本书从初学者的角度出发，按照基础到进阶的顺序进行编排，详细讲解了使用UGNX8.0进行机械设计、数控加工、模具设计的常用操作。
　　全书共14章，详细讲解了UGNX8.0入门基础、二维草图的绘制和编辑、三维实体建模和编辑、零件装配设计、工程图的绘制与注释添加、数控加工通用知识、平面铣数控加工、型腔铣数控加工、车削数控加工、点位数控加工、型芯分型准备、模具分型及型腔布局等各种功能和命令的用法；同时安排了大量的工程案例，以提升读者的实战技能。
　　本书非常适合UGNX初、中级读者使用，既可作为大中专院校相关专业的教科书，也可以作为社会相关培训机构的培训教材和工程技术人员的参考用书。

　　资深机械高级工程师倾力之作，从入门到精通，分享工作经验与心得
　　从基本操作到行业应用，面面俱到，图文并茂，步骤清楚，跟着操作就能轻松掌握。
　　使用大量实例教学，包括典型示例与各行业应用案例，真正提高实战技能和应对职场应用。
　　在全书的讲解过程中，随时穿插提示和技巧，及时解决读者学习中的困惑。
　　特别录制了案例教学视频课程，跟着视频学案例操作，轻松省时，大大提高学习效率。
　　提供全部实例源代码，可直接应用，上机练习更方便。

　　UG NX 8.0是由西门子UGS PLM软件开发，集CAD/CAE/CAM于一体的数字化产品开发系统。UG NX支持产品开发的整个过程，从概念（CAID）到设计（CAD）到分析（CAE）到制造（CAM）的完整流程。
　　UG NX从CAM发展而来，有美国航空和汽车两大产业的背景，在汽车、航空领域有着广泛的应用，在日用产品、数控加工以及模具设计中也同样具有重要的地位。
　　UG NX是机械专业学生必须要学习的课程之一，熟练掌握本软件，也是成为机械、汽车、快速消费品等行业工程师的必备技能。
　　1．本书特点
　　l 知识梳理：本书在每章开头设置学习目标，具体提示每章的重点学习内容，读者可根据提示对重点学习内容进行逐点学习，以快速掌握UG NX的基本操作。
　　l 专家点拨：本书在一些命令介绍后面设置了“技巧提示”小模块，通过对特殊操作或重点内容进行提示，使读者掌握更多的技巧。
　　l 视频介绍：为方便读者学习本书内容，本书为每章的综合实例操作提供了视频讲解，读者可跟随视频操作一步步地进行学习。
　　l 适合UG NX初、中级读者使用：本书以初级入门和中级提升的读者为对象，首先从UG NX基础讲起，在每章的最后再辅以综合实例，帮助读者尽快掌握UG NX进行机械设计、数控加工、模具核心设计所需要的各项命令。
　　2．本书内容
　　全书共14章，内容如下。
　　第1章 NX 8.0入门。介绍UG NX 8.0的入门及基本操作，包括缩放、方位、样式、零件剖切显示，以及文件的创建、打开、保存等。
　　第2章 二维草图。从草图的创建、草图约束和草图编辑三个方面介绍UG NX中的草图功能，使读者全面掌握草图功能中的每个具体操作和设置。
　　第3章 三维实体设计基础。介绍实体建模模块进行建模所需的各项命令，包括基准创建、扫描特征创建、基本特征、标准成形特征创建等，并举例综合介绍了命令的操作。
　　第4章 特征操作与编辑。介绍进行实体编辑操作的各项命令，包括布尔操作、修剪、偏置、缩放特征、细节特征、关联复制特征等，并通过两个综合实例对实体建模命令及实体编辑操作命令进行介绍。
　　第5章 装配设计。主要讲述UG NX在机械装配中的使用，包括UG NX装配功能模块的基本功能与使用方法，以及在UG NX中建立装配结构并进行装配约束，建立装配爆炸图。
　　第6章 绘制工程图。介绍工程图管理、图纸创建、视图创建、创建剖视图及编辑工程视图的操作方法，并以一个综合实例介绍了回转零件创建工程图的一般操作过程。
　　第7章 添加工程图注释。介绍UG NX工程制图模块进行尺寸标注添加、注释和标签添加、实用符号添加的详细操作过程，并通过一个实例对工程图注释进行综合介绍。
