本书定位于UG NX 9.0 曲面造型设计模块。内容涵盖绘制与编辑草图、构建造型曲线、曲线操作、常规类型曲面、扫掠类型曲面、弯边类型曲面、偏置、缩放类型曲面、曲面操作、曲面编辑与分析、同步建模技术、产品逆向造型，另外本书精选了大量业内典型案例进行实战训练，使学习方式更加科学、高效。

并在最后利用3 个金牌案例详细讲解所学曲面知识，以及UG 曲面在产品中的具体应用。本书配套的DVD光盘中提供了操作练习的模型文件，以及20 个视频讲解文件，讲解时间长达840 分钟。

本书可作为航空航天、汽车、电子、机械设计、数控加工、模具制造等领域UG NX 技术人员的自学指导书，也可以作为相关院校师生的教材及培训用书。

前 言

UG NX 9.0 是SIEMNES 公司在2013 年10 月发布的最新版本，它是全球流行的CAD/CAE/

CAM 软件之一，广泛应用于航空航天、汽车、电子、数控加工、模具制造等领域。曲面造型设

计是NX 9.0 的其中一个通用模块，是专为产品设计人员量身打造的功能。

本书从读者实际需要出发，通过详细的图示全面讲解了如何应用外观造型设计模块。本书

适合于工业设计领域的技术人员或相关高等院校师生使用，也可以作为相关培训班的教材。

本书的特色

● 完全适用于自学。本书不但内容丰富、功能指令介绍详尽，而且有一定的深度，让读者

学习了软件基础后，还能举一反三的应用到实战设计中。

● 案例实战性强。本书精选了常用的业内典型案例，每个操作步骤均配有详细的文字说明

和配图，使学习方式更加科学、高效。

● 注重思路培养。在实例讲解中包含了产品设计的思路、基本步骤等。让读者熟练应用软

件的同时，提高对曲面造型设计思路的分析、思考能力。

● 内容丰富全面。本书对曲面造型中的创建曲线、草图、体曲线、编辑曲线、点曲面、网

格曲面、扫掠曲面、曲面编辑、同步建模、曲面分析等都有讲解。

● 光盘内容超值。本书配套的DVD 光盘中提供了操作练习的模型文件，提高了图书的实用

价值。配套光盘中还提供了实例的视频讲解，提高学习的便利性，包含20 个视频讲解文件，讲

解时间长达840 分钟。

本书的内容安排

全书共15 章，内容如下：

第1 章：全书的引导章节，主要介绍曲面造型与产品设计、模具设计之间的相互关系，同

时介绍了曲面造型的一些基本理论知识。

第2 章：主要介绍UG NX 9.0 的界面、安装、基本操作与设置等内容。这些内容可以帮助

用户熟练操作软件。

第3~5 章：这部分所包含的内容为UG NX 9.0 的草图绘制与编辑功能、曲线创建功能及编

辑功能，是曲面造型设计初学者必须掌握的重点内容。

第6~10 章：这部分主要介绍了UG NX 9.0 各类型曲面设计功能，包括：常规曲面、网格

曲面、扫掠曲面、弯边曲面、偏置曲面等。

第11 章：讲解产品设计中很重要的曲面操作工具。包括：曲面修剪与组合、关联复制、曲

面的圆角及斜角操作等。

第12 章：是曲面的编辑与分析功能介绍。一个美观的产品设计，需要曲面达到理想的状

态，也就是需要进行优化分析。

第13 章：本章重点介绍了UG NX 9.0 的同步建模功能，该功能在参数化、基于历史记录建

模的基础上前进了一大步，同时与先前技术共存，可在不考虑模型如何创建的情况下，轻松修

改该模型，而不考虑模型的原点、关联性或特征历史记录。

第14 章：本章主要介绍了产品的逆向造型技术。包括如何利用UG Imageware 模块进行点

云处理和在UG 中如何利用光栅图像进行逆向造型。

第15 章：在学习了前面所介绍的曲面功能及操作后，本章利用3 个金牌案例进行详细的讲

解，目的是为了帮助大家熟练掌握所学曲面知识，以及UG 曲面在产品中的具体应用。

作者信息

本书由鞠成伟、杨春兰、刘永玉主笔，参与本书编写的人员还包括黄成、孙占臣、罗凯、

刘金刚、王俊新、董文洋、张学颖、金大玮、陈旭、黄晓瑜、田婧、王全景、马萌、高长银、

戚彬、张庆余、赵光、刘纪宝、王岩、郝庆波、任军、秦琳晶等。

感谢你选择了本书，希望我们的努力对你的工作和学习有所帮助，也希望你把对本书的意

见和建议告诉我们。

作者

第1章 曲面造型之新手必读.......................... 1

1.1 曲面造型与工业产品设计............................... 1

1.1.1 工业产品设计概念.................................1

1.1.2 必须要懂的产品开发与设计流程...........2

1.1.3 曲面造型设计的基本思路....................10

1.1.4 曲面造型的基本步骤...........................12

1.2 UG曲面基础................................................. 13

1.2.1 曲面设计常用概念...............................13

1.2.2 曲面的连续性......................................14

1.3 汽车A级曲面................................................. 14

1.3.1 一般曲面的光顺及连续性....................15

1.3.2 车身设计的A级曲面概念.....................16

第2章 UG NX 9.0界面与操作..................... 17

2.1 熟悉UG NX 9.0软件...................................... 17

2.2 如何调用命令................................................ 18

2.2.1 添加选项卡..........................................18

2.2.2“组”的移除与添加.............................19

2.2.3“组”中命令的添加与移除..................20

2.3 对象操作........................................................ 20

2.3.1 显示和隐藏对象操作...........................20

2.3.2 测量距离.............................................22

2.3.3 坐标系的设置......................................23

2.3.4 选择过滤器..........................................24

2.4 UG基准特征.................................................. 25

2.4.1 基准平面.............................................25

2.4.2 基准轴.................................................30

2.4.3 基准CSYS（基准坐标系）..................32

2.5 UG系统参数配置........................................... 33

2.5.1 语言环境变量设置...............................33

2.5.2 用户默认设置......................................33

2.5.3 首选项设置..........................................34

2.6 课后习题........................................................ 36

第3章 绘制与编辑草图............................... 37

3.1 草图概述........................................................ 37

3.1.1 草图的功能..........................................37

3.1.2 草图的作用..........................................37

3.1.3 进入草图环境的2种方式......................38

3.1.4 绘制草图的过程..................................38

3.2 草图工具........................................................ 41

3.2.1 直接草图工具......................................41

3.2.2 草图任务环境中的草图工具................41

3.3 草图曲线绘制命令......................................... 44

3.3.1 绘制基本草图曲线...............................45

3.3.2 草图曲线编辑......................................47

3.4 草图约束........................................................ 50

