學習UG編程須知
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本套教材針對UG軟件的學習特點和UG初學者的學習誤區，通過大量的產品曲面設計案例進行詳細講解，以全面提升讀者的曲面設計能力，快速全面地掌握UG強大的曲面產品設計功能。
讀者在學習本書中，應注意下面幾點：
（1）應學習必要的基礎知識，包括自由曲線（曲面）的構造原理。這對正確地理解軟件功能和造型思路是十分重要的，曲面造型所需要的基礎知識並沒有人們所想象的那麼難，只要掌握了正確的講授方法，具有高中文化水平的學員就能理解。
（2）要針對性地學習軟件功能。這包括兩方面意思：一是學習功能切忌貪多，一個CAD/CAM軟件中的各種功能複雜多樣，初學者往往陷入其中不能自拔。其實在實際工作中能用得上的只佔其中很小一部分，完全沒有必要求全。對於一些難得一用的功能，即使學了也容易忘記，徒然浪費時間；另一方面，對於必要的、常用的功能應重點學習，真正領會其基本原理和應用方法，做到融會貫通。
（3）重點學習造型基本思路。造型技術的核心是造型的思路，而不在於軟件功能本身。大多數CAD/CAM軟件的基本功能大同小異，要在短時間內學會這些功能的操作並不難，但面對實際產品時卻又感到無從下手，這是許多自學者常常遇到的問題。這就好比學射擊，其核心技術其實並不在於對某一型號的槍械的操作一樣。只要真正掌握了造型的思路和技巧，無論使用何種CAD/CAM軟件都能成為造型高手。
（4）應培養嚴謹的工作作風，切忌在造型學習和工作中“跟著感覺走”，在造型的每一步驟都應有充分的依據，不能憑感覺和猜測進行，否則貽害無窮。
第1章 UG NX5中文版的基礎知識
本章主要介紹UG NX5.0中文版的工作環境及應用領域，熟練運用標題欄、菜單欄、工具欄、工作區、快捷菜單、資源工具條、提示欄、狀態欄和座標系等。
1.1 UG NX5.0的工作界面.
標題欄
用於顯示當前軟件的版本、當前應用模塊、文件名稱等相關內容。
菜單欄
UG系統的所有命令及設置選項都有菜單選項來實現，主要菜單有：文件、編輯、視圖、插入、格式、工具、裝配、信息、分析、首選項、窗口和幫助。當單擊不同的菜單時，下拉菜單會顯示與該命令相關的所有子菜單。如圖1-2為“插入”菜單的所有命令。
工具欄
工具欄是以圖標的方式來反映該命令的功能。可以方便用戶操作，避免了在煩瑣的菜單欄中找命令選項。
工作區
工作區主要是零件的三維實體建模、裝配、仿真、分析等操作的主要區域。
快捷菜單
在工作區單擊鼠標右鍵即可打開，利用其中的快捷菜單命令可以大大提高繪圖效率。
資源工具條
資源工具條主要包括：裝配導航器、部件導航器、瀏覽器、歷史記錄、系統材料、Process Studio、 Manufacturing wizards 、角色等。
提示欄
主要是提示用戶如何進行下一步操作，每執行一個命令時，都會在提示欄上顯示出下一步操作的內容，初學者充分利用工具欄，可以大大提高工作效率。
狀態欄
用於顯示當前操作的狀態或剛完成的操作結果，利用狀態欄的信息可以瞭解當前操作狀態及操作結果是否正確。
圖1-2 “插入”下拉菜單命令
圖1-3 資源工具條
圖1-4 瀏覽器
圖1-5 歷史記錄
1.2 UG NX5.0中文版的功能與應用領域
UGS公司於2007年推出了Unigraphics 5.0。UG5.0中有許多新的設計、工程和製造功能。實現產品的創新。
三維設計
可以建立各種複雜程度產品的三維參數化實體裝配模型和部件詳細模型，自動生成工作圖紙；設計小組間可以進行協同設計；可應用於各行業和各種類型產品的設計，支持產品外觀造型設計。
性能分析
利用有限分析元分析對產品模型進行受力、受熱分析和模態分析。
零件加工
根據部件模型或裝配模型半自動產生刀具路徑，自動產生數控機床能接受的數控加工指令。
機構運動分析
可分析產品的實際運動情況和干涉情況，並對運動速度進行分析。
佈線
可根據產品的裝配模型，佈置各種管路和線路的標準件接頭，自動走線並計算出所使用的材料，列出材料單。
產品宣傳
利用ＵＧ，我們可以產生真實感和藝術照片，可製作動畫等，可直接在Internet上發佈。
應用領域
ＵＧ自１９９０年進入中國市場以來，發展迅速，已成為中國航天航空、汽車、家用電器、機械以及模具等首選軟件。
自由曲面
UG5.0在建模上簡化了創建和重定義自由形狀的工作流程。處理曲線和曲面上採用套功能。支持控制點和線的相對\絕對運動。當某些特徵發生變化時，系統會自動更新，實現建模的關聯性。此外，還可以進行多重曲線輸入生成單一的特徵。UG5.0風格化倒角可以使曲線和曲面進行擬合。同時保留原始形狀。從而簡化了曲線和曲面的操作。
逆向工程
