也可通过NX零件导航器来访问PMI工具，该工具能够减少或者去掉一些图纸创建步骤，让用户在装配级别时了解构件零件的PMI，并减少公差分析和NC编程等下游应用数据的重复输入，从而简化产品开发。NX 12.0还直接将3D模型的PMI导入图纸，以支持绘图。

（12）制图。

NX 12.0含有完全改写过的纵坐标尺寸功能，大大提高了制图工具功能，使用更简单。为了让NX 12.0更简单易学，还增强了其他功能，包括引出线的类型、基准线连接选项，改善了特征控制、框引出线控制，以及附加的详细视图边界控制功能。

（13）增强了人体建模。

NX人体建模在NX 3里面已经引入，它以UGS的Jack人机工程学技术为基础。NX 12.0增加了肢体活动分析及手形资料库，从而增强了人体建模功能。该软件能自动计算并显示人体模型的肢体活动范围，并考虑安全带和方向盘位置等约束因素。各个肢体活动范围间完全关联，因此对人体模型的任何更改都会在相应的肢体活动范围内反映出来。另外，NX人体建模现在还包括一个标准的手位置资料库（如控制柄、夹栓和垂直握柄），可以快速、准确地对控制位置、操作性和接近性进行建模和评估。这些增强功能有助于在设计的早期阶段对人机工程产品设计进行优化处理，减少或者消除人因工程验证所需的实物原型。

（14）柔性印刷电路板（PCB）设计。

NX 12.0引入了新的设计工具，以提高柔性印刷电路板的建模速度，并且在设计中融入PCB的3D模型时增加柔性。新的工具可以设计PCB的平面截面，并用符合柔性PCB要求的标准和默认值通过弯曲区域来连接各个平面截面。与其他装配构件结合在一起之后，可以把PCB模型压平，为制造提供方便。

（15）造船。

NX 12.0为船舶设计提供了一个新的针对具体过程开发的解决方案。作为一个附加模块，NX船舶设计（NX Ship Design）把重点放在NX建模、制图，以及用于产品开发的其他工具上，可以自动创建船舶特征、结构和制造信息。包括：

　船架和甲板：包括甲板、横肋骨、舱壁和纵肋骨。

　截面：包括用于设计评审和审批的船舶的总平面布置图，用于房间详细视图设计的隔舱图，以及用于每个集装箱堆放区的钢结构设计详细视图。

　钢结构功能：建造船架用的横梁、舱壁和隔舱壁、刚性结构，以及墙壁与舱壁、焊接空间和位置之间的支撑结构。

　制造功能：增加了焊接标签；调整模型几何形状以确定焊缝；创建切割线来对各个零件进行单独定位；把模型几何分配到单个零件以便制造；压平零件以方便制作；创建轧机中心线对零件进行成形处理。

　图纸：创建关键的船舶尺寸（船艉垂线、船舶中心线等）、焊接标志、帮槽和厚度方向符号、断流器中心线区域及对装配图和肋骨钢中各个构件进行识别的标注。

（16）航空航天钣金设计。

NX 12.0有一个新的模块，该模块内置的航空航天标准和设计规则为具体行业的设计过程提供支持，大大缩短了飞机机体成型零件的设计时间。NX航空航天钣金对NX的通用钣金设计工具进行了扩展，增加了最常见的飞机钣金零件类型用的特征建模命令和打开功能。具体工具包括用于带内外模线的非线性翻边的特征建模，以及用于根据行业标准对带自动参数选择的咬合扣／双咬合扣的特征建模。

2. 数字化分析

凭借UGS公司I-deas 30多年在世界级CAE解决方案的积累，NX 12.0清楚地展示了UGS在数字化分析方面的强劲势头。作为本行业的第一个解决方案，NX 12.0含有一个数字化分析基干，支持高级分析环境和一套强大的设计验证工具。

高级分析功能利用I-deas的各种优势，用高级多物理量（multi-physics）对NX Nastran进行扩展。该解决方案组包括流动分析（Flow simulation）、热分析（Thermal simulation）、NX Nastran、一个备选的解决方案环境（Nastran、ABAQUS和ANSYS）和高级分析建模。