3.4.1 尺寸约束.............................................51

3.4.2 几何约束.............................................55

3.5 实战演练——绘制手柄支架草图.................... 60

3.6 课后习题........................................................ 63

第4章 构建造型曲线.................................. 65

4.1 造型曲线概述................................................ 65

4.1.1 曲线基础.............................................65

4.1.2 NURBS样条曲线（B样条曲线）.........66

4.1.3 UG曲线设计工具.................................67

4.2 以数学形式定义的曲线.................................. 67

4.2.1 直线.....................................................68

4.2.2 圆弧/圆................................................69

4.2.3 椭圆.....................................................71

4.2.4 双曲线.................................................71

4.2.5 抛物线.................................................72

4.2.6 矩形.....................................................72

4.2.7 多边形.................................................73

4.3 过点、极点或用参数定义的曲线.................... 73

4.3.1 艺术样条.............................................73

4.3.2 曲面上的曲线......................................74

4.3.3 规律曲线.............................................75

4.3.4 螺旋线.................................................77

4.4 由几何体计算而定义的曲线........................... 78

4.5 文本曲线........................................................ 79

4.6 实战演练........................................................ 80

4.6.1 吊钩造型.............................................80

4.6.2 足球造型.............................................83

4.7 课后习题........................................................ 88

第5章 曲线操作.......................................... 89

5.1 曲线操作........................................................ 89

5.1.1 偏置曲线.............................................89

5.1.2 在面上偏置曲线..................................90

5.1.3 分割曲线.............................................91

5.1.4 曲线长度.............................................92

5.1.5 投影曲线.............................................93

5.1.6 组合投影.............................................94

5.1.7 镜像曲线.............................................94

5.1.8 桥接曲线.............................................94

5.1.9 复合曲线.............................................97

5.1.10 缠绕/展开曲线...................................97

Ⅱ

Ⅱ ???????????? ◆中文版 UG NX 曲面造型完全学习手册

5.2 体曲线操作.................................................... 98

5.2.1 相交曲线.............................................98

5.2.2 截面曲线.............................................98

5.2.3 抽取曲线.............................................99

5.2.4 抽取虚拟曲线....................................100

5.3 实战演练——话筒造型................................ 100

5.3.1 设计分析...........................................101

5.3.2 创建基础曲面....................................101

5.3.3 实体编辑...........................................102

5.3.4 设计底座...........................................105

5.3.5 创建螺纹管与话筒外壳......................106

5.4 课后习题...................................................... 108

第6章 常规类型曲面................................ 109

6.1 曲面概述...................................................... 109

6.1.1 曲面基本概念及术语.........................109

6.1.2 曲面连续性........................................110

6.1.3 曲面建模的基本原则.........................111

6.2 拉伸曲面...................................................... 111

6.3 旋转曲面...................................................... 118

6.4 有界平面...................................................... 120

6.5 以点构建曲面.............................................. 122

6.5.1 通过点构建曲面................................122

6.5.2 从极点构建曲面................................123

6.5.3 四点曲面...........................................124

6.5.4 整体突变...........................................125

6.6 实战演练——电动剃须刀外壳造型.............. 126

6.6.1 设计分析...........................................126

6.6.2 整体曲面造型....................................127

6.6.3 下壳体造型........................................128

6.6.4 上壳体造型........................................129

6.7 课后习题...................................................... 130

第7章 网格类型曲面................................ 131