從實體模型到掃描數據，可以用樣條擬合點集、多面體及其他樣條或曲面，可以全面控制連續性及公差，保持G2連續。讀者可以把曲面擬合到掃描數據或其他幾何圖形來做逆向工程,可全面控制自由度和段數。根據公差擬合和方向擬合,讀者可以選擇目標及參考對象,從而控制曲面擬合。
高級建模
NX5.0中，新的翻邊、腔體和凸臺等設計中常用的功能，採用新的變量化掃掠和浮雕命令提供直接高效的設計建模。涉及通用CAD系統中多重建模操作。
工程製圖
NX5.0含有完全改寫過的座標改寫功能,大大提高製圖工具功能,使用更簡單,還包括了引出線類型、基準線連接選項,改善了特徵控制、框引出線控制,以及其他詳細視圖邊界控制等功能。
基於角色環境
UG5.0在可用性方面的改進包括基於角色環境。角色根據用戶經驗提供了一個用戶界面和工具箱。角色對於具有不同系統專業知識的用戶來說是用戶界面模板。提供常用的命令和界面功能。定製具有獨特風格的角色,以滿足用戶需求。
1.3 主菜單界面
UG的應用模塊菜單
UG5.0包含了CAD、CAM、CAE的所有領域，UG的應用模塊都是繼承環境的一部分，
模塊之間即相互關聯又相對獨立。UG的應用模塊菜單如圖所示。
１．基礎環境
在集成環境入口中通過“文件”－〉“新建”，建立一個模型文件，
輸入文件名(如model1.prt)，單位選擇“毫米”，並確定保存的路徑。
單擊“ ”按鈕，這樣就進入了基礎環境界面。當處於其他模塊中時，
可以通過 －〉 命令返回到集成環境入口，
２．零件建模
通過“開始”－〉“建模”進入該模塊。在此模塊環境下可以進行產品零件的三維
實體特徵建模，建模模塊也是其他應用模塊的基礎。
３．鈑金
可通過“開始”－〉“鈑金”進入該模塊。該模塊提供了基於參數，特徵方式的鈑金零件建模功能，
並提供對模型的編輯和零件的製造，以及對鈑金模型的展開和摺疊等模擬操作。
４．製圖
通過“開始”－〉“製圖”進入該模塊。在該模塊中可以完成平面工程圖的所有功能，
可以從已建立的三維模型自動生成平面工程視圖。
此外，還可以利用曲線功能繪製平面工程圖。
５．裝配
通過“開始”－〉“裝配”進入該模塊。
６．外觀造型設計
通過“開始”－〉“外觀造型設計”進入該模塊。該模塊主要用於提供概念
設計階段的創造性和設計環境，以方便設計者的需求。
７．高級仿真
通過“開始”－〉“高級仿真”進入該模塊。
８．運動仿真
通過“開始”－〉“運動仿真”進入該模塊。該模塊提供了機械運動系統的虛擬樣機，
可以對機械系統的大位移複雜的運動進行建模、模擬等。此外還可以對零件進行靜態、
動力學等分析。輸出圖片，動畫，影片，電子表格等。
９．加工
通過“開始”－〉“加工”進入該模塊。該模塊主要用於數控加工模擬以及自動編程，可以進行二軸、二軸半銑削，三軸到五軸的加工，可以完成數控加工的全過程，還可以使用線切割等加工。此外，還可以根據加工機床控制器的區別來定製後處理程序，使指令文件直接應用到特定的數控設備，不需要修改指令也可以進行加工。
10．注塑模嚮導
主要採用過程嚮導技術來優化模具設計流程，基於專家經驗的工作流程，自動化的模具設計和標準模具庫，指導注塑模具的完成。
11。用戶界面樣式編輯器
該模塊主要用於二次開發，用於構造UG風格對話框的用戶設計界面，其中的各工具的使用在幫助文件中都可以查到。
還有其他一些應用模塊，如：設計仿真等，可以通過“開始”－〉“所有應用模塊” 選擇需用模塊可以進入。
１.4 定製工具欄
工具欄為用戶操作提供了許多方便，但是在應用模塊中，UG系統只顯示默認的工具欄圖標設置。現在通過定製工具欄，就可以根據自己的習慣和愛好來定製一個具有獨特風格的工具欄。
單擊菜單“工具”－〉“定製”選項，或在工具欄空白處的任意位置單擊鼠標右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇“定製”選項，如圖1-10所示。工具欄分：工具條、命令、選項、佈局和角色幾個選項標籤，每個標籤對應著不同的選項。根據不同需要進行工具欄的定製。
完成後單擊“關閉”按鈕，即可完成工具欄的定製 。
工具條
主要用於設置顯示或隱藏某些工具欄、新建的工具欄以及定製的工具欄文件。通過按鈕可以實現工具條的開啟和關閉。點擊“重置”按鈕，可以恢復系統的默認設置。通過“加載”按鈕可以加載自己定製的工具欄文件。
命令
主要用於設置顯示或隱藏某些工具欄中的圖標命令。如圖1-12所示，在“類別”中找到需要添加命令的工具欄，然後在“命令”中待添加的命令，將該命令拖放到工作窗口的相應工具欄即可。對於工具欄上不需要的命令圖標，可以直接拖出來，命令圖標也可以拖放到菜單欄的下拉菜單中。
選項
主要用於設置是否顯示完整的菜單，設置系統默認的菜單，工具欄和菜單欄圖標的大小等，如圖1-13所示。設置方法很簡單，這裡就不說明了。完成後單擊“關閉”按鈕，即可完成工具欄的定製。
佈局
包括“當前應用模塊”的保存佈局和重置設置，提示欄狀態欄位置，停靠優先級和選擇條位置等設置。如圖1-14所示。
