1.1本课程的研究对象、任务及1.2Siemens NX软件1.3NX建模概念与过程2.1基本体的概念和构形2.2体素特征建立基本体2.3草图2.4扫描特征建立基本体2.5习题3.1组合体的组合方式与表面连接3.2组合体的形体分析3.3组合体的构形设计3.4组合体的尺寸标注3.5习题4.1构形设计第3章已经介绍了仿真粗加工的设计特征，下面介绍仿真精加工的特征操作1.1本课程的研究对象、任务及1.1.1本课程的研究内容1.1.2本课程的任务1.1.3本课程的学习方法1.1.2本课程的任务1)培养学生空间构思能力和创造性的三维形体设计能力，为机械设计相关课程的学习奠定基础2)学习投影理论，培养学生绘制和阅读二维机械工程图样的基本能力3)培养学生熟练地查阅机械制图中的常用标准的能力，培养贯彻、执行国家标准的意识4)培养学生的自学能力、独立分析问题和解决问题的能力，以及认真负责的工作态度和耐心细致、一丝不苟的工作作风1.1.3本课程的学习方法1.空间想象和空间思维与构形过程和投影分析紧密结合在学习过程中，必须随时进行空间想象和空间思维，并与构形过程和投影分析紧密结合一方面，运用NX软件建立三维实体建模，培养对三维形状与相关位置的空间逻辑思维能力和形象思维能力；另一方面，对视图中不易看懂的难点部分，借助三维实体建模，仔细观察其具体形状，进一步理解它们在二维视图中的投影画法。
2.理论联系实际，掌握正确的方法和必要的技能1.1.3本课程的学习方法本课程实践性极强，在掌握基本概念和理论的基础上，还必须用较多的时间完成一系列的建模和绘图实践及适量的手工绘图作业在这一过程中学会和掌握运用理论去分析和解决实际问题的正确方法和步骤，掌握运用NX软件进行三维建模以及从三维模型上获取二维视图的技巧和方法3.加强标准化意识和对国家标准的学习国家标准对投影法、图样画法、尺寸标注、图纸幅面及格式、比例、字体、图线、三维实体模型等很多方面都作了规定，每个学习者都必须从开始学习本课程时就树立标准化意识，认真学习并坚决执行国家标准的各项规定，保证自己所绘制的图样正确、规范4.与工程实际相结合1.1.3本课程的学习方法本课程是服务于工程实际的工具课，因此，在学习中必须注意学习和积累相关工程实践知识，如机械设计知识、机械零件结构知识和机械制造工艺知识等，这些知识的积累对建立符合工程实践的三维模型和机械工程图样，包括阅读零件图和装配图都是很有帮助的5.具有认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风由于图样在生产建设中起着很重要的作用，绘图和读图错误，都会带来损失，所以在学习过程中，应培养学生认真负责的工作态度和严谨细致的工作作风。
1.2Siemens NX软件1.2.1NX软件简介1.2.2NX软件特点1.2.3NX CAD建模简介1.2.2NX软件特点图1-1NX数字孪生全覆盖图1)提供高效的产品建模环境1.2.2NX软件特点2)提供创成式设计和验证3)提供工业化增材制造4)提供无缝集成的机电一体化设计5)提供协同设计与管理6)提供集成化仿真与制造1.2.3NX CAD建模简介1.装配设计运用强大的CAD装配设计工具，创建和管理任何尺寸或复杂的装配模型，如图12所示；支持自顶向下和自底向上技术，可以管理和导航装配模型，让用户的团队具有较好组织性系统具有以下特点：1)处理复杂的装配设计能力2)为参数化装配提供控制结构和约束，简化设计更改并加速配置、选项和变量的建模能力3)允许在产品的真实环境中进行设计4)支持全数字模型来验证设计，能够识别并解决问题2.特征建模1.2.3NX CAD建模简介NX具有很强的拓展能力、通用性和灵活性，能够更快、更经济地设计下一代产品它将参数线框、曲面、实体建模与同步技术的直接建模功能结合在一个单一的建模解决方案中，将特性建模技术与同步技术紧密结合，可以为用户提供创建所需产品设计的最快方法，如图13所示。
