3.1　NX实体特征设计简介

实体特征造型是NX三维建模的组成部分，也是用户进行零件设计最常用的建模方法。本节介绍NX实体特征设计基本知识和造型方法。

3.1.1　实体特征造型方法

特征是一种用参数驱动的模型，实际上它代表了一个实体或零件的一个组成部分。可将特征组合在一起形成各种零件，还可以将它们添加到装配体中，特征之间可以相互堆砌，也可以相互剪切。在三维特征造型中，基本实体特征是最基本的实体造型特征。基本实体特征是具有工程含义的实体单元，它包括拉伸、旋转、扫描、混合、扫描混合等命令。这些特征在工程设计应用中都有一一对应的对象，因而采用特征设计具有直观、工程性强等特点，同时特征的设计也是三维实体造型的基础。下面简单概述四种特征造型方法。

（1）拉伸实体特征

拉伸实体特征是指沿着与草绘截面垂直的方向添加或去除材料而创建的实体特征。如图3-1所示，将草绘截面沿着箭头方向拉伸后即可获得实体模型。

（2）旋转实体特征

选择实体特征是指将草绘截面绕指定的旋转轴转一定的角度后所创建的实体特征。将截面绕轴线转任意角度即可生成三维实体图形，如图3-2所示。

（3）扫描实体特征

扫描实体特征的创建原理比拉伸和旋转实体特征更具有一般性，它是通过将草绘截面沿着一定的轨迹（导引线）作扫描处理后，由其轨迹包络线所创建的自由实体特征。如图3-3所示，将草图绘制的轮廓沿着扫描轨迹创建出三维实体特征。

（4）混合实体特征

混合实体特征就是将一组草绘截面的顶点顺次相连，进而创建的三维实体特征。如图3-4所示，依次连接截面1、截面2、截面3的相应顶点即可获得实体模型。

3.1.2　NX实体设计用户界面

3.1.2.1　实体特征用户界面

启动NX10.0后首先出现欢迎界面，然后进入NX10.0操作界面，如图3-5所示。NX10.0操作界面友好，符合Windows风格。

UG NX基本界面主要由标题栏、菜单栏、工具栏、图形区、坐标系图标、命令提示窗口、状态栏和资源导航器等部分组成。

（1）标题栏

标题栏位于UG NX用户界面的最上方，它显示软件的名称和当前部件文件的名称。如果对部件文件进行了修改，但没有保存，在后面还会显示“（修改的）”提示信息。

（2）菜单栏

菜单栏位于标题栏的下方，包括了该软件的主要功能，系统所有的命令和设置选项都归属于不同的菜单下，他们分别为文件、编辑、视图、插入、格式、工具、装配、信息、分析、首选项、窗口和帮助的菜单。