角色
用戶可以根據具體的要求來創建或加載角色，可以根據的需要建立屬於自己的角色 。
第2章 UG曲線設計技術
本章主要介紹曲線的創建與編輯等操作，並通過應用實例詳細講解繪製曲線的基本工具及使用方法。
本章學習的主要內容包括:
基本直線的創建：包括直線、圓弧後圓的繪製。
二次曲線的創建，介紹橢圓、拋物線、雙曲線的創建方法。
常用曲線的創建：包括多邊形、樣條曲線、螺旋線以及規律曲線的創建。
常用曲線的編輯：包括編輯曲線參數、裁剪曲線、裁剪角、分割曲線等操作。
實例訓練
本章所用的工具條如圖2-1曲線工具條以及圖2-2編輯曲線工具條。
2.1 點
點是UG造型中最基本的結構，在一般情況下，可以直接使用已經存在的點，如曲線的端點，曲線與曲線的交點等等。
只有在有特殊需要的情況下才會單獨創建點。打開菜單命令“插入”→“基準/點”→“點”命令，系統彈出如圖所示的點構造器對話框。
點集
點集基本概念:
打開菜單命令“插入”→“基準/點”→“點集”命令，系統彈出如圖所示的“點集”對話框。
曲面上的百分點
面（B曲面）極點
2.2 直線
直線功能是用於迴轉兩點之間的空間連續線段，或者用於以其他限制凡是決定的空間連續線段，直線的創建有兩中方式。
第一種是基本曲線中的創建直線命令，打開菜單命令“插入”→“曲線”→“基本曲線”打開如圖所示的 “基本曲線”對話框。
在“基本曲線”對話框中，選擇“直線”工具選項按鈕，繪製直線的方法有兩種：一是利用“跟蹤欄”來繪製直線，如圖所示；二是利用“點構造器”來繪製直線。
第二種是一種用於要求比較高的場合，打開菜單命令“插入”→“曲線”→“直線”命令，彈出如圖所示的創建直線對話框。
在對話框中，創建直線有三個步驟，每一個步驟用戶根據自己的需要選擇直線約束的條件，然後創建直線。
第一個步驟的下拉菜單是“自動判斷”、“起點位置-點”、“起點位置-相切”；
第二個步驟的下拉菜單是“自動判斷”、“終點位置-點”、“終點位置-相切”；
2.3 曲線和圓弧
曲線和圓弧是曲面的基礎，後面可以通過迴轉或者拉伸，以曲線或者圓弧為基準，作出用戶所需的曲面或者表面為曲面的實體。曲線包括：橢圓、拋物線和雙曲線。
打開菜單命令“插入”→“曲線”→“基本曲線”，打開如圖2-16“基本曲線”對話框，
圓弧的生成方式有兩種：
起點，終點，圓弧上的點：即三點繪製圓弧的方法。
利用這種方式可以生成通過三個點的弧，或通過兩個點並與選中對象相切的弧，與弧相切的對象不能是拋物線、雙曲線或樣條。（可以選擇其中的某個對象與完整的圓相切）
中心，起點，終點：利用圓心，以及起點、終點來繪製圓弧。
繪製圓弧的方法同直線，即利用“跟蹤欄”的選項來繪製圓弧，另一個就是利用“點構造器”來繪製圓弧。
2.3.1 倒圓角
打開菜單命令“插入”→“曲線”→“基本曲線”，在“基本曲線”對話框中，選擇“圓角”圖標按鈕，曲線倒圓對話框以如圖所示
“簡單圓角”：在一個平面內兩條非平行的直線之間生成圓角。通過輸入半徑來確定半徑大小。生成圓角後，直線將被修剪且與圓弧相切。生成的圓角與直線的選擇位置有關，要同時選擇兩條直線，必須以同時包括兩條直線的方式放置選擇球。如圖所示。
“兩曲線倒圓”：在兩條曲線（點、直線、圓、樣條等）構造一圓角，兩條曲線間的圓角沿逆時針方向從第一曲線到第二曲線生成的圓角。通過這種方式生成的圓角同時與兩直線相切。
“三曲線倒圓”：在三條曲線間生成圓角。三條曲線可以是點、線、圓弧、二次曲線、樣條等。三條曲線倒出的圓角沿逆時針方向從第一曲線到第三曲線生成圓角。該圓角是按照圓弧中心到所有三條曲線的距離相等的方式構建的。三條曲線可以不在同一平面內。
2.3.2 橢圓
打開菜單命令“插入”→“曲線”→“橢圓”或在草圖界面環境下選擇“插入”→“橢圓”命令。在彈出的“點構造器”對話框中選擇橢圓放置點，之後彈出如圖所示的“橢圓”對話框。
橢圓創建的操作流程如下：
Step1：單擊菜單“插入”→“曲線”→“橢圓”命令，或單擊工具欄中的“橢圓”圖標按鈕，系統彈出“點構造器”對話框。
Step2：利用“點構造器”，在繪圖區指定一點作為橢圓的中心點，隨後系統彈出“橢圓”參數設置對話框。
Step3：在“橢圓”參數對話框中，輸入相關參數，單擊“確定”按鈕，完成橢圓的創建。
2.3.3 樣條曲線
選擇菜單“插入”→“曲線”→“樣條”命令，或單擊工具欄中的“樣條”圖標按鈕，系統彈出“樣條”對話框,如圖所示。
2.4 曲線編輯
曲線編輯概述:
當曲線創建完成之後，有時侯還需要對曲線進行修改和編輯。修改的細節特徵很多，主要包括：曲線編輯包括編輯曲線參數、修剪曲線、修剪角、編輯圓角、拉伸曲線、光順曲線共6項內容，是UG5.0軟件在非草繪狀態下對曲線進行編輯的基本工具。
一般情況下，對曲線進行編輯操作的方法有兩種：
方法一：利用工具條法。利用圖示的“編輯曲線”工具條，
