本书全面介绍了用UG NX4进行工业设计的思路、方法和过程，内容包括样条曲线创建、光栅图像应用（插入和编辑、操作光栅图像等）、艺术曲面的创建和编辑、曲面形状分析（拔模角分析、高亮线、截面分析等）、各种过渡圆角的建立、偏差分析与测量、高级编辑类特征应用以及渲染技术（包括高质量图像制作步骤、材料与纹理设置、前景、背景、展示室环境和特殊效果等视觉效果的制作）。本书最后还提供了几个实际的案例。

本书可作为UG CAD人员的高级培训教材，也可供从事产品外观设计的读者参考，还可作为大中专院校工业设计类专业的教材。

前    言

UG NX4（简称NX4）是由美国UGS公司推出的一款功能强大的应用软件，它针对整个产品开发的全过程，从产品的概念设计到产品建模、分析和制造过程，NX4通过提供工业设计和自动化设计的专用解决方案驱动产品创新。

NX4集成软件中的外观造型设计模块（Shape Studio）可以提供一流的设计、分析和可视化工具，帮助设计者通过灵活性、可表达性和控制力来创造创新的、具有审美吸引力的产品。使用外观造型设计模块，设计者可以使用曲线和基于表面设计方法的多种组合，很容易创建和调整任意的形状，包括完全连续的控制，可达到A级表面处理所要求的G3连续。外观造型设计模块包含设计者用于快速分析和评价复杂形状的工具，可以辅助识别缺陷和优化表面外观。

NX4使用高端的渲染和可视化来辅助评价和沟通设计的审美需求。设计者可以利用各种材质、纹理和特殊效果，自由地试验阴影、着色、纹理和光照，在展示室环境中快速查看设计。NX4中的高级光线跟踪和阴影能产生如真实照片一般的渲染效果，可以在未生产前或市场活动中准确地描述产品。

本书是根据英文资料《Industrial Design With NX》进行编译的，全面地介绍了用NX4进行工业设计的思路、方法和过程，内容包括用于构筑曲面的样条曲线创建、光栅图像应用（插入和编辑、操作光栅图像等）、艺术曲面的创建和编辑、曲面形状分析（拔模角分析、高亮线、截面分析等）、各种过渡圆角的建立、偏差分析与测量、高级的编辑类特征应用以及渲染技术（包括高质量图像制作步骤、材料与纹理设置、前景、背景、展示室环境和特殊效果等视觉效果的制作），最后还提供了几个实际案例。

本书对主要的菜单、按钮、图标等都作了详细的解释，对专业名词采用中英文对照形式编排。书中大量应用图文方式进行讲解，直观、易于理解。每一章均附有针对性的示范练习。读者学习完本书后，基本上能够利用NX4软件进行工业产品设计。

本书所附光盘含有全部练习所需的部件文件，可供读者自己动手实践练习。

本书由李开林、李颖晴、黄志强编译，全书由李开林统稿。

衷心感谢美国UGS公司（中国）高级顾问洪如瑾研究员为本书的编译和出版所提供的大力帮助。

衷心感谢美国UGS公司（中国）资深专家刘明孝先生为本书审稿。

书中错误和不足之处，恳请广大读者批评指正。

编  者

2007年1月于广州

目    录

第1章  样条曲线 1

1.1  样条曲线的术语 1

1.1.1  低阶样条曲线 2

1.1.2  高阶样条曲线 2

1.2  样条曲线数据 3

1.3  样条曲线分析 3

第2章  艺术样条线 8

2.1  创建艺术样条 8

2.1.1  艺术样条选项 9

2.1.2  艺术样条和连续性约束 11

2.2  编辑艺术样条 17

2.2.1  打开编辑艺术样条对话框 17

2.2.2  操纵样条曲线的定义点/极点 18

2.3  利用X-Form编辑样条曲线 21

2.4  光顺样条 26

第3章  构建几何与参考几何 31

3.1  构建几何与参考几何概述 31

3.2  草绘几何 31

3.3  约束曲面 32

3.4  构建数据和参考数据的图层管理 32

第4章  光栅图像应用 34

4.1  使用光栅图像 34

4.1.1  导入光栅图像 34

4.1.2  编辑已存在的光栅图像 35

4.2  导入和操纵光栅图像练习 35

第5章  曲线工具1 41

5.1  投影曲线 41

5.2  组合投影 42

5.3  镜像曲线 42

 

第6章  艺术曲面1 44

6.1  艺术曲面 44

6.2  式样扫掠 49

6.3  重建 54

6.3.1  更多有关重建曲面的选项 56

6.3.2  编辑参数和重建 57

6.4  偏置曲面 57

第7章  形状分析1 60

第8章  工作流程1 63

第9章  艺术曲面2 67

第10章  自由形状特征 74

10.1  自由形状曲面和艺术曲面的比较 74

10.2  扫掠曲面 75

10.3  变化扫掠 81

10.4  过曲线网格曲面 85

10.4.1  约束网格曲面 86

10.4.2  编辑过曲线网格特征 87

10.5  二次截面片体 90

第11章  倒圆 93

11.1  面倒圆 93

11.2  软倒圆 101

11.3  样式倒圆 104

11.4  样式拐角 110

第12章  曲线工具2 114

12.1  桥接曲线 114

12.2  面上曲线 116

12.3  偏置曲线 118

12.4  相交曲线 119

第13章  工作流程2 122

第14章  修剪 125

14.1  修剪片状物体 125

14.2  修剪片体 125

14.3  修剪体 126

第15章  扩大 131

15.1  扩大 131

15.2  自相交片体 132

第16章  形状分析2 134

16.1  拔模角分析 134

16.2  高亮线 136

16.3  截面分析 139

第17章  工作流程3 143

17.1  片体的直接建模 143

17.2  四点面 144

17.3  下扑面 146

17.3.1  下扑成型 146

17.3.2  分析显示模式的作用 146

17.4  X-Form 148

17.4.1  X-Form选项 148

17.4.2  移动类型和高级选项 149

17.4.3  特征要求 154

17.5  剪断曲面 158

17.6  匹配边 160

第18章  偏差分析 165

18.1  偏差 165

18.1.1  面与边缘之间的偏差 165

18.1.2  曲线与面之间的偏差 166

18.2  偏差测量 167

18.2.1  偏差测量公差 167

18.2.2  彩色指针显示 168

18.2.3  标记和标注 169

第19章  整修面 172

第20章  渲染技术 175

20.1  渲染技术概述 175

20.2  高质量图像 176

20.3  材料和纹理 179

20.4  视觉效果 183

附录A  精确建模案例 191

附录B  完美构建曲面案例 193

附录C  直接建模案例 195

附录D  加文本到几何体案例 198

附录E  逆向工程案例 205

E.1  形状构成和框架 205

E.2  逆向工程曲面 208