作者：韩伟
出版社：人民邮电出版社
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UGNX8.0数控加工基础及应用试读：
前言
UG是美国UGS公司推出的CAD/CAM/CAE一体化集成软件，广泛应用于航空、军事、机械、汽车、通用机械、数控加工、医疗器械、电子、家电等行业，是公认的世界一流的CAD/CAM/CAE软件之一。其内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工程图输出，到生产加工成产品的全过程。
本书介绍的是目前最新的版本UG NX 8.0，其中融入了行业内最广泛的集成应用程序，全面、系统地介绍了UG NX 8.0 数控加工技术和应用技巧。内容不但涵盖了平面铣、型腔铣、固定轴轮廓铣、等高轮廓铣、插铣、点位加工、车削等基本的NX CAM 加工，而且对高级多轴加工进行了简单的介绍，同时介绍了后置处理和仿真技术。
本书的主编和参编人员多年来从事 UG NX 软件的教学、认证、科研及对外技术服务工作，结合多年的应用实践，按教育部人才培养模式改革的先进教学理念，以典型工作任务为基础，采用基于工作过程的任务驱动式、项目式教学与传统教学模式相结合的模式，取长补短，方便教学和学生学习能力的提高。
本书由韩伟主编，张克义、魏志强、于国英任副主编。第1章由河北机电职业技术学院张小丽编写；第2章的2.1～2.3节由河北机电职业技术学院于国英编写，第2章的2.4～2.7节由河北机电职业技术学院韩伟编写；第2章的2.8、2.9节和第5章由河北机电职业技术学院张涛编写；第3章3.1节由韩伟编写，3.2～3.10节由东华理工大学张克义编写，3.11和3.12节由张克义编写；第4章由河北机电职业技术学院魏志强编写；第6章由山东理工大学魏铮编写。全书由韩伟主编统稿，山东理工大学魏峥教授担任主审。由于作者水平有限，编写时间较短，书中错误之处在所难免，恳请读者能够及时批评指正。编者第1章UG NX 8.0 数控加工基础【教学提示】
本章主要讲解UG NX 8.0 数控加工的基础知识。通过本部分内容的学习，应掌握数控加工的含义，熟悉各种数控机床的加工特点及主要功能，了解数控加工的基本知识、UG 数控加工模块的基本知识（主要包括UG NX 8.0 数控加工工作环境、基本工作界面、父节点组的概念，以及刀具路径的生成、管理及仿真、UG NX 8.0 的后处理等）。【教学要求】
● 了解数控加工的特点
● 掌握数控机床的组成及主要功能
● 掌握数控刀具的选择及参数设置
● 掌握数控加工工艺设计的步骤
● 掌握工序划分和工序顺序的确定方法
● 理解工艺文件的作用
● 掌握工序卡、刀具卡的填写方法
● 能够熟练对UG NX 8.0 进行工作环境设置
● 了解UG NX 8.0 基本工作界面
● 掌握UG NX 8.0 的基本操作及快捷键使用
● 掌握加工的创建方法及步骤
● 掌握输出NC 程序的方法1.1 数控加工设备及刀具
对于数控加工，必须熟悉各种数控机床的加工特点及主要功能；数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀具及切削用量。1.1.1 数控加工的特点
先进的数控加工技术是一个国家制造业发达的标志。利用数控加工技术可以加工很多普通机床不能加工的复杂曲面零件和模具，并且加工的稳定性和精度都会得到很好的保证。总体上说，数控加工与传统加工相比具有以下优点。（1）加工效率高。利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面，并且加工过程是由计算机控制的，所以零件的互换性强，加工的速度快。（2）加工精度高。与传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置，提高了分辨率，减少了人为和机械误差，因此加工的效率得到很大的提高。（3）劳动强度低。由于采用了自动控制方式，也就是说切削过程是由数控系统在数控程序的控制下完成的，不像传统加工那样利用手工操作机床完成加工，因此，在数控机床工作时，操作者只需要监视设备的运行状态，劳动强度低。（4）适应能力强。数控机床在程序的控制下运行，通过改变程序即可改变所加工产品，产品的改型快且成本低，因此加工的柔性非常高，适应能力也强。（5）加工环境好。数控加工机床是机械控制、强电控制、弱电控制为一体的高科技产物，通常都有很好的保护措施，工人的操作环境相对较好。1.1.2 数控机床简介