進行對曲線的編輯。
方法二：菜單命令法。單擊菜單“編輯”→“曲線”命令，
彈出如圖所示的“編輯曲線”對話框。利用該對話框可以
執行編輯曲線的操作。
2.4.1 編輯曲線參數
利用“編輯曲線參數”可以實現以下編輯功能：對直線、圓弧/圓進行平移拖動；延長或拉伸直線、圓弧；將圓弧變成整圓；修改圓弧/圓的位置與半徑等操作。
“編輯曲線參數”的操作流程：
Step1：單擊“編輯曲線參數”圖標按鈕，彈出如圖所示的“編輯曲線參數”與“跟蹤欄”對話框。
Step2：選擇對象或其端點（圓/圓弧等），
系統彈出“編輯圓/圓弧”對話框，如圖所示。
利用該對話框可以直線對圓弧的相關操作。
2.4.2 修剪曲線
在“編輯曲線”工具條中，單擊“修剪曲線”圖標按鈕，彈出如圖所示的“修剪曲線”話框。
2.4.3 修剪角
在“編輯曲線”工具條中，單擊“裁剪角”圖標按鈕，彈出“裁剪角”對話框，如圖所示。
操作流程如下：
Step1：單擊“編輯曲線”工具條中的“修剪角”圖標按鈕，彈出“修剪角”對話框，如圖所示。
Step2：若將光標移到修剪對象的被移除端——右側處，單擊鼠標左鍵（MB1），彈出“修剪角”提示框，單擊。結果如圖
Step3：若將光標移到修剪對象的被移除端——下端，單擊鼠標左鍵（MB1），單擊。結果如圖2-42所示。
2.4.4 分割曲線
在“編輯曲線”工具條中，單擊“分割曲線”圖標按鈕，彈出“分割曲線”對話框，如圖所示。
“分割曲線”對話框中的“類型”選項及含義如下：
等分段：單擊該按鈕，系統提示要選擇對象——曲線，當選定好對象後，輸入等分數，再單擊“確定”按鈕，該選定的對象曲線將被自動均勻等分。
按邊界對象：利用邊界對象來分割曲線。系統提供的工具有：點構造器、直線子功能、平面/面。
圓弧長段數：首先設置分段的弧長，則段數為曲線總長除以分段弧長所得的整數，不足分段弧長部分劃歸為尾段。
在結點處：該命令只對樣條曲線有效，具體的做法是：在曲線的控制點處將樣條曲線分割成多段線。
在拐角上：該命令也只對樣條曲線有效。具體的做法是：在曲線的拐角即一階不連續點處，將樣條分割成多段線。
2.5 補正曲線
曲線補正一般稱為曲線偏置，打開菜單命令“插入”→“來自曲線集的曲線”→“偏置”命令，系統彈出偏置曲線對話框如圖所示
選擇需要偏置的曲線，單擊“確定”按鈕。
在偏置根據後面的下拉列表裡有“距離”、“草圖”、“規律控制”和“3D軸向”四個選項，當選擇的是“距離”、“草圖”或“3D軸向”時，大致的操作都差不多，只要在上圖所示的區域中設置參數。
2.6 橋接曲線
在做UG造型的時候，有時兩條曲線不相連，需要用戶創建一條曲線，使兩條原始曲線光滑過渡。橋接曲線功能用一樣條曲線連接兩條曲線或邊緣，樣條曲線魚兩個輸入曲線相切連續或曲率連續。
打開菜單 “插入”→“來自曲線集的曲線” →“橋接” 命令，系統彈出如圖所示的橋接曲線對話框。
在對話框中“選擇步驟”欄目下，有幾個步驟，分別是“起點對象”、“端部對象”、“橋接曲線屬性”和“約束面”
前面兩個是必選選項，後面兩個是輔助選項，可設定也可不設定。創建橋接曲線的步驟如下：
第一步，選擇需要被橋接的曲線的其中一條作為起點對象；
第二步，選擇需要被橋接的曲線的另外一條作為端部對象；
第三步，如果有特殊要求，則要選擇一條曲線作為參考線，或者選擇一個曲面作為約束面，來約束曲線的方向。
第四步，設置橋接曲線對話框中，下面幾個欄目的參數，使生成的樣條曲線達到更好的連接兩條曲線。
如果在關聯輸出前面打勾，則原有曲線發生改變時，橋接的曲線也會發生改變，如果把勾去掉，則相互不會影響。設置參數完成後，單擊“確定”或“應用”按鈕，即可完成橋接曲線的操作。
2.7 曲線投影
曲線投影功能能夠實現將曲線或者點按照一個設定的方向，投影到現有曲面、平面或者基準面上。如果投影生成的曲線或者點集與現有面上的空或者邊緣相交時，則曲線或者點集會被孔或者邊緣剪切。
打開菜單命令“插入”→“來自曲線集的曲線” →“投影”，系統彈出如圖所示的曲線投影對話框。
在曲線投影對話框中有兩個步驟，分別是“要投影的曲線或點”以及“要投影的對象”。
先單擊選擇一個曲線、實體邊緣或者點，作為被投影的對象；單擊鼠標中鍵跳到“要投影的對象”或者直接單擊 按鈕，選擇一個已有的面，或者使用如圖所示的“平面方法欄目”後面的下拉列表創建一個基準面，曲線、實體邊緣或者點將投影到其上。
在“方向”欄目後面的下拉列表中，有5個選項，包括“沿面的法向”、“朝向點”、“朝向直線”、“沿矢量”、“與矢量所成的角度”。用戶可以根據需要選擇其中的一個作為投影的方向。
後面的“曲線擬合”以及“連接曲線”屬於高級選項，一般情況只有使用系統默認的即可。
單擊“確定”或者“應用”按鈕，完成投影曲線的操作。
2.8 簡化曲線
簡化曲線就是將一條曲線或者一組曲線用圓弧和直線的組合來逼近，可以將高次方曲線降成二次或一次方曲線。
