本书是根据高职教育的特点，以能力培养为基础，在总结各院校多年来机械制图课、专业课和计算机辅助绘图教学的基础上编写的。其指导思想是以培养学生的计算机绘图能力为基础，以提高实际应用能力为核心，以实现工程设计表达和分析应用为目标，强化绘图能力。它是工科院校中一门既有理论又有实践的重要课程。作为适应高等职业技术教育的教材，本书有以下特点。

　　(1) 本书贯彻了*的《机械制图》国家标准。结构和内容以形成职业能力为目标，着重提高学生的分析与应用能力，整体内容由浅入深，融课堂教学与自学于一体。遵循”必须、够用”的原则，选择教学内容。

　　(2) 本书立足于基本概念和操作，配以大量具有代表性的实例，便于学生进行大量的训练，使得本书内容具有专业性强、操作性强、代表性强的特点。

本书全面、系统地介绍了UG NX 8.5软件的应用技术。

全书共13章。第1章对UG NX 8.5的特点、界面和基本操作进行了介绍。第2～7章为实体建模部分，分别介绍了体素特征、草图、扫描特征、成型特征与参考特征、特征操作与特征编辑等实体建模和编辑的方法。第8章通过多个范例介绍了实体建模中各种特征的综合应用。第9章介绍了装配建模的方法、装配爆炸图的生成和编辑，以及拆装顺序的创建方法。第10～12章为工程制图部分，分别介绍了视图、剖视图的创建，以及图纸标注的方法。第13章主要介绍了UG NX 8.5 中的CAM功能，包括UG NX 加工模块的用户界面、加工环境设置、刀具的选择与定义、刀具轨迹的生成等内容。

本书讲解通俗易懂、图文并茂，可作为高等院校机械类各专业学生的教材，也可作为工程技术人员学习UG的自学教程和参考书籍。

前    言

　　Unigraphics NX(简称UG NX)是美国UGS 公司推出的CAD/CAE/CAM软件，可为制造业产品开发的全过程提供解决方案。其功能包括概念设计、工程设计、性能分析和制造等，广泛应用于汽车、航天航空、机械、电子产品和医疗仪器等行业。

　　本书是根据高职教育的特点，以能力培养为基础，在总结各院校多年来机械制图课、专业课和计算机辅助绘图教学的基础上编写的。其指导思想是以培养学生的计算机绘图能力为基础，以提高实际应用能力为核心，以实现工程设计表达和分析应用为目标，强化绘图能力。它是工科院校中一门既有理论又有实践的重要课程。作为适应高等职业技术教育的教材，本书有以下特点。

　　(1) 本书贯彻了的《机械制图》国家标准。结构和内容以形成职业能力为目标，着重提高学生的分析与应用能力，整体内容由浅入深，融课堂教学与自学于一体。遵循”必须、够用”的原则，选择教学内容。

　　(2) 本书立足于基本概念和操作，配以大量具有代表性的实例，便于学生进行大量的训练，使得本书内容具有专业性强、操作性强、代表性强的特点。

　　本书在编写过程中得到长期从事技术工作的内蒙古一机集团高级工程师梁立叶同志参与编写并提出指导意见，为校企合作教材开发融入了企业元素，也为力争培养符合企业需求的实用性技术人才提供了重要保障。

　　本书由包头职业技术学院邓俊梅、刘瑞明主编，祁晨宇、尹亮、袁媛、梁立叶(内蒙古一机集团)任副主编，包头职业技术学院王靖东任主审。

　　本书适合高等职业技术教育学院机械类和近机类相关专业使用，也可供相关工程技术人员参考。

　　本书在编写过程中参考了兄弟院校老师编写的有关教材及其他资料，也得到了有关院校领导和同行的大力支持，在此表示衷心感谢！

　　由于编者水平有限，书中难免存在错误和欠妥之处，敬请读者批评与指正。

　　编  者  

第3章  草    图

　　本章介绍草图管理、草图曲线、草图操作、草图约束和草图参数设置等内容。

　　草图是与实体模型相关联的二维模型，一般作为三维实体模型的基础截面，以特征形式存在。在UG NX中，可以在三维空间的任何一个平面中建立草图平面，并在该平面内绘制草图。

　　草图中的图形对象可以通过几何约束与尺寸约束控制。应用草图工具，用户可以绘制近似的曲线轮廓，在添加精确约束之后，就可以精确表达设计意图。建立的草图还可以用实体造型工具进行拉伸、旋转和沿轨迹扫描等操作，生成与草图相关联的实体模型。修改草图时，关联的实体模型也会自动更新。

3.1  草 图 管 理

3.1.1 
创建草图

　　创建草图包括建立草图附着平面、选择水平参考方向及命名草图。

　　选择”插入”→”在任务环境中绘制草图”菜单命令或单击”特征”工具条中的”在任务环境中绘制草图”按钮，打开”创建草图”对话框，如图3-1所示。

　　对话框中有关选项说明如下。

　　1. 类型

　　类型是指草图的放置位置，有”在平面上”和”基于路径”两种，如图3-2所示。”在平面上”类型创建的草图将放置在一个平面上，可以是零件的表面或者是基准平面。”基于路径”类型是指将草图平面放置在一条曲线上。