　　第8章 NX 8.0数控加工通用知识。详细介绍使用UG NX进行创建组件、定位操作、创建爆炸视图等装配操作。
　　第9章 平面铣数控加工。主要讲解UG NX平面铣的基本知识，并通过实例介绍平面铣操作的过程和参数设置。
　　第10章 型腔铣数控加工。详细讲解型腔铣、等高轮廓铣和插铣的基本知识，并结合实例介绍了型腔铣的创建和参数设置。
　　第11章 车削数控加工。详细讲解车削操作的基本知识，并结合实例介绍了车削粗加工、车削精加工和车槽的应用及创建工序的一般步骤。
　　第12章 点位数控加工。详细讲解了点位加工的基本概念、点位加工操作的创建、点位加工的加工位置选择、部件表面和底面设置、点位加工的循环参数组和循环参数设置、基本加工参数设置等。
　　第13章 模具型芯分型准备。介绍分型前对零件上的孔或槽进行修补的功能，主要有创建方块、分割实体、实体补片、曲面补片、边缘补片、扩大曲面、自动孔修补等。
　　第14章 模具分型及型腔布局。介绍使用NX注塑模向导进行分型和型腔布局的操作方法，并对模具分型和型腔布局的各工具操作和命令进行了说明。
　　3．云下载
　　本书提供的网络下载资源中包括书中案例所采用的模型文件和相关的视频教学文件，供读者在阅读本书时进行操作练习和参考，资源下载地址为：http://pan.baidu.com/s/1nvq4Qtb。
　　如果下载有问题，请电子邮件联系booksaga@126.com，邮件主题为“UG NX 8.0中文版案例实战从入门到精通”。
　　4、本书作者
　　本书主要由丁源、陈艳（青岛工学院机电工程学院）、胡丽娜（青岛理工大学琴岛学院机电工程系）、狄金叶（青岛工学院机电工程学院）编著，另外李昕、林晓阳、刘冰、王芳、付文利、温正、唐家鹏、孙国强、乔建军、焦楠、高飞、张迪妮、韩希强、张文电、宋玉旺、张明明、张亮亮、刘成柱、郭海霞、于沧海、李战芬、沈再阳、余胜威、焦楠等也参与了本书的编写工作。
　　5．读者服务
　　如果读者在学习过程中遇到与本书有关的技术问题，可以发邮件到comshu@126.com，编者会尽快给予解答。
　　编者
　　2016年5月

　　丁源，北航研究生，曾就职于五洲工程设计研究院，现为中国科学院光电研究院高级工程师。从事光机结构设计、精密机械设计工作。熟练掌握相关有限元分析软件，已从事机械设计及仿真计算工作十余年。精通ANSYS、AUTOCAD、UGNX、SolidWorks等软件，曾出版多部畅销书。

　　第8章 NX 8.0数控加工通用知识
　　本章主要介绍NX 8.0数控加工模块、加工前的准备工作、刀具路径管理等内容。通过对本章内容的学习，可帮助读者快速掌握NX 8.0 数控加工的基础知识。
　　学习目标：
　　l 了解NX 8.0数控加工模块的基础知识
　　l 掌握程序、方法、几何、刀具父节点的建立方法
　　l 掌握刀具路径的生成、编辑、重播及可视化仿真的方法
　　l 了解后处理的初步知识
　　8.1 NX 8.0数控加工模块介绍
　　NX的数控加工模块包括平面铣、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣、可变轴曲面轮廓铣、车加工、点位加工、线切割、切削仿真、后置处理等多个子模块，每个子模块中又包含多种不同的模板。
　　8.1.1 NX 8.0数控加工模块简介
　　NX CAM提供了各种复杂零件的粗精加工，根据零件结构、加工表面形状和加工精度要求选择合适的加工类型，在每种加工类型中包含了多个加工模板，应用各加工模板可快速建立操作。
　　在交互操作过程中，用户可在图形方式下交互编辑刀具路径，观察刀具的运动过程，生成刀具位置源文件。同时应用其可视化功能，可以在屏幕上显示刀具轨迹，模拟刀具的真实切削过程，并通过过切检查和残留材料检查，检测相关参数设置的正确性。