打開菜單命令“插入”→“來自曲線集的曲線” →“簡化”，系統彈出如圖所示的簡化曲線對話框。對話框中有三個選項：
1、“保持”，單擊該按鈕後，進行簡化曲線操作，簡化曲線完成之後原有曲線不發生任何改變。
2、“刪除”，單擊該按鈕後，進行簡化曲線操作，簡化曲線完成之後原有曲線將會被系統自動刪除。
3、“保持”，單擊該按鈕後，進行簡化曲線操作，簡化曲線完成之後原有曲線將會被系統自動隱藏。
2.9 本章小結
本章主要介紹曲線的創建與編輯等操作，並通過應用實例詳細講解繪製曲線的基本工具及使用方法。本章的知識點包括：
基本直線的創建：包括直線、圓弧、圓的繪製。
二次曲線的創建，介紹橢圓、拋物線、雙曲線的創建方法。
常用曲線的創建：包括多邊形、樣條曲線、螺旋線以及規律曲線的創建。
常用曲線的編輯：包括編輯曲線參數、裁剪曲線、裁剪角、分割曲線等操作。
通過本章的學習，能夠使讀者掌握並運用所學知識，進行基本曲線的繪製及編輯能力，為以後更好地學好草繪、三維建模等知識打下了良好的基礎。
第3章 UG曲面設計技術
本章主要介紹曲面的造型功能和曲面編輯功能，從曲面的創建、編輯修改到成形的一連串的命令。曲面的構建方法一般會因為需要的得到的面和已有的條件而各不相同，功能強大，使用方便，全面地掌握和正確的、合理的使用UG曲面模塊是用好UG的一個重要體現。複雜的實體的建立是無法離開曲面的構建的。本章重點內容如下：
通過點建面
通過點雲建面
掃描曲面
橋接曲面
N邊曲面
熔合面
修剪面
曲面延伸
曲面補正
本章內容涉及的工具菜單命令
3.1 通過點建面
通過點曲面 功能，是通過幾組比較規則的點串，創建一張通過這些點的曲面。如果所選擇的點有一些異常點，那麼曲面也會有異常。
單擊“曲面”工具欄的按鈕，或選擇“插入”→“曲面”→“通過點”命令。彈出如圖所示的“通過點”對話框。
在“補片類型”下拉列表中有“多個”和“單個”兩個選項，表示補片的曲面是由一個還是多個曲面參數方程表達。
打開“沿…向封閉”下拉列表，可以選擇“兩者皆否”、“行”、“列”和“兩者皆是”四個選項。這表示了將要生成的曲面在U、V兩個方向是否閉合的4種情況。
在“行階次”中輸入U向的階次，可以為多面體指定行階次，默認的值為3，對於單面體，系統行階次從點數最高的行開始。
在“列階次”中輸入V向的階次。可以為多面體指定列階次，默認的值為3，對於單面體，系統列階次為指定行的階次數減一。
完成設置後單擊“確定”按鈕，系統彈出如圖所示的“過點”對話框。用戶可以利用該對話框選取定義點。
3.2 通過點雲建面
從點雲曲面功能可以在一群無序的點雲上以設定的階數建立一張擬合曲面，所建立的曲面會盡量逼進所選擇的點雲。
單擊“曲面”工具欄中的“從點雲”按鈕，或選擇“插入”→“曲面”→“從點雲”命令。系統就會彈出如圖所示的“從點雲”對話框。
3.3 掃描曲面
掃描曲面的基本概念
掃描曲面也稱掃掠，選擇幾組曲線作為截面線，沿著導引線移動，經過的空間構成的曲面，導引線和截面線都可以不只一組。
單擊工具欄上的”掃掠”按鈕，系統彈出如圖的已掃掠對話框。
可以選擇上面的四個導引線或截面線的形式，在選取導引線或截面線，也可以直接選取導引線或截面線，由系統自動判斷，一般情況下都可以自動判斷，如果結構比較複雜，容易選錯，可以先選擇選項中要用的一個。
可以直接選擇，先選擇導引線，選一條，單擊一下鼠標中鍵，選最後一條後要單擊兩次鼠標中鍵，方可進入選擇截面線，如果只有一條導引線，就可以選導引線，直接單擊兩次鼠標中鍵。
導引線串選擇完成之後，進入截面線串的選擇，同樣是選一條單擊一次鼠標中鍵，選最後一條單擊兩次鼠標中鍵，截面線也可以是一條。
注意：選擇截面線串的時候要保持所有的截面線串的箭頭方向一致，否則曲面可能會扭曲或者根本不能形成曲面。
3.4 橋接曲面
橋接曲面功能是在兩張曲面之間建立一張過渡曲面，過渡曲面與兩張參考面之間可以保持相切或曲率連續。
單擊工具欄上的按鈕，打開如圖所示的橋接曲面對話框
先選擇主面，主面是必須選擇的參數，側面和側面線串可以不選。選擇主面要連續選擇兩個面作為主面。
注意：選擇主面的時候鼠標要靠近將要進行橋接的邊線的一側，選擇完成會出現一個箭頭，表示橋接的邊界及方向，要保持箭頭的方向一致。
側面數加上第一側面線串再加上第二側面線串總共不能超過兩個側面對象，可以選擇兩個側面作為側面對象，也可以選擇兩組側面線串或者一組側面線串加上一個側面作為側面對象。
注意：在選擇側面對象的時候要沿著主面的箭頭方向順次選取。
3.5 N邊曲面
N-邊曲面功能，可以選擇一組封閉的曲線或者曲面邊界，並且選擇一組曲面作為控制曲面，來構建一個過渡曲面。
單擊工具欄上按鈕，系統彈出如圖所示的N-邊曲面對話框。