数控机床是数字控制机床（Computer Numerical Control Machine Tools）的简称，是指利用数字代码形式的信息（程序指令），控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床。
1.数控机床的工作原理
使用数控机床进行加工前，首先必须将工件的几何数据和工艺数据等加工信息按规定的代码和格式编制成数控加工程序，并用适当的方法将加工程序输入数控系统。数控系统对输入的加工程序进行处理，输出各种信号和指令，控制机床各部分按规定有序地动作。最基本的信号和指令包括各坐标轴的进给速度、进给方向和进给位移量、各状态控制的I/O信号等，其工作原理如图1-1所示。图1-1 数控机床的工作原理
2.常用的数控设备
数控加工中，常用的数控设备有数控车床、数控铣床、加工中心（具备自动换刀功能的数控铣）、电火花机和线切割机等，如图1-2所示。
3.数控机床的组成
数控铣床由数控程序、输入\输出装置、数控装置、驱动装置和位置检测装置、辅助控制装置和机床本体组成。（1）数控程序。
数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令，目前常用的称作“G代码”。数控程序是在对加工零件进行工艺分析的基础上，根据一定的规则编制的刀具运动轨迹信息。编制程序的工作可由人工进行。对于形状复杂的零件的程序，则需要用CAD/CAM进行编制。图1-2 常用的数控设备（2）输入\输出装置。
输入输出装置的主要作用是进行人机交互和通信。通过输入输出装置，操作者可以输入指令和信息，也可显示机床的信息。通过输入输出装置，也可以在计算机和数控机床之间传输数控代码、机床参数等。
零件加工程序的输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（DNC）；另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从内部存储器中逐段调出进行加工。（3）数控装置。
数控装置是数控机床的核心部分。数控装置从内部存储器中读取或接收输入装置送来的一段或几段数控程序，经过数控装置进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作。（4）驱动装置和位置检测装置。
驱动装置接收来自数控装置的指令信息，经功率放大后，发送给伺服电机，伺服电机按照指令信息驱动机床移动部件，按一定的速度移动一定的距离。
位置检测装置检测数控机床运动部件的实际位移量，经反馈系统反馈至机床的数控装置，数控装置比较反馈回来的实际位移量值与设定值，如果出现误差，则控制驱动装置进行补偿。（5）辅助控制装置。
辅助控制装置的主要作用是接收数控装置或传感器输出的开关量信号，经过逻辑运算，实现机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关动作。这些控制主要包括主轴起停、换刀、冷却液和润滑装置的启动停止、工件和机床部件的松开与夹紧等。（6）机床本体。
数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台，以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。
4.数控机床的主要功能（1）点定位。
点定位提供了机床钻孔、扩孔、镗孔和铰孔等加工能力。在孔加工中，一般会将典型的加工方式编制为固定的程序——称为固定循环，方便常用孔加工方法的使用。（2）连续轮廓控制。
常见的数控系统均提供直线和圆弧插补，高档的数控系统还提供螺旋插补和样条插补，这样就可以使刀具沿着连续轨迹运动，加工出需要的形状。连续轮廓控制为机床提供了轮廓、箱体和曲面腔体等零件的加工。
图1-3所示的模具型腔是利用3轴联动数控铣加工的典型零件。但并非所有的模具都能由数控铣直接完全加工出来。图1-4所示的模具型腔的指示部位，由于刀具的限制，用数控铣无法加工，还需要使用电火花机或者线切割机加工。图1-3 需要电火花的模具图1-4 需要线切割的模具（3）刀具补偿。