　　UG提供了强大的默认加工环境，也允许用户自定义加工环境。用户在创建操作的过程中，可继承加工环境中已定义的参数，不必在每次创建新的操作时重新定义，从而避免了重复劳动，提高了操作效率。
　　UG的制造模块包括以下子模块，可以按需要选用。
　　（1）UG/CAM基础（UG/CAM Base）
　　UG/CAM基础（UG/CAM Base）模块提供了连接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，使用图形编辑刀具的运动轨迹，使之具有延伸、缩短和修改刀具轨迹等编辑功能。针对如钻孔、攻丝和镗孔等加工任务，它还提供了通用的点位加工程序。用户化对话特征允许用户修改对话和建立适合于它们的专用菜单，减少了培训时间和流水线加工作业工步。通过使用操作模板，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，常用的加工方法和工艺参数都已标准化。
　　（2）UG/平面铣削（UG/Face Milling）
　　UG平面铣削模块功能包括多次走刀轮廓铣、仿形内腔铣、Z字形走刀铣削，规定避开夹具和进行内部移动的安全余量，提供型腔分层切削功能、凹腔底面小岛加工功能，对边界和毛料几何形状的定义、显示未切削区域的边界，提供一些操作机床辅助运动的指令，如冷却、刀具补偿、夹紧等。
　　（3）UG/型腔铣削（UG/ Cavity Milling）
　　UG/型腔铣削模块提供粗切单个或多个型腔、沿任意形状切去大量毛坯材料及可加工出型芯的全部功能。最突出的功能是对非常复杂的形状产生刀具运动轨迹，确定走刀方式。容差型腔铣削可用于加工不精确的设计形状的曲面之间有间隙和重叠的场合。可被分析的型腔面数目多达几百个。该模块提供了型芯和型腔加工过程的全自动化。
　　（4）等高加工（UG/ Cavity Milling）
　　等高加工通过切削多个切削层来加工零件实体轮廓与表面轮廓，还可用来半精加工、精加工“陡峭”模型。对于模芯/模腔类零件，无论其几何形状多么复杂，等高加工都可以直接对其进行粗加工或精加工。它还提供了多种刀路方式，在精加工中，用户可以强制使用顺铣或逆铣，或者采用顺逆铣复合方式以缩短加工时间。
　　（5）UG/固定轴铣削（UG/Fixed-Axis Milling）
　　UG/固定轴铣削模块提供了完全和综合的工具，用于产生3轴运动的刀具路径。实际上，它能加工任何曲面模型和实体模型，可以用功能很强的方法来选择需要加工的零件表面或加工部位。它有多种驱动方法和走刀方式可供选择，如沿边界、径向、螺旋线，以及沿用户定义的方向驱动，在边界驱动方法中还可选择同心圆和径向等多种走刀方式。
　　另外，它还可以控制逆铣、切削顺铣切削、沿螺旋路线进刀等。同时，还可轻易识别前道工序未能切除的区域和陡峭区，以便进一步清理这些地方。UG/固定轴铣削（UG/Fixed-Axis Milling）可以仿真刀具路径，产生刀位文件，用户可接受并存储此刀位文件，也可拒绝或按要求修改某些参数。
　　（6）UG/可变轴铣削（UG/Variable-Axis Milling）
　　UG/可变轴铣削模块提供任何UG曲面的固定轴和多轴铣削的功能。规定了3～5轴轮廓运动、刀具定向和曲面加工质量。通过曲面参数把刀具轨迹映射到加工面上，并利用任意曲线及点对刀具轨迹进行控制。
　　（7）UG/清根加工（UG/Flow Cut）
　　UG/清根加工可以有效地清除拐角及狭缝中残留的材料。在可能的条件下，清根加工可以通过优化生成一条连续的加工切削路径。清根加工会分析前一个工序未能加工到的区域，并自动决定其加工范围。
　　（8）UG/顺序铣削（UG/Sequential Milling）