图1-2装配设计示例1.2.3NX CAD建模简介图1-3特征建模示例3.自由形状建模1.2.3NX CAD建模简介NX软件的自由形状建模为用户提供了快速探索替代设计概念的能力和创造的灵活性作为一个通用、集成的工具，NX集合了2D、3D、曲线、曲面、实体和同步建模技术，用于快速而方便地创建、评估和编辑自由形状图1-4自由形状建模示例1.2.3NX CAD建模简介4.钣金建模NX基于材料性能和制造工艺的行业知识，使用熟悉的专业术语和工作流程，协助用户高效地创建钣金类零部件图1-5钣金建模流程1.2.3NX CAD建模简介5.基于模板的设计重用设计信息和过程知识可以帮助用户降低设计成本，增加创新点和提高产品设计的效率，实现产品设计流程的标准化用户可以从现有的设计中快速创建模板，并很容易地将它们用于新的设计使用简单的拖放工具，用户可以快速、轻松地创建控制模板的设计输入和工程操作的自定义接口图1-6基于模板的设计示例1.3NX建模概念与过程1.3.1NX实体建模概念1.3.2NX建模过程1.3.3主模型概念【案例】轴类零件主模型1.3.1NX实体建模概念1. NX复合建模NX软件建模是基于特征的复合建模，是显式建模、基于特征的参数化建模、基于约束建模以及同步建模几种建模技术的有效结合。
1)传统的显式建模NX不局限于参数化实体建模，还包括一个为显式定义线框、曲面和实体几何体的完整系统通过这些传统的建模工具，设计人员能够用一系列不受限制的操作来处理二维或三维几何体，包括曲线和样条定义，扫掠、旋转和放样后的实体，求和、求减和求交实体的布尔操作，通过曲线或点网络的精密曲面建模2)基于特征的参数化建模1.3.1NX实体建模概念利用参数化、基于特征的CAD建模功能，设计人员能够从一个基础形状开始应用共用的机械产品特征（如孔、凸台、切口和圆角等）快速地创建实体模型基于特征的建模方法将根据设计人员选择的特征参数值，在模型元件中自动地执行细节操作3)基于约束的建模基于约束的建模是在建立模型几何体的时候定义约束，包括尺寸约束(如草图尺寸)或几何约束(如等长或相切)4)同步建模1.3.1NX实体建模概念从NX 60开始，NX提供了独特的同步建模功能，使设计人员能够改动模型，而不用考虑这些模型来自哪里；也不用考虑创建这些模型所使用的技术；也不用考虑是原生的NX参数化、非参数化模型，还是从其他CAD系统导入的模型利用直接处理任何模型的能力，NX节约了在重新构造或转换几何模型上的时间使用同步建模，设计人员能够继续使用参数化特征，却不再受特征历史的限制。
2. NX的建模模式1)基于历史的建模模式1.3.1NX实体建模概念此模式利用显示在部件导航器中的有时序的特征线性树来建立与编辑模型这是传统的基于历史的特征建模模式，也是在NX中进行设计的主要模式此模式对创新产品中的部件设计是有用的；对利用基于植入草图及特征内的设计意图、预定义的参数和用建模时序去修改设计的部件也是有用的2)独立于历史的建模模式此模式是一种没有线性历史的设计方法，设计改变仅强调修改模型的当前状态，并用同步关系维护存在于模型中的几何条件在几何构建或修改期，特征操作历史不被储存，对线性特征建立时间表没有依赖3)设计意图与建模思路设计意图由下列两方面组成：1.3.1NX实体建模概念 设计考虑：在实际部件上的几何需求，包括决定部件细节配置的工程和设计规则 潜在的改变区域：称为设计改变或迭代,它们影响部件配置设计意图决定建模策略的选用，体现在以下方面： 零件的潜在改变区：决定零件建模的关键设计变量与关联变量 装配件组件间的关联性:形状与位置，决定部件间相关建模技术的选用 设计数据的重用1.3.2NX建模过程1.创建模型的实体毛坯1)由一体素特征形成：NX的设计特征功能提供了基于WCS直接生成解析形状的块、柱、锥、球等体素特征的能力，是创建实体毛坯的一种方法；2)由一草图特征扫掠形成：利用草图模块去绘制一草图，并标注曲线外形尺寸，然后利用拉伸或旋转体功能进行扫掠去创建一实体毛坯。
