第一章 Ug概述

1第一章UG概述UG软件是集CAD/CAE/CAM一体化的三维参数化软件，它的发展过程代表了图形软件的开发从探索走向成熟的过程，显示了CAD/CAM/CAE技术应用的不断深入。它是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。本书将为你介绍UGS公司发布的UG软件——UGV17，带你走进一个功能完备的造型世界。1.1UG的特点UnigraphicsSolutions公司（简称UGS）是全球领先的MCAD供应商，主要为汽车与交通、航空航天、日用消费品、通用机械以及电子工业等领域通过其虚拟产品开发(VPD)的理念提供多级化的、集成的、企业级的包括软件产品与服务在内的完整的MCAD解决方案。公司自1962年创立以来，一直致力于改善用户的产品开发环境，将信息转化成易于共享的数字化知识，为机械制造企业提供包括满足从设计、分析到制造应用的Unigraphics软件、基于Windows平台灵活实用的设计与制图产品SolidEdge、集团级产品数据管理系统iMAN、先进的产品可视化技术ProductVision以及被业界广泛使用的高精度边界表示的实体建模核心Parasolid在内的全线产品。同时，公司还可根据每个用户提出的不同需求，提供系统开发、系统集成、系统管理及过程管理的产品及服务。经过20多年的发展，UG软件现已成为世界一流的集成化机械CAD/CAM/CAE软件，广泛应用于航空、航天、汽车、通用机械、模具和家用电器等领域。许多世界著名公司均选用UG作为企业计算机辅助设计、制造和分析的标准。如美国通用汽车公司、波音飞机公司、贝尔直升机公司、英国宇航公司、普惠发动机公司等都以UG作为企业产品开发的软件平台。UG软件自1990年进行中国市场以来，以其先进的理论基础、强大的工程背景、完善的功能和专业化的技术服务赢得了广大的中国CAD/CAM用户。目前UG软件拥有中国用户1500多家，装机8000多台套，在航空、汽车、模具和家用电器领域应用非常广泛，成为我国高档CAD/CAM/AE系统的主流产品。UnigraphicsCAD/CAM/CAE系统提供了一个基于过程的产品设计环境，使产品开发从设计到加工真正实现了数据的无缝集成，从而优化了企业的产品设计与制造。UG面向过程驱动的技术是虚拟产品开发的关键技术，在面向过程驱动技术的环境中，用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节保持相关，从而有效地实现了并行工程。该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能；而且，在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟，提高设计的可靠性；同时，可用建立的三维模型直接生成数控代码，用于产品的加工，其后处理程序支持多种类型数控机床。另外它所提供的二次开发语言UG/OPenGRIP，UG/openAPI简单易学，实现功能多，便于用户开发专用CAD系统。具体来说，该软件具有以下特点：2l．具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换，可实施并行工程。2．采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。3．用基于特征（如孔、凸台、型胶、槽沟、倒角等）的建模和编辑方法作为实体造型基础，形象直观，类似于工程师传统的设计办法，并能用参数驱动。4．曲面设计采用非均匀有理B样条作基础，可用多种方法生成复杂的曲面，特别适合于汽车外形设计、汽轮机叶片设计等复杂曲面造型。5．出图功能强，可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能按ISO标准和国标标注尺寸、形位公差和汉字说明等。并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图，增强了绘制工程图的实用性。