　　UG/顺序铣削模块适用于用户要求对切削过程中刀具的每一步路径生成都要进行控制的情况。UG/顺序铣削与几何模型是完全关联的，利用交互式可以逐段建立刀具路径，但处理过程的每一步都会受到总控制的约束。一个称为循环（Looping）的功能允许用户定义轮廓的里边和外边轨迹后，在曲面上生成多次走刀加工，并可生成中间各步的加工程序。
　　（9）UG/车削加工（UG/Turning）
　　UG/车削加工模块提供了加工回转类零件所需的全部功能，包括粗车、精车、切槽、车螺纹和打中心孔。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。
　　用户可控制的参数有进给速率、主轴转速、零件间隙等。若不做更改，这些参数将保持原有数值。通过屏幕显示刀具轨迹，对数控程序进行模拟，便可检测设置参数是否正确。文本输出生成一个刀位源文件（CLSF），对刀位文件可以存储、删除或按要求修改到正确位置。
　　（10）UG/线切割（UG/Wire EDM）
　　UG/线切割加工模块支持线框模型程序编制，可进行2～4轴线切割加工。它提供了多种走刀方式，如多次走刀的轮廓加工、电极丝反转和切割留有成块材料的加工。同时它也支持定程切割，以及使用不同直径的电极丝和功率大小的设置。用户还可以利用通用的后处理器来开发专用的后处理程序，生成适用于某个机床的数据文件。UG/线切割也支持流行的EDM软件包，如AGIE、Charmilles及其他软件。
　　（11）Nurbs（B样条）轨迹生成器（Nurbs（B-Spline）Path Generator）
　　Nurbs（B样条）轨迹生成器模块允许从UG/NC处理器中直接生成基于Nurbs的刀具轨迹数据。直接从UG实体模型中获得的新刀具轨迹可以加工出极其精确和超等级的零件。通过消除控制器等待时间，可看到物理纸带尺寸被减小到标准格式的30%～50%，加工时间也明显减少。如果用户想充分利用新的高速机床的优点，而这些高速机床又提供功能强大的控制器特征的话，那么UG/Nurbs（B样条）轨迹生成器就是一个用户所必需的工具。
　　（12）UG/制造资源管理系统（UG/Genius）
　　UG/制造资源管理系统模块能方便、高效地建立制造数据并加以分类。功能强大的关系数据库系统特别适用于支持生产计划、刀具、NC程序、订货数据、库存管理等功能。UG/制造资源管理系统基于模块化原理，易于扩充，以适应不同用户的需要。它还具有可提供图形刀具分类、与UG/CAM的接口、各种MRP、DNC系统的接口等特点。
　　（13）UG/切削仿真（UG/CAM Visualize）
　　UG/切削仿真模块采用人机交互方式可模拟、检验和显示NC刀具的路径，是一种花费少、效率高的不用机床就能验证数控程序的好方法，节省了试切样件、机床调试时间，减少了刀具磨损和机床的清理工作。通过定义被切零件的毛坯形状，调用NC刀具轨迹数据，就可以检验由UG生成的刀具路径的正确性。作为检验的一部分，该模块还能计算出完工零件的体积和毛坯的切除量，因此，很容易确定原材料的损失。
　　（14）UG/图形刀轨编辑器（UG/Graphical Tool Path Editor）
　　UG/图形刀轨编辑器模块可以让用户观察到刀具沿其轨迹运动的情况，能够通过操纵图形和文本信息来编辑刀具轨迹，然后显示出一个编辑修改后生成的刀具轨迹结果。该模块还提供了刀具动画功能，可以向整个或部分刀轨段上显示动画，同时还可以控制动画的速度和方向。另一个重要特点是，可对已经被限定了边界的刀具轨迹进行延伸和裁剪，如压板或夹具所限定的边界，并且能进行过切检查。
　　（15）UG/机床仿真（UG/Unisim）
　　UG/机床仿真模块为用户提供了一个功能强大的可视化系统，此系统是为提供一个“逼近现实”的加工仿真环境而设计的。其目的是为了在复杂的加工环境中减少加工时间、消除机床损坏并提高质量。UG/机床仿真包容了整个加工环境——机床、刀具、夹具和工件，以用来仿真，同时也是为了检验。通过使用从UG/CAM中得到的后处理的输出数据，UG/机床仿真可以精确地检测相互接触的部件之间的碰撞。