通过使用可重复的最佳实践，UGS提供了一个高级分析环境，以支持一个由设计验证工具组成的新的设计分析程序组合。该套解决方案允许工程师直接在设计环境里面使用高级分析技术，包括仿真流程工作室（可以通过Simulation Process Studio根据特定的客户要求进行定制）、强度向导、设计分析和运动分析。

3. 工具制作（NX Tooling）

（1）电极设计。

NX电极设计（NX Electrode Design）是NX 12.0的一个新软件模块，是对NX模具和顺序冲模设计解决方案的补充。NX电极设计软件模块把行业知识及最佳实践与过程自动化结合在一起，以简化任何需要放电机加工（EDM）的工具项目的电极建模和设计过程。该程序包提供的解决方案节省时间，分步操作，使整个EDM开发过程的设计、验证、文件制作、制造和管理实现自动化。

NX Electrode Design的功能包括自动识别制造过程中的零件几何形状；帮助规定刀具心和型腔上的熔焊、EDM、线EDM、铣削和研磨过程。软件用专业工具来高效地制作电极头和工作区域的形状模型。电极形状是相关联的，因此刀具心和型腔几何形状的改变都会自动反映在电极设计里面。

NX Electrode Design可以根据知识表里面预定义的标准尺寸生成电极毛坯。该程序包包括干扰检测、火花区域计算和文件及制作工具，这些工具对制造操作起到了加速作用，并帮助决定EDM机器设置。

（2）模具设计。

NX的模具设计解决方案得到增强，增加了很多新功能。

　受控开发环境——NX模具设计和Teamcenter的集成得到增强，改善了团队同步设计，以进一步管理相关项目和过程数据。

　新的壁厚检查运算法则——增强了根据厚薄设计区域自动验证构件可制造性的功能。

　补孔增强——增加了一套新的简化补孔工具，大大简化了刀具心和型腔的工作流程。

　分模线增强——引入了两项新的表面分模线功能，加速模具型心／型腔的分模线过程。

　阵列制作增强——用新的点阵列定位功能，改善了标准模具构件和系统的插入及定位操作。

　自动生成孔位报告——有助于进行加工前准备。

（3）级进模设计。

高度自动化的NX级进模设计解决方案包括多项新功能。

　受控开发环境——NX级进模设计和Teamcenter的集成得到增强，改善了团队同步设计，以进一步管理相关项目和过程数据。

　直接展开冲压钣金的形状——在其他没有特征的CAD系统的基本立体上操作。

　极大地增强了相关设计构件和过程之间的关联性，提高了设计变更的效率。

　冲头设计增强——增加了5个新功能，提高了自由曲面和形状复杂冲头的设计速度。

　在标准零件库里增加了一个新的FIBRO标准模具构件目录，并更新了MISUMI零件目录。

　精密冲裁——新功能，可以在冲子和模具间设计正确的间隙，大批量生产时产品的精度和一致性均高。

　自动生成孔位报告——有助于进行加工前准备。

　与NX加工的集成性更好——NC编程与模具里面标准零件之间建立关联的速度更快。

4. 加工

（1）制造流程工作室（向导创建程序）。

NX 12.0含有能够让公司以过程“向导”形式捕捉并重复使用制造过程的工具。制造流程工作室让有经验的制造专业人士利用图形来捕捉工艺流程，嵌入标准设置和公司最佳实践。生成的“向导”能够发表，让全公司使用，形成更高一级的过程知识，以便重复使用、实施最佳实践。

（2）对铣削和高速加工的支持得到增强。

NX 12.0带有用于插铣的自动刀具路径创建功能，进而扩展了NC编程功能。插铣是铣削方法的一种，该方法让冲头连续运动，以高效地对毛坯进行粗加工。在加工大量材料（尤其在非常深的区域）时，插铣法比型腔铣法的效率更高。径向力减小，这样就有可能使用更细长的刀具，而且保持高的材料切削速度。所以，对于较难进行精加工的深壁，插铣法不失为一种有吸引力的方法。