在類型的欄目中有兩個選項“修剪的單片體”和“多個三角補片”，前者是在封閉的邊界上生成一張面片，後者是在在已經選擇的封閉曲線串中，構建一張由多個三角片組成的曲面，其中的三角面片相交於一點。
單擊“邊界面”按鈕，選擇一組曲面作為控制曲面，生成的曲面和控制曲面成曲率連續關係。
在對話框中的“UV方位”欄目中，含有3個選項，這3個選項對應了“選擇步驟”欄目中的後面三個步驟。只要在“UV方位”欄目中選了那個選項，“選擇步驟”欄目中的那個步驟才能生效。
這個時候選擇步驟中只有前兩個可以被使用。先單擊“邊界曲線”，選擇一組封閉的曲面。再單擊“邊界面”，選擇一組曲面作為控制曲面。單擊“應用”按鈕，打開如圖所示的形狀控制對話框。
在“中心控制”欄中，可以通過調整滑動條的位置賴改變曲面的形狀。單選框中選擇“位置”，可以控制N 邊曲面中心的位置；“傾斜”可以調整X、Y參數來改變XY平面的法矢，但不改變中心位置。
“中心平緩”欄中，可以調整N 邊曲面中心與邊界之間的豐滿度。
3.6 熔合面
熔合面是根據已有的曲面的變化規律將其他曲線、曲面或者自身擬合成一個比較光順的曲面。
單擊工具欄上的按鈕，系統彈出如圖所示的熔合面對話框
使用“曲線網格”的操作步驟：1、選擇一對相對的曲線作為主曲線；2、選擇另外一對相對的面作為交叉曲線；3、確定投影向量；4、選擇一個或者一組曲面作為目標面。
使用“B曲面”的操作步驟：1、選擇一個曲面作為驅動B曲面；2、確定投影向量；3、選擇一個或者一組曲面作為目標面。
使用“自整修”的時候，只要選擇一個曲面同時作為驅動B曲面和目標面，系統將自動生成一個新的光順的曲面。
3.7 修剪面
如果需要修改或者重新定義曲面的邊界，可以使用裁剪曲面功能，該功能可以以已有的曲線或曲面為邊界，修剪指定的曲面。
單擊工具欄上按鈕，彈出如圖所示的修剪的片體對話框。
操作步驟：
首先選擇一個曲面作為“目標片體”，如果是用一個對象投影到曲面上進行修剪，有時需要選擇“投影方向”，接著選擇一組曲線或者曲面，作為“邊界對象”，最後選擇曲面上被“修剪邊界”分割出來的區域的一塊。
在“區域”欄目中，選擇“保持”或者“捨棄”來決定是刪除還是保留被選擇的區域。
設置公差，單擊確定按鈕，完成曲面的修剪。
3.8 曲面延伸
延伸曲面功能，是在已經存在的曲面的基礎上，通過曲面的邊界或者曲面上的曲線進行延伸，擴大麴面。延伸曲面的方式主要有相切延伸、法向延伸、角度延伸、圓弧延伸以及規律延伸5種。
單擊“曲面”工具欄上的按鈕，進入如圖所示的延伸曲面對話框。
1、相切延伸
相切延伸功能，是以參考曲面的邊緣拉伸以個曲面，該曲面與參考曲面保持相切。相切延伸有兩種延伸方式，一種是按照固定長度進行延伸，另一種是按照曲面同方向衝動的百分比進行延伸。
2、法向延伸
法向延伸功能，可以根據參考曲面上的曲線建立一張垂直於參考曲面的曲面。
在如圖所示的對話框中選擇，彈出如圖所示的法向延伸對話框。
3、角度延伸
角度延伸和法向延伸類似，都是可以建立一張與參考曲面成一定角度的曲面。角度延伸可以創建與參考曲面成任意角度的曲面，法向延伸只能創建與參考曲面垂直的曲面，相切延伸只能創建與參考曲面成0度的曲面。因此，相切延伸和法向延伸都可以看出是角度延伸的特例
4、圓弧延伸
圓弧延伸是以參考曲面的邊界作為延伸的起始曲線，以參考曲面在延伸邊線出的曲率半徑為圓弧半徑，建立一種圓弧曲面。
5、規律延伸
規律延伸功能，可以從長度、角度兩個方面進行較複雜的曲面延伸，可以對參考曲面的等參數邊界進行延伸，也可對裁剪過的邊界進行延伸，還可以對曲面上的曲線進行延伸。
單擊工具欄上的 按鈕，彈出如圖所示規律延伸對話框。
3.9 曲面補正
偏置曲面功能，可以沿參考曲面的法向在指定的距離上生成一系列偏置曲面。已指定的距離稱為偏置距離，參考曲面也稱為基面。可以對多個曲面進行偏置，產生多個偏置曲面。
單擊“曲面”工具欄上按鈕，或選擇菜單“插入”→“偏置/比例”→“偏置曲面”命令，彈出如圖所示的曲面偏置對話框。
先選擇要偏置的面，然後設置偏置的數值和偏置的方向。所有的參數都會在如圖所示的對話框中顯示出來。
3.10 曲面編輯
3.10.1 曲面編輯概述
如果已經生成的曲面不能夠滿足要求，用戶可以根據需要在已有曲面的基礎上對曲面進行編輯。
曲面的主要功能包括移動定義點，參數裁剪/分割已經邊界和改變邊等。
曲面編輯工具欄如圖所示。
3.10.2 移動定義點
移動曲面定義點對曲面進行編輯是指更改單個或多個定義點的位置來實現對曲面幾何形狀的編輯。使用該功能操作時，系統顯示警告信息，指出該操作將從片體中刪除某些參數。
移動定義點功能，可以通過改變曲面上的單個或者多個控制點的位置達到改變曲面形狀的效果。
單擊“曲面編輯”工具欄上的按鈕，或選擇菜單“編輯”→“曲面”→“移動定義點”命令，系統彈出如圖所示的移動定義點對話框。
3.10.3 等參數裁剪/分割