　　（16）UG/后置处理（UG/Postprocessing）
　　UG/后置处理模块包括图形后置处理器和UG通用后置处理器，可格式化刀具路径文件，生成指定机床可以识别的NC程序，支持2～5轴铣削加工、2～4轴车削加工和2～4轴线切割加工。其中，UG后置处理器可以直接提取内部刀具路径进行后置处理，并支持用户自定义的后置处理命令。
　　（17）UG/车间工艺文档Shop/Doc
　　UG/车间工艺文档Shop/Doc可以自动生成车间工艺文档并以各种格式进行输出。NX提供了一个车间文档生成器，它从NX part文件中提取对加工车间有用的CAM文本和图形信息，包括数控程序中用到的刀具参数清单、操作次序、加工方法清单、切削参数清单，每一操作的刀轨验证用图形显示出来，以及每一操作的后处理过的G代码能显示出来，而且只能读不能修改。它们可以用文本文件（.txt）和超文本链接语言html两种格式输出。
　　8.1.2 初始化加工环境
　　（1）进入加工模块
　　在NX 8.0中，可以直接新建加工文件，在主菜单上依次选择“文件（F）”→“新建（N）”命令，或者单击工具栏中的 （新建）按钮，系统弹出“新建”对话框，单击 选项卡，如图8-1所示。
　　图8-1 “新建”对话框中的“加工”选项卡
　　在“新建”对话框的“加工”选项卡下选择模板，输入名称并选择目录，单击“要引用的部件”后的 （打开）按钮，系统弹出如图8-2所示的“选择主模型部件”对话框，从列表中或通过单击 （打开）按钮选择主模型部件，单击两次 按钮即可进入加工模块。
　　进入加工模块后，主菜单及工具栏会发生一些变化，将出现某些只在制造模块中才有的菜单选项或工具按钮，而另外一些在造型模块中的工具按钮将不再显示。
　　（2）加工环境设置
　　如果零件是首次进入加工模块，系统会弹出如图8-3所示的“加工环境”对话框，要求先进行初始化。
　　图8-2 “选择主模型部件”对话框 图8-3 “加工环境”对话框
　　CAM设置下的列表框是在制造方式中指定加工设定的默认文件，即要选择一个加工模板集。选择模板文件将决定加工环境初始化后可以选用的操作类型，也决定在生成程序、刀具、方法、几何时可选择的父节点类型。CAM设置模板如表8-1所示。
　　表8-1 CAM设置模板
　　设置 初始设置的内容 可以创建的内容
　　mill_planar
　　（平面铣） 包括 MCS、工件、程序，以及用于钻、粗铣、铣半精加工和精铣的方法 用来进行钻和平面铣的操作、刀具和组
　　mill_contour
　　（轮廓） 包括 MCS、工件、程序、钻方法、粗铣、半精铣和精铣 用来进行钻、平面铣和固定轴轮廓铣的操作、刀具和组
　　mill_multi-axis
　　（多轴铣） 包括 MCS、工件、程序、钻方法、粗铣、半精铣和精铣 用来进行钻、平面铣、固定轴轮廓铣和可变轴轮廓铣的操作、刀具和组
　　Drill
　　（钻孔） 包括 MCS、工件、程序，以及用于钻、粗铣、铣半精加工和精铣的方法 用来进行钻的操作、刀具和组
　　hole_making
　　（制孔） 包括MCS、工件、若干进行钻孔操作的程序，以及用于钻孔的方法 用于钻的操作、刀具和组，包括优化的程序组，以及特征切削方法几何体组
　　Turning
　　（车削） 包括 MCS、工件、程序和6种车方法 用来进行车的操作、刀具和组
　　（续表）
　　设置 初始设置的内容 可以创建的内容
　　legacy_lathe
　　（传统车削） 包括 MCS、工件、程序、中心线方法（钻）、粗加工、精加工、开槽、螺纹和向视图 原有车削操作、刀具和程序组。可以创建“方法”，但原有车削操作不能使用它们。可以创建和使用 MCS 几何体组，但原有车削操作将忽略工件几何体组（部件几何体和毛坯几何体）中的数据