利用刀具补偿功能，可以简化数控程序编制和提供误差补偿等。
5.数控机床的适用范围
根据数控加工的优缺点及国内外大量应用实践，一般可按适用程度将零件分为两类。（1）最适用类。
①形状复杂，加工精度要求高，用通用机床无法加工，或是虽然能加工但很难保证产品质量的零件。
②有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒形零件。
③必须在依次装夹中合并完成铣、镗、铰或螺纹等多工序的零件。（2）不适用类。
①生产批量大的零件。
②装夹困难或完全靠找正定位来保证加工精度的零件。
③加工余量不稳定，且数控机床上无在线检测系统可自动调整零件坐标位置的零件。
④必须用特定的工艺装备协调加工的零件。
6.数控机床的编程要点（1）设置编程坐标系。
编程坐标系的位置以方便对刀为原则，毛坯上的任何位置均可。（2）设置安全高度。
安全高度一定要高过装夹待加工工件的夹具高度，但也不应太高，以免浪费时间。（3）刀具的选择。
在型腔尺寸允许的情况下尽可能选择直径较大及长度较短的刀具；优先选择镶嵌式刀具，对于精度要求高的部位可以考虑使用整体式合金刀具；尽量少用白钢刀具（因为白钢刀具磨损快，换刀的时间浪费严重，得不偿失）；对于很小的刀具才能加工到的区域，应该考虑使用电火花机或者线切割机加工。（4）加工模型的准备。
设置合适的编程坐标系，创建毛坯，修补切削不到的区域（例如，很小的孔和腔、没有圆角的异型孔等）。1.2 数控加工工艺
无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此，程序编制中的工艺分析是一项十分重要的工作。1.2.1 数控加工工艺设计（1）零件工艺分析。
①分析产品的装配图和零件图。
②零件的结构工艺性分析。（2）毛坯的选择。
①分析零件材料。
②分析零件的力学性能。
③生产类型。
④零件的形状和尺寸。
⑤生成条件。
⑥充分考虑新技术、新材料、新工艺。（3）加工路线的设计。
①加工方法的选择。
②加工阶段、工序、工步设计，加工顺序的安排。（4）选择零件的定位基准，确定夹具、辅具方案，选择刀具及切削用量等。（5）编程的相关计算。工件坐标系、编程坐标系的建立，对刀点和换刀点的选取，刀具补偿等。（6）处理数控机床及数控系统的工艺指令。（7）编制加工程序。（8）首件试切加工，检验程序。（9）工艺文件归档。1.2.2 工序划分
数控加工受制于机床的功能。工序的划分是以在同一台机床上完成的工作为基础来划分的。例如，飞机结构件通常都具有一部分需要多坐标加工的内容，为了合理利用机床，在工序的划分上首先要考虑机床类型的选择，以此来确定工序的划分。划分工序时应注意以下要点。
1.工序集中原则
根据零件加工表面形状与所用数控机床的功能，应尽可能地集中多种加工内容（特别是加工中心机床）在一次装夹中完成，以减少工序。对于大型零件，更应尽可能在一次装夹中完成全部或主要表面的加工，以减少工序间的周转。
2.工序分散原则
工序分散是指将工件的加工分散在较多的工序内完成。每道工序的加工内容很少。工序分散使设备和工艺装备结构简单，调整和维修方便，操作简单，有利于选择合理的切削用量，生产辅助时间长。但工序数目多，工艺路线长，所需设备及工人人数多，占地面积大，生产组织工作复杂，且工件装夹次数多，工件的多次装夹会降低各表面间的相互位置精度。
3.加工部位的工序划分
一个零件的数控加工部位按工序集中的原则，一般而言，只要数控机床选择适当，可在一次装夹中完成。但在下列情况下可划分成几个数控加工工序。（l）车间现有数控机床的功能不能满足一个零件的全部加工部位；批量特大时，可根据实际情况分散在几台数控机床上加工。（2）当粗加工的热变形或力变形较大而影响零件精度时，只能将粗、精加工分开。（3）如程序过长（如大型曲面），不仅容易出错，而且有可能超过系统内存容量，或在一个加工面的中途刀具磨损失效，此时应按刀具或加工表面划分工序。1.2.3 数控加工顺序的确定
1.先粗后精
各个表面的加工顺序按照粗加工→半精加工→精加工→光整加工的顺序依次进行，这样才能逐步提高加工表面的精度和减小表面粗糙度。
2.先主后次