等參數裁剪/分割功能可以根據曲面在U、V方向的百分比參數進行裁剪和分割。如果百分比數值在0－100之間，那麼就可以分割或裁剪一個曲面，如過百分比數值大於100或者小於0的時候就是延伸一個曲面
單擊“編輯曲面”工具欄上的按鈕，或選擇菜單“編輯”→“曲面”→“等參數修剪/分割”命令，彈出如圖所示的等參數修剪/分割對話框。
3.10.4 片體邊界和改變邊
改變邊界的功能可以使用不同的方法修改曲面的邊，還可以使邊變形以及填補曲面上的空缺。
單擊“曲面編輯”工具欄上按鈕，或選擇菜單“編輯”→“曲面”→“更改邊緣”命令，彈出如圖所示的改變邊對話框。
各選項簡單介紹如下：
“僅邊”：修改選中的邊線。根據具體的情況選擇不同的方式。
“邊和法向”：將選中的邊和法向與不同的對象相匹配。
“邊和交叉切線”：使選中的邊和它的橫向切矢與不同的對象相匹配。邊的橫向切矢是等參數曲線在端點出切矢，等參數曲線與邊在端點出相遇。
“邊和曲率”：為曲面提供階次該更高的匹配。強調曲面間的曲率連續。
“檢查偏差-不”：對“信息窗口”進行打開或關閉切換。當匹配兩個用於定位和相切的自由形式體時，提供曲面變形程度的反饋信息。
3.11 本章小結
本章主要介紹了曲面的造型功能和曲面編輯功能，從曲面的創建、編輯修改到成形的一連串的命令。在曲面創建和編輯的過程中要注意以下幾點：創建曲面的時候儘可能保證曲面簡單，太複雜則難以控制；在創建曲面的時候要注意選擇曲面的次序，如果次序顛倒則曲面容易扭曲；確定曲面的參數設置正確，尤其是連續參數。用戶可以進行適當編輯，以達到滿足實際的需要。
第4章 產品設計的專業知識
本章將介紹UG產品設計的一些專業知識，包括：塑料分類與特性、塑料常用材料、塑膠成形的加工工藝、產品設計的工藝技術以及一般流程。
4.1 塑料分類與特性
塑料是指以高聚物（樹脂）為主要成分，大多加有添加劑（如增強劑、填充劑、潤滑劑、色料等等）、且在加工過程中能流動成形的一類高分子材料。塑料通常分以下兩種：
（1）熱塑性塑料：在特定的溫度範圍內能反覆加熱熔融和冷卻硬化的一類塑料，如ABS、AS、PC、PP、PE、PS、POM等。
（2）熱固性塑料：在加熱或其他條件作用下能固化成不熔、不溶性物料的一類塑料，如酚醛塑料、環氧塑料、DAP塑料、氨基塑料等等。
塑料的特性通常是指塑料的使用性能、加工性能和技術性能。塑料的技術性能包括：物理性能、熱性能、力學性能、電氣性能和化學性能。不同的塑料有不同的特性，在設計時用不同的方法。
4.2 塑膠常用材料
塑膠材料種類較多，下面舉一些常用材料介紹。
1. ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
2．PA66 聚酰胺66或尼龍66
3．PBT 聚對苯二甲酸丁二醇酯
4．PC 聚碳酸酯
5．PC/ABS 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物
6. PC/PBT 聚碳酸酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯的混合物
7. PE-HD 高密度聚乙烯
8. PE-LD 低密度聚乙烯
9. PEI 聚乙醚
10. PET 聚對苯二甲酸乙二醇酯
11. PETG 乙二醇改性-聚對苯二甲酸乙二醇酯
12. PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯
13. POM 聚甲醛
14. PP 聚丙烯
15. PPE 聚丙乙烯
16. PS 聚苯乙烯
17. PVC （聚氯乙烯）
18. SA苯乙烯-丙烯腈共聚物
4.3 塑膠成形的加工工藝
1．壓縮成形
壓縮成形法是歷史最悠久的塑膠成形法。是PF、MF、UF等熱硬化性塑膠的代表性成形法，此方法的特色是：（1)設備費低；（2)可成形任何塑膠材料；（3)材料損失少。其成形過程如圖所示。
2．轉移成形
像以前常見的插座，發現其中埋有金屬片，此金屬片並非製得成形品後再加裝的，而是利用轉移成形將金屬片一起成形的。不過目前也因射出成形的實用化而被取而代之。其成形原理如圖所示。
3．射出成形
射出成形法廣泛用於熱可塑性塑膠的成形，是把粒狀的材料在加熱缸中加熱成流動狀態，再由噴嘴向模具中射出成形，等成形品冷卻固化再開模將成形品頂出。其成形過程如下圖所示。
射出成形的優點是加工效果良好，可成形任何塑膠材料及形狀複雜的成形品，且成形速度快，尺寸精度容易控制，是目前最普遍的塑膠成形法。
4．真空成形
真空成形是將熱可塑性薄板固定於模上，通過加熱器加熱軟化的塑膠薄板被真空吸著於模子而成形，真空成形的壓力為一大氣壓以下，所以基模子可用石膏、木材、熱硬化樹脂等，大量生產時用金屬模子。
這種成形的優點在於模子的製作省時又省錢，因此以薄板製造大型品時比射出成形更有利。通常用於硬質PVC、HIPS、ABS等，成形招牌、冰箱內箱、一次性口懷、冰淇淋杯的容器等。