2.仿真粗加工过程，创建模型的实体粗略结构1)NX的设计特征功能提供了在实体毛坯上生成各种类型的孔、型腔、凸台与凸垫等特征的能力，以仿真在实体毛坯上移除或添加材料的加工过程，来创建模型的实体粗略结构；1.3.2NX建模过程2)NX的体素特征也可相关于已存实体创建，然后通过布尔运算来仿真在实体毛坯上移除或添加材料的加工过程，是创建模型的实体粗略结构的另一种方法3.仿真精加工过程，完成模型的实体精细结构NX的细节特征功能提供了在实体上创建边缘倒圆、边缘倒角、面倒圆、拔模与体拔模等特征的能力；NX的偏置与比例功能提供了片体增厚与实体挖空操作最后完成模型的实体精细结构设计1.3.3主模型概念图1-7主模型方法1.3.3主模型概念图1-8制图装配结构【案例】轴类零件主模型图1-9轴的零件图1)新建NX文件，选择“模型”模板，单位为mm，【案例】轴类零件主模型文件名为axis.prt2)确认后进入“建模”模块3)创建零件毛坯图1-10草图 选择“插入”任务环境中的草图，选择基准坐标系的YC-ZC为草图平面案例】轴类零件主模型在草图环境中，创建图1-10所示草图轮廓线，合理添加约束 选择“插入”“设计特征”“拉伸”命令，选择完成的草图，旋转360，生成轴毛坯体，如图1-11所示。
4)粗加工操作 对键槽设置安放表面及定位基准，创建图1-12所示的辅助基准平面图1-11轴毛坯体【案例】轴类零件主模型图1-12辅助基准平面【案例】轴类零件主模型图1-13创建键槽 根据实际尺寸创建键槽，如图1-13所示案例】轴类零件主模型5)精加工操作选择图114所示边缘，作R1mm的边缘倒圆选择图115所示边缘，作C2的边缘倒角6)完成轴零件模型的创建图1-14倒圆【案例】轴类零件主模型图1-15倒角【案例】轴类零件主模型图1-16轴的三维模型7)应用主模型方法创建工程图案例】轴类零件主模型图1-17新建制图文件8)根据实际需要修改首选项的相关参数案例】轴类零件主模型9)插入合适大小的图纸页图1-18插入图框【案例】轴类零件主模型10)添加视图，如图1-19所示图1-19添加视图【案例】轴类零件主模型11)添加尺寸标注、几何公差、表面粗糙度符号及文本注释等，完成工程图的创建，如图1-9所示D2Z.TIF2.1基本体的概念和构形2.1.1基本体的概念2.1.2基础特征的创建2.1.3常用曲线曲面2.1.1基本体的概念图2-1平面立体2.1.1基本体的概念图2-2曲面立体2.1.2基础特征的创建1)可以使用四种基本体素作为基础特征：块(长方体)，圆柱，圆锥，球，如图2-3所示。
2)通过旋转、移动、沿引导线扫掠截面几何对象操作来创建扫掠特征作为基础特征1.旋转法旋转法是指任一平面图形（截面）绕指定的轴旋转构建基础特征的方法指定的轴是旋转轴，如图24所示图2-3基本体素2.1.2基础特征的创建图2-4旋转截面线创建基础特征2.移动法2.1.2基础特征的创建移动法是指由任一平面图形（截面）沿引导线方向移动来创建基础特征的方法引导线可以是直线或者曲线1)平移法创建基础特征如图2-5所示，将六边形沿指定方向平移一段距离形成的体称为六棱柱2)导向法创建基础特征图2-6所示为由两个同心圆沿着一曲线扫掠形成体图2-5平移法创建基础特征2.1.2基础特征的创建图2-6两个同心圆扫掠创建基础特征2.1.2基础特征的创建图2-7平面图形扫掠创建基础特征2.1.2基础特征的创建图2-8由已有体表面扫掠创建基础特征2.1.3常用曲线曲面1.曲线的分类除了简单的直线，机械建模中常用的曲线可按照形状分类，也可以按照数学定义分类通常可以把常见的曲线简单分成二维曲线和三维曲线两类1)二维曲线：也称平面曲线，曲线位于某一平面上，草图、圆弧、抛物线、艺术样条等命令可以创建二维曲线2)三维曲线：曲线无法完全位于某一平面上，如螺旋线。