● 文件：实现文件管理，包括新建、打开、关闭、保存、另存为、保存管理、打印和打印机设置等功能。

● 编辑：实现编辑操作，包括撤销、重复、更新、剪切、复制、粘贴、特殊粘贴、删除、搜索、选择集、选择集修订版、链接和属性等功能。

● 视图：实现显示操作，包括工具栏、命令列表、几何图形、规格、子树、指南针、重置指南针、规格概述和几何概观等功能。

● 插入：实现图形绘制设计等功能，包括对象、几何体、几何图形集、草图编辑器、轴系统、线框、法则曲线、曲面、体积、操作、约束、高级曲面和展开的外形等功能。

● 工具：实现自定义工具栏，包括公式、图像、宏、实用程序、显示、隐藏、参数化分析等。

● 窗口：实现多个窗口管理，包括新窗口、水平平铺、垂直平铺和层叠等。

● 帮助：实现在线帮助。

（3）图形区

图形区是用户进行3D、2D设计的图形创建、编辑区域。

（4）提示栏

提示栏主要用于提示用户如何操作，是用户与计算机信息交互的主要窗口之一。在执行每个命令时，系统都会在提示栏中显示用户必须执行的动作，或者提示用户的下一个动作。

（5）状态栏

状态栏位于提示栏的右方，显示有关当前选项的消息或最近完成的功能信息，这些信息不需要回应。

（6）Ribbon功能区

在仪表板设计器中，功能区包含一些用于创建、编辑和导出仪表板及其元素的上下文工具。它是一个收藏了命令按钮和图示的面板。它把命令组织成一组“标签”，每一组包含了相关的命令。每一个应用程序都有一个不同的标签组，展示了程序所提供的功能。在每个标签里，各种的相关的选项被组在一起。Windows Ribbon是一个Windows Vista或Windows 7自带的GUI构架，外形更加华丽，但也存在一部分使用者不适应，抱怨无法找到想要的功能的情形。

（7）坐标系图标

在UG NX的窗口左下角新增了绝对坐标系图标。在绘图区中央有一个坐标系图标，该坐标系称为工作坐标系WCS，它反映了当前所使用的坐标系形式和坐标方向。

（8）资源导航器

资源导航器用于浏览编辑创建的草图、基准平面、特征和历史记录等。在默认的情况下，资源导航器位于窗口的左侧。通过选择资源导航器上的图标可以调用装配导航器、部件导航器、操作导航器、Internet、帮助和历史记录等。

3.1.2.2　NX实体特征命令

（1）菜单命令

特征建模用于建立基本体素和简单的实体模型，包括块体、柱体、锥体、球体、管体，还有孔、圆形凸台、型腔、凸垫、键槽、环形槽等，相关命令集中在【插入】|【设计特征】菜单，如图3-6所示。

（2）功能区命令

特征建模在功能区中单击【主页】选项卡中【特征】组中的相关命令，如图3-7所示。

3.1.3　实体特征建模方法

3.1.3.1　轮廓生成实体特征

在机械加工中，为了保证加工结果的准确性，首先需要画出精确的加工轮廓线。与之相对应，在创建三维实体特征时，需要绘制二维草绘剖面，通过该剖面来确定特征的形状和位置，如图3-8所示。

在NX中，在草绘平面内绘制的二维图形被称作草绘截面或草绘轮廓。在完成剖（截）面图的创建工作之后，使用拉伸、旋转、扫描、混合以及其他高级方法创建基础实体特征，然后在基础实体特征之上创建孔、圆角、拔模以及壳等放置实体特征。

3.1.3.2　实体特征堆叠创建零件

使用NX创建三维实体模型时，实际上是以【搭积木】的方式依次将各种特征添加（实体布尔运算）到已有模型之上，从而构成具有清晰结构的设计结果。图3-9表达了一个【十字接头】零件的创建过程。

使用NX创建零件的过程中实际上也是一个反复修改设计结果的过程。NX是一个人性化的大型设计软件，其参数化的设计方法为设计者轻松修改设计意图打开了方便之门，使用软件丰富的特征修改工具可以轻松更新设计结果。此外，使用特征复制、特征阵列等工具可以毫不费力地完成特征的【批量加工】。

3.1.4　NX实体建模基本流程

以图3-10示例为例来说明NX建模的基本流程。

（1）零件分析，拟定总体建模思路

三维实体建模的总体思路是：首先对模型结构进行分析，根据各部分的相互依存关系分解为几个部分，然后依次建立各个部分的基本结构，然后基于基本结构进一步添加各个详细特征，并进行布尔运算为一个完整的模型。

首先对模型结构进行分解，分为以下几个部分：底座、后立板、凸台、凸耳和下肋板。根据总体结构布局与相互之间的关系，按照从下向上，从后向前依次创建各个部分，如图3-10所示。

（2）特征创建坚持先主后次（或主次交叉）原则

首先绘制基本实体特征（即零件的主要结构），再应用孔、加强筋成型特征（即孔和加强筋等特征也可交叉进行），最后修饰特征和变换特征，如图3-11所示。

（3）拟定各部分特征创建具体方案

各部分建模方法见表3-1。