7.1 直纹曲面...................................................... 131

7.2 通过曲线组曲面........................................... 134

7.3 通过曲线网格.............................................. 140

7.4 艺术曲面...................................................... 147

7.5 N边曲面....................................................... 151

7.6 实战演练...................................................... 153

7.6.1 吹风机造型........................................153

7.6.2 小鸭造型...........................................155

7.7 课后习题...................................................... 161

第8章 扫掠类型曲面............................... 162

8.1 扫掠曲面...................................................... 162

8.1.1 管道...................................................162

8.1.2 沿引导线扫掠....................................163

8.1.3 扫掠...................................................164

8.1.4 样式扫掠...........................................168

8.1.5 变化扫掠...........................................171

8.1.6 条带构建器........................................174

8.2 剖切曲面...................................................... 175

8.2.1 端线-顶线-肩线...............................175

8.2.2 端线-斜率-肩线...............................177

8.2.3 圆角-肩线.........................................177

8.2.4 三点-圆弧.........................................178

8.2.5 端线-顶线-Rho................................179

8.2.6 端线-斜率-Rho................................179

8.2.7 圆角-Rho..........................................180

8.2.8 两点-半径.........................................181

8.2.9 端线-顶线-高亮显示........................181

8.2.10 端线-斜率-高亮显示......................182

8.2.11 圆角-高亮显示................................183

8.2.12 端线-斜率-圆弧.............................183

8.2.13 四点-斜率.......................................184

8.2.14 端点-斜率-三次.............................184

8.2.15 圆角-桥接.......................................185

8.2.16 点-半径-角度-圆弧.......................186

8.2.17 由五点创建截面..............................186

8.2.18 线性-相切.......................................187

8.2.19 圆相切.............................................187

8.2.20 圆....................................................188

8.3 实战演练——花篮造型................................ 188

8.4 课后习题...................................................... 192

第9章 弯边类型曲面............................... 194

9.1 过渡曲面...................................................... 194

9.2 规律延伸...................................................... 198

9.3 延伸曲面...................................................... 201

9.4 修剪和延伸.................................................. 203

9.5 桥接曲面...................................................... 204

9.6 实战演练——话筒造型................................ 207

9.6.1 设计分析...........................................207

9.6.2 创建主体曲面....................................208

9.6.3 编辑主体曲面....................................209

9.6.4 底座造型...........................................212

9.6.5 螺纹管与话筒外壳造型......................213

9.7 课后习题...................................................... 215

Ⅲ

 ◆ ????????????Ⅲ

第10章 偏置、缩放类型曲面..................... 216

10.1 抽壳与加厚................................................. 216

10.1.1 抽壳.................................................216

10.1.2 加厚曲面.........................................217

10.2 偏置类型曲面............................................. 220

10.2.1 偏置曲面.........................................220

10.2.2 大致偏置.........................................222

10.2.3 可变偏置.........................................223

10.2.4 偏置面.............................................225

10.3 实战演练——壳体造型............................... 225

10.4 课后习题..................................................... 228

第11章 曲面操作....................................... 230

11.1 曲面的修剪与组合...................................... 230

11.1.1 修剪片体.........................................230

11.1.2 分割面.............................................234

11.1.3 连结面.............................................234

11.1.4 缝合曲面.........................................235

11.1.5 修剪体.............................................237

11.2 曲面的关联复制.......................................... 239