6．以Parasolid为实体建模的核心，实体造型功能处于领先地位。目前著名CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体造型基础。7．提供了界面良好的二次开发工具GRIP（GRAPHICALINTERACTIVEPROGRAMING）和UFUNC（USERFUNCTION），并能通过高级语言接口，使UG的图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。8．具有良好的用户介面，在UG系统中，绝大多数功能都可通过图标实现；进行对象操作时，具有自动推理功能；同时，在每个操作步骤中，都有相应的提示信息，便于用户做出正确的选择。1.2UG功能模块介绍功能强大的UG软件是由大量的功能模块所组成的。在UGV17版本中，共有60多个功能模块，下面对一些常用的UG功能模块进行一下简单的介绍。1.2.1UG/入口（UG/Gateway）该模块是连接所有UG模块的基础。它支持一些关键操作，如打开存在的UG零部件文件、创建新的零部件文件、绘制工程图以及输入、输出各种不同格式的文件。同时该模块还提供层控制、视图定义、屏幕布局、消隐/再现对象和在线帮助功能。另外，在该模块中，可以进行导航、动画、实体和表面模型着色等高级可视化操作。1.2.2CAD模块1．UG/实体建模（UG/SolidModeling）该模块将基于约束的特征建模和显式几何建模方法无缝的结合起来，提供了强有力的“复合建模”工具，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及参数化编辑。另外，该模块还提供用于快速概念设计的草图工具和一些通用的建模、编辑工具。2．UG/特征建模（UG/FeaturesModeling）该模块用工程特征定义设计信息，并提供了多种标准的设计特征，如孔、槽、型腔、凸3台、柱体、块体、锥体、球体、管道体、倒圆角和倒直角等，还可挖空实体建立薄壁件。各设计特征可以用参数化定义，其尺寸大小和位置均可以被编辑。用户自定义特征会存储在公共目录下，可以被添加到其它设计模型中。各特征可相对于其它特征或实体定位，也可被引用来建立相关特征组。3．UG/自由曲面建模（UG/FreeformModeling）该模块用于建立复杂的曲面形状，如机翼、进气道和其它工业产品的造型设计。它将实体建模和曲面建模的技术合并，组成一个功能强大的建模工具组。此建模技术包括沿曲线扫描，用标准二次曲线建立二次曲面体，并能在两个或更多实体间用桥接的方式建立光滑的连接曲面。它还可以用逆向工程的方法，通过曲线/点网格定义曲面和通过点集来拟合曲面。另外，用户还可以通过修改所定义的曲线、改变参数值和用数学规律来编辑已存在的曲面或实体模型。4．UG/用户自定义特征（UG/User-DefinedFeatures）该模块用自定义特征的方式建立零件族，易于用户进行调用和编辑。它提供了一些常用工具，如允许用存在的参数化实体模型建立特征参数之间的关系，定义特征变量、设置省缺值，以及确定调用特征时所采用的一般形式等工具。用户自定义特征建立以后，被存放在一个目录中，可供用户访问。当用户自定义特征被加入到设计模型后，可用常规的特征编辑方法对该模型的参数进行编辑修改。5．UG/工程制图（U/Drafting）该模块使设计人员可以方便的获得与三维实体模型完全相关的二维工程图。并保证了随实体模型的改变，同步更新工程图中的尺寸、消隐线和相关视图，减少了因三维模型改变更新二维工程图所需的时间。自动视图布局功能可快速布局二维视图，包括正交投影视图、轴侧视图、剖视图、辅助视图和局部放大视图等。另外它还提供了一套基于工程图菜单的标注工具，利用模型数据，可以自动沿用相关模型的尺寸和公差，大大节省了标注的时间。UG/Drafting支持工业上颁布的主要制图标准，如ANSI/ASME、ISO、DIN、JSIS和我国的GB标准。6．UG/装配建模（UG/AssemblyModeling）该模块提供了并行的、自上而下和自下而上的产品开发方法。在装配过程中，可以进行零部件的设计和编辑。