　　wire_edm
　　（线切割） 包括 MCS、工件、程序和线切割方法 用于进行线切割的操作、刀具和组，包括用于内部和外部修剪序列的几何体组
　　die_sequences
　　（冲模加工） 包括 mill_contour 中的所有内容，以及常用于进行冲模加工的若干刀具和方法。过程助理将引导用户完成创建设置的若干步骤。这可确保系统将所需的选择存储在正确的组中 几何体按照冲模加工的特定加工序列进行分组。过程助理每次都将引导用户完成创建序列的若干步骤。这可确保系统将所需的选择存储在正确的组中
　　mold_sequences
　　（模具加工） 包括 mill_contour 中的所有内容，以及常用于进行模具加工的若干刀具和方法。过程助理将引导用户完成创建设置的若干步骤。这可确保系统将所需的选择存储在正确的组中 几何体按照模具加工的特定加工序列进行分组。过程助理每次都将引导用户完成创建序列的若干步骤。这可确保系统将所需的选择存储在正确的组中
　　本书主要涉及前8种模板操作。在选择完模板文件后，在“加工环境”对话框中单击 按钮，系统则根据指定的加工配置，调用相应的模板和相关的数据进行加工环境的初始化。
　　8.1.3 NX CAM界面介绍
　　NX 8.0加工模块的工作界面如图8-4所示，与其他模块的工作界面基本相同，除了显示常用的工具按钮外，还将显示在加工模块中特有的操作导航器和3个常用的工具栏，分别为刀片、操作、导航器。
　　图8-4 加工模块工作界面
　　1．“刀片”工具栏
　　“刀片”工具栏如图8-5所示，它提供新建数据的模板。“刀片”工具栏包括创建方法、创建程序、创建刀具、创建几何体和创建工序5种命令。该工具栏的功能也可以在如图8-6所示的“插入（S）”菜单下选择相应的选项。
　　图8-5 “刀片”工具栏
　　2．“操作”工具栏
　　“操作”工具栏如图8-7所示，该工具栏提供与刀位轨迹有关的功能，方便用户针对选择的操作生成其刀位轨迹；或者针对已生成刀位轨迹的操作，进行编辑、删除、重新显示或切削模拟。“操作”工具栏也提供对刀具路径的操作，如生成刀位源文件（CLSF文件）、后处理或车间工艺文件的生成等。
　　在工序导航器中没有选择任何操作时，“操作”工具栏选项将呈现灰色，不能使用。
　　3．“导航器”工具栏
　　“导航器”工具栏如图8-8所示，该工具栏用于确定工序导航器的显示视图，被选择的选项将会显示在导航窗口中，也可以通过在工序导航器中的空白处单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中进行视图的选择。
　　图8-7 “操作”工具栏 图8-8 “导航器”工具栏
　　4．工序导航器
　　工序导航器用于管理创建的操作及其他组对象。在主界面左侧单击 （工序导航器）按钮，即可显示工序导航器，其显示的内容会随视图不同而有所不同，如图8-9所示为几何视图下的工序导航器。当鼠标离开工序导航器的界面时，工序导航器会自动 隐藏。
　　8.1.4 NX数控加工一般步骤
　　数控编程的过程是指从加载毛坯，定义工序加工的对象，选择刀具，定义加工方式并生成该相应的加工程式，然后依据加工程式的内容，如加工对象的具体参数、切削方式、切削步距、主轴转速、进给量、切削角度、进退刀点、安全平面等详细内容来确立刀具轨迹的生成方式；仿真加工后对刀具轨迹进行相应地编辑修改、复制等；待所有的刀具轨迹设计合格后，进行后处理生成相应数控系统的加工代码进行DNC传输与数控加工。
　　目前，市场上流行的CAM软件均具备了较好的交互式图形编程功能，操作过程大同小异。NX的数控编程基本过程及内容如图8-10所示。
　　NX CAM加工过程如下所述。
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