先考虑主要表面的加工，后考虑次要表面的加工。因为主要表面加工容易出废品，应放在前阶段进行，以减少工时的浪费。零件上的工作面及装配面精度要求较高，属于主要表面，应先加工。自由表面、键槽、紧固用的螺孔和光孔等表面，精度要求较低，属于次要表面，可穿插进行，一般安排在主要表面达到一定精度后、最终精加工之前加工。
3.基准先行
用作精基准的表面，应优先加工。因为定位基准的表面越精确，装夹误差就越小，所以任何零件的加工过程，总是首先对定位基准面进行粗加工和半精加工，必要时，还要进行精加工。
4.先面后孔
对于箱体类、支架类、机体类的零件，一般先加工平面，后加工孔。这样安排加工工序，因为平面一般面积较大，轮廓平整，先加工好平面，便于加工孔时的定位安装，利于保证孔与平面的位置精度，另一方面是在加工过的平面上加工孔比较容易，并能提高孔的加工精度。特别是钻孔，孔的轴线不易偏斜。
5.先内后外的原则
对于精密套筒，其外圆与孔同轴度要求较高，一般采用“先孔后外圆”的原则，即先以外圆定位加工孔，再以精度高的孔定位加工外圆，这样可以保证高的同轴度要求，并且使所用的夹具简单。1.2.4 数控加工方法的选择
1.平面孔系零件的加工
这类零件的孔数较多，孔位精度要求较高，宜用点位直线控制的数控钻与镀床加工。在加工时，孔系的定位都用快速运动。在编制加工程序时，应尽可能应用子程序调用的方法来减少程序段的数量，以减小加工程序的长度和提高加工的可靠性。
2.旋转体类零件的加工
该类零件用数控车床或磨床来加工。由于车削零件毛坯多为棒料成锻坯，加工余量较大且不均匀，故编程中，粗车的加工线路往往是要考虑的主要问题。
3.平面轮廓零件的加工
这类零件的轮廓多由直线和圆弧组成，一般在两坐标联动的铣床上加工即可。
4.立体轮廓表面的加工
立体轮廓表面根据曲面形状、机床功能、刀具形状及零件的精度要求有不同的数控加工方法，根据零件加工表面的复杂程度和加工精度要求，可分别选择2.5轴、3轴、4轴和5轴加工。1.3 数控加工文件
数控加工工序卡与普通加工工序卡有许多相似之处，但不同的是该卡中应反映使用的辅具、刀具切削参数、切削液等。它是操作人员配合数控程序进行数控加工的主要指导性工艺文件，工序卡应按已确定的工步顺序填写。
将工艺规程的内容填入一定格式的卡片中，用于生产准备、工艺管理和指导工人操作等的各种技术文件称为工艺文件。它是编制生产计划、调整劳动组织、安排物资供应、指导工人加工操作及进行技术检验等的重要依据。
工艺文件的种类和形式多种多样，应根据产品图样与技术要求，生产纲领、生产条件和国内外同行业的工艺技术状况等来编制。工艺文件的详细程度差异较大，主要根据生产类型而定。
1.数控编程任务书
它阐明了工艺人员对数控加工工序的技术要求和工序说明，以及数控加工前应保证的加工余量。它是编程人员和工艺人员协调工作和编制数控程序的重要依据之一，详见表1-1。表1-1 数控编程任务书
2.数控加工工件安装和零点设定卡片（简称装夹图和零点设定卡）
现以图1-5所示零件的加工为例进行介绍，它应表示出数控加工零件的定位方法和夹紧方法，并应标明工件零点的设定位置和坐标方向、使用的夹具名称和编号等。假设该图中座架零件的下台阶面已在其他机床上加工过，现需要在数控机床上一次装夹后加工剩下的表面和各个孔，采用通用台钳作为夹具，其工件装夹和零点设定卡如表1-2所示。图1-5 座架零件表1-2 工件装夹和零点设定卡
3.数控加工工序卡片
由编程员根据图纸和加工任务书编制数控加工工艺和作业内容，并反映使用的辅具、刃具和切削参数、切削液等，工序卡中应按已确定的工步顺序填写。如果在数控机床上只加工零件的一个工步，也可不填写工序卡。不同的数控机床，其工序卡也有差别。
上述座架零件在数控机床上的加工安排是：先用端面铣刀铣出上表面，再用立铣刀铣四周侧面及A、B工作面，最后用钻头分别钻6个小孔和2个大孔。填写工序卡如表1-3所示。表1-3 数控加工工序卡续表
4.数控刀具调整单
数控刀具调整单主要包括数控刀具卡片和数控刀具明细表（简称刀具表）两部分。数控加工时，对刀具的要求十分严格，一般要在机外对刀仪上，事先调整好刀具直径和长度。刀具卡主要反映刀具编号、刀具结构、尾柄规格、组合件名称代号、刀片型号和材料等，它是组装刀具和调整刀具的依据。其格式如表1-4所示，刀具明细表如表1-5所示。表1-4 数控刀具卡表1-5 数控刀具明细表续表
5.数控加工程序单