　　2. 草图平面

　　草图平面的创建类型有如图3-3所示的4种，一般情况选择”自动判断”，然后选择要放置草图的平面或基准平面即可。

3. 草图方向

　　”草图方向”栏用来设置草图是水平参考方向还是竖直参考方向，如图3-4所示。

　　　　　图3-1  “创建草图”对话框                      图3-2  草图放置类型

　　4. 草图原点和设置

　　”草图原点”栏用来设置草图的原点位置，即进入草图后标注尺寸时的参考位置，如图3-5所示。选中”设置”栏中的”投影工作部件原点”复选框，既进入草图后，系统会自动选取零件原点在草图上的投影点作为草图原点，这也是大部分情况下推荐使用的设置。

　　图3-3  草图平面创建类型           图3-4  草图方向             图3-5  草图原点和设置

　　在”草图平面”栏的”平面方法”下拉列表中选择”创建平面”，在”指定平面”下拉列表框中选择XC-YC基准平面，后单击”确定”按钮进入草绘环境，如图3-6所示。

图3-6  草图绘制环境

如图3-6所示的草图绘制环境显示了系统默认的草图名称，如SKETCH_000、SKETCH_001等。用户可以在”草图名”文本框中输入草图名称，否则系统将使用默认的名称。

 提示：  定义草图名称时，个字符必须是字母，且系统会将输入的名称改为大写。

　　单击下拉列表框右侧的下拉按钮，系统会弹出草图列表，其中列出了当前部件文件中所有的草图名称。

 提示：  同一个部件文件只允许一个草图是激活的。在草图列表中激活选择的草图，使其成为当前工作草图，则原工作草图自动退出工作状态。

　　综上所述，新建草图的过程如下。

　　(1) 单击”特征”工具条中的”在任务环境中绘制草图”按钮。

　　(2) 在弹出的”创建草图”对话框中选择附着平面。

　　(3) 单击”确定”按钮，进入草图绘制环境。

　　(4) 在草图绘制环境中，可以重命名草图，以及编辑曲线图形。

3.1.2 
编辑草图

　　切换已有草图的方法如下。

　　(1) 单击”特征”工具条中的”在任务环境中绘制草图”按钮，进入创建草图模式，”草图”工具条被激活；单击草图名称下拉列表框右侧的下拉按钮，弹出下拉列表中列出了现有草图的名称，单击草图名，就可以进入该草图进行编辑，如图3-7所示。

　　(2) 在部件导航器的特征树中双击草图名称，可激活所选草图进行相关的草图操作，如图3-8所示。

　　(3) 在绘图区用鼠标捕捉草图轮廓线，右击，选择”可回滚编辑”命令后，进入该草图进行相关编辑操作，如图3-9所示。

　　　　图3-8  在部件导航器中激活草图                  图3-9  在绘图区激活草图

3.2  草图曲线及草图操作

3.2.1 
草图曲线

　　在草图环境中可以绘制各种曲线。绘制草图曲线，可以通过”插入”菜单或如图3-10所示的”草图曲线”工具条来实现。

图3-10  “草图曲线”工具条

　　”草图曲线”工具条中各工具按钮的有关说明如下。

　　1. 轮廓

　　当需要绘制的草图对象是直线和圆弧首尾相接时，可以利用轮廓工具快速绘制。

　　选项和动态输入栏如图3-11所示。轮廓工具的默认绘制方式为直线。可以直接单击相应按钮来切换作图方式，也可以通过拖动鼠标来进行切换。在连续绘制模式下，从直线切换到圆弧方式或从圆弧切换为直线方式时，可以通过象限符号确定圆弧的产生方向。

　　如图3-12所示，在曲线产生方向上的两个象限①②表示相切区域，象限③④表示垂直区域。将光标放在某一个象限内，然后按顺时针或逆时针方向将光标移出象限，可以控制圆弧的方向。如果将光标从一个相切象限中移出，圆弧将以在端点处与直线或圆弧相切的方向延伸；如果将光标从一个垂直象限中移出，圆弧将以在端点处与直线或圆弧垂直的方向延伸。

　　如果圆弧的方向错误，需要预选直线或圆弧的端点，然后从正确的象限移出光标。绘制圆弧之后，系统自动切换为直线方式；如果需要连续绘制圆弧，可以使用鼠标右键双击轮廓工具选项中的圆弧按钮。

 提示：  利用象限符号控制圆弧的方向，仅适用于连续绘图模式。

图3-12  轮廓工具的象限符号

如图3-13所示为利用轮廓工具创建的图形。

图3-13  利用轮廓工具绘制草图

 提示：  在绘制曲线的过程中，将光标移动到某一曲线附近时会在光标附近显示捕捉方式。利用该捕捉方式，可以快速、准确地绘制曲线。各捕捉方式与”点构造器”对话框中各点的捕捉方式相同。