5．其它成形工藝
其他成形工藝還有如下一些：
纏繞成形與噴射成形
板、片成形
層壓成形
泡沫塑料成形
壓延與塗層
旋轉成形
吹塑成形
4.4 產品設計的工藝技術
4.4.1 注射模塑
注塑模塑是成型塑料製品的一種重要方法。幾乎所有的熱塑性塑料及多種熱固性都可用此方法成型。在此只簡要介紹注射模塑的基本過程。注射成型機的基本操作步驟如下：
（1）塑化：將塑料加熱，熔融塑化，並將熔體中的氣體排出。
（2）注射：在壓力驅動下將熔體注入閉合的模具中，塑料在模腔內硬化。
（3）保壓：在壓力作用下保持一段時間，以防熔體迴流，並且補償在硬化器件熔體體積的減小。
（4）冷卻：冷卻製品直到完全硬化。
（5）脫模：打開模具，頂出模塑製品；再合模，開始下一循環。
4.4.2 避免側孔與側凹
通常，塑件的內外表面形狀應設計得容易成形與脫模，以防止採用複雜得瓣合模和側抽芯機構，因此塑件設計應儘量避免有側孔與側凹。不是所有的設計都能製作生產出來，設計者應儘可能地瞭解產品的生產製作過程，以避免設計與現實脫離，表中為一些典型示例。
帶有側孔與側凹的塑件設計示例
4.4.3 脫模斜度
為了便於塑件從模腔順利脫模或抽芯，塑件設計時必須考慮到內外壁面應有足量的脫模斜度。最小脫模斜度與塑料性能、塑件幾何形狀有關。表中列出若干材料單邊脫模斜度的推薦值。
常用塑料件脫模斜度最小值
4.4.4 塑件壁厚
合理確定塑件壁厚十分重要。塑件壁厚受使用要求、塑件性能、塑件幾何尺寸與形狀以及成形工藝等眾多因素制約。塑件各部分壁厚應均勻一致，切忌突變與截面壁厚懸殊設計。塑件壁厚一般在1~6mm範圍內，常用值為2~3mm，通常隨塑料品種及塑料大小而定。熱塑性塑料件最小壁厚及推薦壁厚如下表所示。
常用塑料件最小壁厚及推薦值
常用塑料件壁厚設計實例
4.4.5 加強筋
為使塑件既有一定的強度和剛性，又不致使塑件截面過厚，以防止產生成形缺陷，有效的方法是在塑件適當的部位設置加強筋或增設防止變形的結構。加強筋不僅可以塑件變形，而且有利於改善塑件成形的充模狀況。增加加強筋後，可能在背面產生縮紋。但是隻要尺寸設計得當，就可以避免。加強筋的設計相關尺寸如圖所示，防止變形設計的相關結構如圖所示。
4.5 產品曲面的設計方法與原則
1．UG構建曲面的方法
在UG NX 5.0系統中構建曲面的方法有：
（1）以點為基礎的構建方法。可以由點，極點或點雲來構建曲面，通過點雲構建的曲面比較光滑一些，但是與原始的數據點之間會有一定的誤差。這種由點生成的曲面是非參數化的，即生成的曲面與原始構造點不關聯，當構造點編輯後，曲面不會產生關聯性的更新變化。
（2）以曲線為基礎的構建方法。這類曲面是全參數化，在UG中稱為全參數片體。這類曲面是和曲線緊緊關聯的，如構建曲面的曲線被編輯或修改後，曲面會自動更新，便於曲面的調整和修改。主要用於大面積的主要曲面構造。
（3）以曲面為基礎的構建方法。這些方法大多用來聯接曲面與曲面之間的過渡，稱為“過渡曲面”。這類曲面多數是參數化的，如通過截面、橋接和偏置等方法創建的曲面。
（4）以曲線和曲面為基礎的構建方法。根據已有的曲面和曲線創建一個與已有曲面相聯接的曲面。
2．曲面創建的一些基本原則
UG曲面創建一些基本原則如下：
（1）用於構造麴面的曲線儘可能簡單，曲線階次數小於3。
（2）用於構造麴面的曲線要保證光順連接，避免產生尖角，重疊和交叉等。
（3）曲面的曲率半徑儘可能大，否則將造成加工的困難。
（4）避免構造非參數化特徵。
（5）若有測量的數據點，應先生成曲線，在利用曲線構造麴面。
（6）根據不同的曲面特點合理使用各種曲面構造方法，
（7）面與面之間的倒角過渡儘可能在實體上進行。
4.6 產品曲面設計的一般流程
UG曲面的構建方法一般會因用戶需要得到的面和已有的條件不同而各不相同，但總體說來，都應遵循以下創建曲面的一般流程：
（1）首先，根據產品的外形要求建立用來構建曲面的邊界曲線。
可以根據已知點創建樣條曲線，或者根據已有的曲面的邊界曲線。
（2）然後通過曲面構建的方法創建曲面。
一般來說，對於簡單的曲面，可以一次性完成建模。
而實際產品的形狀往往比較複雜，都很難一次性完成。對於複雜的曲面，首先應該採用曲面構造的方法生成主要的或大部分的曲面片體，然後通過曲面的過渡連接，光順處理，曲面的編輯等方法完成產品的整體造型設計。
4.7 本章小結
本章主要介紹了一些塑料產品材料與工藝，以及產品曲面設計的準則和一般流程。其中對常用材料與工藝技術進行了重點介紹。這些都是比較專業的內容，讀者學習掌握這些內容，可以熟悉UG曲面設計的工藝、方法、規劃和一般流程，為以後的設計做好專業準備。
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