数控加工程序单是编程人员根据工艺分析情况，经过数值计算，按照机床特点的指令代码编制的。它是记录数控加工工艺过程、工艺参数、位移数据的清单，以及手动数据输入实现数控加工的主要依据。不同的数控机床，不同的数控系统，程序单的格式不同。
不同的机床或不同的加工目的可能会需要不同形式的数控加工专用技术文件。在工作中，可根据具体情况设计文件格式。1.4 数控加工实例
图1-6所示为某型航空发动机的上中介轴零件，现简要地介绍该零件在成批生产条件下工艺路线的制订方法。图1-6 上中介轴
1.零件图的研究和工艺分析（1）零件的结构特点和功能。
上中介轴是一个薄壁轴类零件，其结构形状属中等复杂零件，如图1-6所示。零件的外圆B及端面C安装到发动机上部附件机匣上，如图1-7所示，外圆A与滚动轴承内圈配合，端面B1用于支靠轴承内圈端面，外螺纹用于旋紧圆螺母以实现上中介齿轮的轴向固定，外螺纹上开有两个对称的槽，用于装锁紧垫片以防止螺母松动。4个φ7mm的孔用于通过双头螺柱使上中介轴和机匣连接。437 mm 的孔用于减轻质量，两个 M6 的工艺螺孔用于拆卸时将该零件从机匣上顶出。图1-7 上中介轴在装配图中的位置（2）零件的主要表面及技术要求。
根据零件的功用及精度要求可知，该零件的主要表面为外圆A、B及端面B1、C。从精度要求看，主要表面的尺寸精度要求较高，外圆A、B 的尺寸精度为IT6，表面粗糙度Ra的值为0.4 µm，位置精度如径向圆跳动、端面圆跳动等，其公差值均在0.01～0.02 mm的范围内。
该零件的材料为中淬透性合金渗碳钢12CrNi3A，经渗碳淬火及低温回火处理，以获得马氏体组织，渗碳表面具有高硬度和耐磨性，而芯部具有良好的塑性和韧性。零件要求 A、B1 表面渗碳层深0.6～0.9 mm，允许B表面及其倒角的渗碳层深度不小于0.2 mm，渗碳表面硬度HRC15N≥90，芯部硬度为28～42.5 HRC。
热处理检验为Ⅲ—Ⅱc类检验。Ⅲ类检验表示硬度100%检验，其他力学性能指标不检验；Ⅱc 类检验是指渗碳零件的化学热处理检验，100%检验渗碳表面硬度，10%检验非渗碳表面硬度，每炉热处理用一个零件或试件检验渗碳层深度。零件要求进行磁粉探伤及发蓝处理。
2.毛坯的制造形式
上中介轴起支承上中介齿轮的作用。为了能承受较大的弯矩，按零件图要求，毛坯选用锻件，以便保持材料纤维流向顺壁厚外形流动以保证致密性，从而具有较高的力学性能。考虑到生产批量为中批生产，为了减少制造费用，故采用自由锻造毛坯。
3.加工方案的选择
图1-6中零件各主要表面的加工方案如表1-6所示。其余次要表面的加工可穿插在主要表面的加工工序之间进行。应该先加 4×φ7mm 的孔，然后以其中一个孔作角向定位铣四方及两槽。表1-6 上中介轴表面加工方法
4.加工阶段的划分
上中介轴的精度要求较高，加工余量比较大并且又是一个薄壁零件，为了消除变形对精度的影响，以达到逐步提高加工精度的目的，在加工时划分为3个阶段。（1）粗加工阶段，去除孔、外圆及端面的大部分余量，并为后续工序提供精度基准。（2）半精加工阶段，为主要表面的精加工做准备，并完成一些次要表面的最终加工，如外螺纹、四方、4 个通孔、两个M6 螺纹孔、两槽及涤37 mm孔的加工等。（3）精加工阶段，磨削外圆A、B及端面B1、C，保证主要表面的尺寸精度、形状位置精度和表面粗糙度达到图样要求。
5.工序的集中与分散
由于该零件的批量为中批生产，结构形状属中等复杂零件且尺寸不大，为了降低工人的劳动强度，在制订工艺路线时，可按工序分散原则。但零件的位置精度要求较高，为了在一次装夹中完成各主要表面的精加工，在精加工时工序可适当集中。所以，各表面在加工组合工序时，采用工序集中与分散相结合的原则，以利于保证位置精度和提高生产率。
6.定位基准的选择
定位基准选择恰当与否，不仅影响工序的内容，而且影响工序的先后顺序，即对制订工艺路线有很大的影响，所以要合理选择定位基准。（1）粗基准的选择：该零件的毛坯为自由锻件，各表画均需加工。由于小端余量较小，为了保证小端有足够的余量，不使工件报废，因此应该选择小端作为粗基准。（2）精基准的选择：由于上中介轴表面间的位置精度要求高，在加工过程中，首先考虑采用“基准统一”原则选择精基准。
①在工件的左端留出工艺凸台，先加工出两端的中心孔，在以后的大多数工序中以中心孔定位，两顶尖装夹进行加工。这样可以减少夹具的数量，提高经济性，并且在一次装夹中加工较多的表面，容易保证较高的位置精度。在精加工完成后，将工件左端的工艺凸台切掉。