（3）改进了摆线刀具路径创建功能。

NX 3已经引入了摆线切削的刀具路径创建功能，而NX 12.0则对其进行了改进，增强了倒圆角和可变摆线宽度，可以对窄槽和角进行加工。作为一种高速粗加工模式，摆线切削可以确保刀具不会被全部嵌入，路径圆滑，并且严格按照规定的步距进行操作。

（4）加工参数数据库。

NX 12.0含有一个新的硬质钢材切削参数数据库，一般用于模具加工，可以直接从NC编程环境进入切削参数数据库。这些切削参数为编程人员提供了关键加工值的初始数据，这些初始数据以经过证明的标准为基础。

（5）针对多轴加工曲面轮廓加工。

NX 12.0版本含有一个新的模块，该模块可以用于对可变轴线曲面加工进行编程。该程序包生成的路径可以动态地控制刀具轴线，调整超前角，以便刀具的切削轮廓与驱动几何的曲率相匹配。在刀具半径能够与要求的加工表面匹配时，该选项能够极大地缩短加工时间。

（6）对车削和多功能机器的支持得到增强。

NX增加了一些新功能，让用户能够更灵活地把Synchronization Manager（同步管理器）用于多功能机器刀具上的多重通道和多重装置。现在，在制工件的3D模型在多重铣削和车削功能中得到集成。对于车削操作，NX 12.0还提供了一个“旋转轮廓”功能，编程人员可以利用该功能来快速决定复杂铣削-车削工件的形状。另外，为了提高车削生产力，NX还提供了附加的增强功能，例如，在一个单一操作中对多重切口区域进行加工，对车削刀具上的规避性控制和多重跟踪点的扩展等。这些功能更进一步巩固了NX在复杂、多功能加工刀具NC编程方面的领导地位。

（7）改进了加工模拟功能。

NX的集成加工模拟功能得到增强，能够支持复杂的、带非直角旋转加工轴的机器。该功能允许用非活动工具来进行干涉检查，这对于复杂配置来说是极为关键的，例如，在接近工件的位置用附加刀具来进行铣削-车削。最初在NX 3里面引入的控制器驱动模拟功能，现在可以支持附加模块里的Siemens 840D控制器，其结果是模拟更精确、更可靠，能够消除或者减少对加工刀具的检定。

（8）轮廓加工。

轮廓加工的实施增加了处理没有任何标准的零件的能力。由于要加工的壁的复杂性，必须控制可变轴线，因此，有了轮廓加工功能以后，该功能就成为用于复杂零件半精加工和精加工的主要功能。用航空航天及其他零件进行的测试结果显示，与传统编程方法相比，轮廓加工功能能够大幅提高生产力。

5. 定制化与编程

NX 12.0为Java应用程序编程界面（API）引入了NX Open，这样客户就能够用Java语言来开发NX自动化程序。用于Java API的NX Open是从Common API（所有NX API的单点基础）衍生而来的，可以让客户全面使用NX的核心应用程序功能，允许客户用标准的Java（1.4.2版）开发环境来创建高级自动化程序。该产品是为那些希望利用Java编程环境和标准的Java工具（如本地用户界面和远程工具——Java Swing和RMI）的用户设计的。

6. 受控开发环境

NX 12.0增强了由UGS的Teamcenter驱动的NX受控开发环境（NX Managed Development Environment），以便更好地管理NX和多CAD设计数据，安装配置更容易。现在，即使在没有由NX生成的产品数据的情况下，Teamcenter也能够相互传送最高级和多CAD装配结构。Teamcenter还可管理NX装配数据，包括装配排列、可变构件定位、可变形构件、事件组及其构成，可以为个别设计者对数据进行分组，或者为组决策提供支持。对变更顺序的处理进行了扩展，这样对计划的修改就可以不按顺序进行。简化了客户机及服务器的安装操作，以改善易用性，降低管理和配置成本。