　　2. 直线

　　单一方式绘制直线，与轮廓工具中的直线功能相同。

　　3. 圆弧

　　单一方式绘制圆弧。有两种绘制方法：三点圆弧和圆心、端点圆弧。示例如图3-14所示。

图3-14  绘制”三点”圆弧和”圆心、端点”圆弧

　　4. 圆

　　圆的绘制包括两种方式：圆心和半径和三点圆。

　　5. 派生直线

　　(1) 偏置直线：选择一条基线，移动光标至需要的位置，再次单击左键放置直线。也可以输入偏置值。如果要从同一根基线偏置多条直线，需要按住 Ctrl 键来选择基线。

　　(2) 平行直线：依次选择两条平行线、可以在两条平行线中间创建一条与这两条直线平行的直线。

(3) 角平分线：依次选择两条非平行直线，可以在这两条直线之间创建一条角平分线。

　　6. 快速修剪

　　快速修剪工具可以修剪曲线至近的交点。当将光标置于曲线上时，系统会预览修剪结果。对于修剪操作，做以下几点说明。

　　(1) 可以直接删除没有与其他曲线形成交叉的曲线。

　　(2) 按住并拖动鼠标左键可以打开蜡笔工具，快速修剪多条曲线，与蜡笔轨迹相交的部分被修剪，如图3-15所示。

　　(3) 快速修剪能自动寻找相交边界，但可以使用Ctrl 鼠标左键选择新的曲线作为边界，此时自动边界功能失效。

　　7. 快速延伸

　　快速延伸工具用于延伸曲线至邻近的另一条曲线。其用法与快速修剪工具类似，但应注意，快速延伸曲线必须得到实际的交点，否则无效。曲线延伸一般自动创建”点在曲线上”约束。

　　8. 圆角

　　圆角工具用于在两条或三条曲线之间创建一个圆角，常用的是两曲线圆角。曲线倒圆角后自动创建相切和重合约束。圆角工具的选项如图3-16所示。

　　　　　　　　　　图3-15  快速修剪多条曲线                    图3-16  圆角工具的选项

　　(1) 修剪与不修剪效果，如图3-17所示。

　　(2) 移动光标可以预览圆角并决定其尺寸和位置，通过输入半径值指定圆角大小。

　　可以使用多种方式产生两曲线圆角。

　　(1) 选择交点，然后移动光标以改变圆角的尺寸或者圆角所在的象限，如图3-18所示。

　　(2) 分别选择两条曲线，移动光标以改变圆角的尺寸或者圆角所在的象限，如图3-19所示。

      
图3-17  圆角修剪与不修剪                      图3-18  选择交点方式

　　(3) 按住并拖动鼠标左键，使用蜡笔工具跨过两条曲线，圆角在释放鼠标左键后产生，
与条曲线的交点决定圆角的尺寸，如图3-20所示。

            
图3-19  选择两曲线方式                          图3-20  使用蜡笔工具

　　创建互补圆角：在预览圆角时，按Page Up/Page Down键可以切换互补圆角，也可以单击左键选择圆角工具选项中的”创建备选圆角”按钮来实现，如图3-21所示。

　　9. 矩形

　　通过单击”绘制矩形”按钮，打开如图3-22所示的”矩形工具条”选项，有以下3种创建矩形的方法，如图3-23所示。

　　(1) 按2点：通过两对角点绘制矩形，用坐标给定或者用指针直接选取两点创建矩形。

　　(2) 按3点：通过3点绘制矩形，用坐标给定或者用指针直接选取3点创建矩形。

　　(3) 从中心：先指定矩形中心点，然后通过给定宽度、高度和角度的值创建矩形。

                   图3-21  互补圆角                            图3-22  矩形选项工具

图3-23  绘制矩形的3种方式

　　10. 样条曲线

　　通过单击”艺术样条”按钮，打开”艺术样条”对话框，如图3-24(a)所示，创建效果如图3-24(b)、(c)所示。

　　11. 点

　　选择”插入”→”点”菜单命令或”草图曲线”工具条中的”点”按钮，打开”草图点”对话框，可以通过各种方式绘制点，如图3-25所示。

　　12. 椭圆

　　选择”插入”→”椭圆”菜单命令或单击”草图曲线”工具条中的”椭圆”按钮，打开如图3-26(a)所示的”椭圆””草图点”对话框，单击”中心”栏中的”点构造器”按钮，利用该对话框指定椭圆的圆心后，返回”椭圆”对话框，为椭圆设置参数后，单击”确定”按钮，绘制椭圆。椭圆的绘制方法如图3-26(b)所示。

　　　　　　　　　　图3-24  “艺术样条”对话框和艺术样条          图3-25  “草图点”对话框

图3-26  “椭圆”对话框和绘制的椭圆