②在钻孔、铣槽以及铣四方时，为了使定位夹紧方便，夹具结构简单，应选择外圆 B 及端面C作为定位基准。四方、槽与4个孔之间有角向位置要求，因此应先钻孔，在铣槽及铣四方时以其中一个孔作为角向定位基准。
7.热处理工序的安排
由于该零件材料的硬度低，粗加工时容易粘刀，因此毛坯采用正火作为预先热处理，适当提高硬度，改善切削加工性能。
B、B 面要求渗碳，渗碳应控制渗碳层深度均匀，因此渗碳前先1进行半精加工。非渗碳表面采用镀铜保护，考虑到孔镀层质量较难控制，因此渗碳之后对孔进行车削加工，然后进行淬火加低温回火处理。
8.辅助工序的安排
工件要转换车间前，为了便于分析产生质量问题的原因，应安排中间检验工序。当零件全部加工结束后，应安排成品检验。
在容易产生毛刺的工序（如钻削、铣削等）之后、检验工序之前，应安排钳工去毛刺的工序。
为了检验磨削产生的表面裂纹，在磨削工序之后，必须安排磁粉探伤工序。
为了提高零件的抗蚀能力，在工艺路线的最后安排表面处理（如发蓝、氧化等）。
通过以上分析，可以得出上中介轴的工艺路线，如表1-7所示。表1-7 上中介轴各加工工艺路线及工件图续表1.5 UG NX 8.0 简介
UG NX 8.0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和制造。UG NX 8.0的面向过程驱动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可以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。UG NX 8.0不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配以及产生工程图等设计功能，而且在设计过程中还可以进行有限元分析、机构运动分析和仿真模拟，大大提高了设计的可靠性。同时，可以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的数控机床。1.5.1 UG NX 8.0 的工作环境
UG 加工环境是指弹出 UG 加工模块后进行编程操作的软件环境。在该环境中可以实现平面铣、型腔铣、固定轴曲面轮廓铣、多轴铣等不同的加工类型，并且提供了创建数控加工工艺、创建数控加工程序和车间工艺文件的完整的过程和工具，可以自动创建数控程序、检查、仿真等。
1.环境的设置
在UG系统安装完毕后，同时也完成了系统默认的环境参数设置。虽然这样，但是仍不能与实际的运用相对应，所以很有必要对UG系统的环境变量参数进行重新设置。（1）设置环境变量。
在此，以Windows XP 为例说明如何设置系统的环境变量。XP系统的注册表和环境变量根据UG系统的实际情况，会自动生成相关的工作路径。其中会自动生成一些与系统有关的环境变量，如“UGII_LICENSE_FILE”、“UGII_ROOT_DIR”、“UGII_BASE_DIR”等。根据实际需要，使用者可以增加相应的环境变量。（2）设置默认参数。
在UG系统中存在着默认参数文件，在其中可以修改部分参数，如尺寸的单位、标注方式、字体格式、模型的颜色等。对于这些默认参数的调用始于UG系统的启动。而在这里谈到默认参数的修改，是因为这些参数是根据美国的标准和使用习惯来规定的。为此有必要将此修改成我们所熟悉的参数模式。
2.进入UG CAM环境
在实际设计加工过程中，每个编程员面对的加工对象可能比较固定，不一定用到UG CAM 的所有功能，比如一个3轴铣加工编程员，在日常编程中可能不会涉及数控车和电火花线切割的编程，那么那些编程功能就可以屏蔽。UG提供了这样的功能，即可以定制和选择UG的编程环境，只将自己工作中用到的功能调用出来。这就需要首先掌握进入该模块的方法，尽快熟悉编程界面和加工环境。
3.将当前模块切换至加工模块
CAM会话配置用于选择加工所使用的机床类别。CAM设置是在制造方式中指定加工设定的默认值文件，也就是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之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。
4.新建加工文件