零部件可灵活地配对和定位，并保持其关联性。装配件的参数化建模还可以描述各部件之间的配对关系。这种体系结构允许建立非常庞大的产品结构，并在各设计组之间进行共享，使产品开发组成员能够并行工作。7．UG/高级装配（UG/AdvancedAssemblies）UG高级装配模块提供了数据装载控制功能，允许用户对装配结构中的部件进行过滤分析，可以管理、共享和评估数字模型，以完成一个复杂产品的全数字化装配过程。它提供的各种工具可对整个产品、指定的子系统或零件进行装配分析和质量管理。在进行间隙检测的过程中，其检测结果可保存备用。在需要的时候，该模块还可对硬干涉进行精确定位。当要对一个大型产品的部分结构进行修改时，该功能还可以定义区域和组件集，以便于快速修改。8．UG/虚拟现实（UG/Reality）和UG/漫游（UG/Fly-Through）这两个模块提供了分布式工具、并行可视化工具和虚拟产品模拟化工具。这些模块利用高级装配来精确显示模型和进行动态干涉检查。UG/Reality在对产品功能方面进行实时模拟的4同时可对产品进行评估，能根据部件的运动、装配的步骤和在部件内部的漫游建立动画。UG/Reality允许建立运动副、显示连接处的滑动或转动部件，并模仿真实运动，对装配行为和装配顺序提出建议。UG/Fly-Through技术可进行部件运动过程的动画重放，多个用户可以同时观察虚拟产品，并能与其它部门一起评审设计方案。9．UG/工业造型设计（UG/StudioforDeSign）该模块提供了三大功能可用于产品的概念设计。其高级图形工具StudioVisualize，通过选择质量等级、光源、阴影和工程材料等参数，可以制作出精美的产品图像，从而加强了CAD模型的视觉效果。其自由形状功能（StudioFreeform），可对曲面进行变形和变换处理，使其能方便的创建复杂的模型。其动态评估功能（StudioAnalyze），可对自由几何形状进行分析和评估。10．UG/WAVEUG/WAVE提供了一个参数化产品开发平台，它将概念设计与详细设计贯穿到整个产品的设计过程。WAVE技术可对产品设计进行定义、控制和评估，通过定义几何形体框架和关键设计变量，表达产品的概念设计，通过参数化的编辑控制结构，使不同的设计概念可以被迅速地分析和评估。控制结构中的关键几何模型，可链接拷贝到经过详细设计的产品装配中。这样，在后续的产品开发过程中，允许高级概念设计中的变化与整个产品设计改变相关联。除以上CAD模块之外，UG还有标准件库系统（UG/FAST）和几何公差（UG/GeometricTolerancing）等设计模块。1.2.3CAM模块1．UG/CAM基础（UG/CAMBase）该模块是连接UG所有加工模块的基础。用户可以在图形方式下通过观察刀具运动，用图形来编辑刀具的运动轨迹，其中有延伸、缩短和修改刀具轨迹等编辑功能。针对钻孔、攻螺纹和镗孔等，它还提供了点位加工程序。使用操作模板可进一步提高用户化水平，如允许用户建立粗加工、半精加工等专门的样板子程序。2．UG/后置处理（UG/Postprocessing）应用该模块，用户可针对大多数数控机床建立自己的后置处理程序。其后处理功能包含了铣削加工、车削加工和线切割加工等实际应用的检验程序。3．UG/车削加工（UG/Lathe）该模块提供了回转类零件加工所需要的全部功能。零件的几何模型和刀具轨迹完全相关，刀具轨迹能随几何模型的改变而自动更新。它包含了粗车、多次走刀精车、车沟槽、车螺纹和打中心孔等功能。输出的刀位源文件可直接进行后处理，产生机床可读的输出文件。用户还可控制进给量、转速和吃刀深度等参数，若不修改，这些参数将保持原有数值。还可通过屏幕显示刀具轨迹，以方便对数控程序进行模拟，检测参数设置是否正确，并可用文本格式输出所生成的刀位源文件。对于刀位源文件，用户可以存储、删除或按要求修改这些文件。4．UG/型芯和型腔铣削（UG/Core&CavityMilling）该模块对汽车和消费品行业中的模具加工特别有用。它提供粗切单个或多个型腔、沿任意形状切去大量毛坯余量和可加工出型芯的全部功能。最突出的功能是可对