进入UG NX 8.0操作环境后，除了在当前环境选择加工模板类型和单位，以及设置新加工文件的名称和保存路径进入加工外，还可通过指定加工所引用的部件，新建加工文件，同样可进行各种加工设计。1.5.2 UG NX 8.0 的界面
当所使用的模块不同时，工作环境就会切换到不同的界面。单击按钮，然后选择其中的选项，可以进入UG的加工模块的工作环境，如图1-8所示。
在图1-8中，工作环境的相应位置标有号码，以做区别。图1-8 加工模块的工作环境
下面简要介绍几个界面区域，其他区域在后面会具体用到。
1.菜单栏
菜单栏中显示了UG所用到的菜单，和其他软件类似。
2.工具栏
工具栏以简单直观的按钮来表示每个工具的作用。单击相应按钮，即可启动相对应的UG软件功能，相当于从菜单区逐级选择到的最后命令。工具栏可以在屏幕上任意位置放置，并且，拖动至屏幕边缘时将自动吸附。工具栏按钮灰显，则表示该工具在当前工作环境中不能使用。
3.绘图区
正如其他三维造型系统那样，窗口形式是UG系统最主要的表现形式，可以最小化和最大化。同时这是系统的主要工作场所。作为输出端，它显示数控加工的结果，如刀轨路径、操作结果等。
4.提示区
位于绘图区上方的是提示区，主要作用是对未来操作的提示，指示操作者做出正确的操作和选择。
5.操作导航器
操作导航器是各加工模块的入口位置，是用户进行交互变换操作的图形界面，用于说明部件的组和操作之间的关系，以及管理当前部件的操作和操作参数。它用来显示当前所做的操作类型。当然，它会显示与操作类型相应设置的参数，这是树形罗列出来的，体现出操作与操作之间的级别关系和隶属关系。1.5.3 UG NX 8.0 的基本操作
1.鼠标及快捷键的应用
对于UG系统来说，用户使用的工具是鼠标和键盘。对于系统，它们各有特殊的用法。就此，本小节对鼠标和键盘的功能做如下介绍。（1）鼠标的应用。
一般，对于设计者来说，大多数使用的鼠标是三键式。而对于使用两键式鼠标的设计者来说，他们可以使用键盘中的回车键来实现三键式鼠标的中键功能。同时，结合键盘中的Ctrl、Shift和Alt键来实现某些特殊功能，从而提高设计的效率和质量。
对此，做以下说明来介绍鼠标在设计中的特殊功能。其中鼠标用字母“SB？”来代替，其后面的问号“？”代表未知的号码（如1、2或3）；用“+”号来代替同时按键这一动作。
● SB1：用于选择菜单命令。
● SB2：用于确定所实行的指令。
● SB3：用于显示快捷菜单。
● Alt+SB2：用于取消所实行的指令。
● Shift+SB1：取消之前在绘图区中所选取的对象，而在列表对话框中，这一动作是实现某一连续范围的多项选择。
● Ctrl+SB1：用于在列表对话框中选择多项连续或者不连续的选项。
● Shift+SB3：就某个选项打开其快捷菜单。
● Alt+Shift+SB1：对于连续的选项进行选取。（2）快捷键的应用。
除了可以用鼠标进行设计外，还可以利用键盘中的某些键来进行设计，这些键就是所谓的快捷键。利用它们可以与UG系统进行很好的人机交流。对于选项的设置，一般是将鼠标移至所要设置的选项之处。另外，可以利用键盘的某些键来进行设置。快捷键的运用，可参考有关菜单栏之下的选项后面的标识。就此，下面说明某些通用的快捷键。
● Tab：将鼠标在对话框中的选项之间进行切换。
● Shift+Tab：在多选对话框中，将单个显示栏目往下一级移动，当光标落在某个选项上时，该选项在绘图区中对应的对象便亮显，以便选择。
● 方向键：对于单选框中的选项，可以利用方向键来进行选择。
● Enter：其功能相当于对话框中的【确定】按钮。
● Ctrl+C：其功能相当于菜单选项中的复制功能。
● Ctrl+V：其功能相当于菜单选项中的粘贴功能。
● Ctrl+X：其功能相当于菜单选项中的剪切功能。
2.环境变量及默认参数的设置（1）设置环境变量。
在此，以Windows XP 为例说明如何设置系统的环境变量。将鼠标移至【我的电脑】图标，然后单击鼠标右键，便弹出计算机的快捷菜单。选择其中的【属性】选项，便可打开系统属性的对话框。在其中选择【高级】选项，对话框便切换到高级设置的界面。单击其中的按钮，便弹出如图1-9所示的【环境变量】对话框。图1-9 【环境变量】对话框
对于 UG 系统本身来说，它自带环境变量的设置文件“ugii_env.dat”。该文件用于运行系统的相关参数，例如，规定用户的工具菜单、加工数据的存放路径、默认参数文件、默认字、文件路径等。想要修改这些参数，方法是用记事本打开文件“ugii_env.dat”，然后就相应的参数进行修改。例如，想将默认文件参数修改为“ug_metric.def”，可以先打开“ugii_env.dat”文件，在其中找到“UGII_DEFAULTS_FILE”的位置。然后按照规定的格式进行修改，如下：UGII_DEFAULTS_FILE=${UGII_BASE_DIR}\ugii\ug_metric.def。（2）设置默认参数。
加工模块的默认参数存放于文件“ug_cam.def”中。除此之外，对于其他参数，则由“ug_English.def”、“ug_metric.def”等文件所规定。这些文件的使用则由环境变量设置文件“ugii.env.dat”的“UGII_DEFAULTS_FILE”变量来控制。如前所说，想修改某个文件参数，就用记事本打开该文件。例如要修改默认文件“ug_metric.def”中的单位，将公制默认参数修改成米制，则打开该文件后，找到需要修改的地方进行修改即可。
3.菜单栏的使用
单击下拉菜单，便显示出与该菜单功能有关的指令选项。其中的选项后面括号加注的字母，表示当进入菜单后，按下括号中的字母，便可以选取相应的选项，如图1-10所示。除此之外，如图1-10所示，如果在选项右面显示有三角符号，则表示选项不是单一选项，其中还包括次功能。例如，图1-10中的曲线功能，它之下还包含直线、圆弧、矩形等功能。另一方面，如果选项的右面不是三角符号，而是省略号，那么，单击该选项就会弹出相应的功能对话框。例如，如图1-10所示，单击【刀具】选项，便会弹出如图1-11所示的【创建刀具】对话框。
最后还要提的是选项后面的功能符号（如变换选项右面的Ctrl+N），表示在键盘上同时按Ctrl键和后面的字母键，便可实现该选项的快捷功能。
4.文件操作菜单
UG NX 8.0系统的文件操作菜单包括了一些功能模块，如文件管理、文件导入以及文件导出等，下面分别说明。
对于大多数应用系统来说，离不开文件管理的操作指令，如【新建】、【打开】、【保存】等。对于这3个指令，它们的功能分别是新建一个操作文件、打开现成的文件以及对当前操作数据进行保存。就此，具体说明如下。图1-10 下拉菜单图1-11 【创建刀具】对话框（1）新建。
将鼠标移至主菜单的【文件】上，然后选择它，弹出下拉菜单，选择其中的【】选项，即弹出【新建部件文件】对话框。在其中选择文件的保存路径、填写文件名称以及选择单位，这样即可完成文件的新建操作。另外，可以在工具栏中单击【新建】按钮，或者利用快捷键Ctrl+N同样可以完成如上的操作。（2）打开。
将鼠标移至主菜单的【文件】上，然后选择它，弹出下拉菜单，选择其中的【】选项，即弹出【打开部件文件】对话框。在其中选择文件的保存路径或者通过填写文件名称来进行文件的打开，这样即可完成文件的打开操作。另外，可以在工具栏中单击【打开】按钮，或者利用快捷键Ctrl+O亦可完成同样的操作。（3）保存。
这一指令在模块环境中才能进行，如在加工模块中，将鼠标移至主菜单的【文件】上，然后选择它，弹出下拉菜单，选择其中的【】选项，即可完成当前操作文件的保存。另外，可以在工具栏中单击【打开】按钮，或者利用快捷键Ctrl+S来完成同样的操作。
5.文件导入
除了在 UG 环境下进行文件操作外，也可以从外部系统平台导入文件。对此，UG 提供了多个操作平台的接口，如Pro/E、IGES、STL和CATIA等。将鼠标移至主菜单的【文件】上，然后选择它，弹出下拉菜单，选择其中的【导入】选项。随即出现下一级菜单，如图1-12所示，其中罗列了多种文件格式可供选择。（1）导入部件。
UG NX 8.0 允许导入不同格式的文件，即对已经存盘的现有文件，通过UG系统的文件转换功能，可将它们导入当前操作中。除此之外，还可以导入计算机辅助制造所生成的文件。如图1-13所示的操作，将鼠标移至主菜单，选择其中的【文件】，在其下拉菜单中选择【导入】选项，然后选择其中的【部件】选项，即可以打开如图1-14所示的导入部件对话框。在【导入部件】对话框中，可以设置多种选项，来指定导入文件的性质。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]