11.2.1 抽取几何体......................................239

11.2.2 阵列面.............................................241

11.3 曲面的细节处理.......................................... 241

11.3.1 边倒圆.............................................242

11.3.2 面倒圆.............................................244

11.3.3 软倒圆.............................................245

11.4 实战演练——吸尘器手柄造型.................... 246

11.4.1 设计分析.........................................246

11.4.2 构建主体.........................................247

11.4.3 构建方孔与侧孔..............................248

11.4.4 创建加强筋......................................249

11.4.5 创建BOSS柱和槽特征.....................250

11.5 课后习题..................................................... 250

第12章 曲面编辑与分析............................ 252

12.1 曲面编辑..................................................... 252

12.1.1 扩大.................................................252

12.1.2 移动极点.........................................252

12.1.3 移动定义点......................................253

12.1.4 变换曲面.........................................253

12.1.5 使曲面变形......................................253

12.1.6 等参数修剪/分割.............................254

12.1.7 补片.................................................255

12.1.8 X成形..............................................255

12.2 曲面分析..................................................... 256

12.2.1 曲面半径.........................................256

12.2.2 斜率.................................................257

12.2.3 检查几何体......................................257

12.3 实战演练——热水器喷头........................... 258

12.4 课后习题..................................................... 266

第13章 同步建模技术............................... 267

13.1 修改工具..................................................... 267

13.1.1 同步建模方式..................................267

13.1.2 移动面.............................................268

13.1.3 拉出面.............................................270

13.1.4 偏置区域.........................................271

13.1.5 替换面.............................................271

13.1.6 删除面.............................................272

13.1.7 调整面大小......................................272

13.1.8 调整圆角大小..................................273

13.1.9 调整倒斜角大小..............................274

13.2 重用工具..................................................... 274

13.2.1 复制面.............................................275

13.2.2 剪切面.............................................275

13.2.3 粘贴面.............................................276

13.2.4 镜像面.............................................276

13.2.5 图样面.............................................277

13.3 尺寸与约束................................................. 277

13.4 角度尺寸..................................................... 278

13.4.1 径向尺寸.........................................279

13.4.2 设为对称.........................................279

13.4.3 设为平行.........................................280

13.4.4 设为相切.........................................281

13.4.5 设为共面.........................................281

13.5 实战演练——音响造型............................... 281

13.5.1 设计小猪音箱主体...........................282

13.5.2 设计音箱喇叭网盖...........................284

13.5.3 设计小猪音箱嘴巴和鼻子造型.........284

13.5.4 设计小猪音箱耳朵...........................286

13.5.5 设计小猪音箱脚..............................287

13.6 课后习题..................................................... 288

第14章 产品逆向造型............................... 289

14.1 逆向造型概述............................................. 289

14.1.1 逆向技术的发展..............................289

14.1.2 基于UG的产品逆向.........................290

14.1.3 UG逆向过程简介.............................291

14.2 UG Imageware基本功能............................. 293

14.2.1 Imageware工作环境.......................294

14.2.2 综合参数设置..................................294

14.2.3 鼠标功能.........................................294

14.3 UG Imageware曲线构建............................. 295

14.3.1 直线特征.........................................295

14.3.2 2D、3D曲线特征.............................295

14.3.3 圆弧/圆曲线特征.............................296

14.3.4 从点云构建曲线特征.......................296

14.3.5 特征线.............................................297

14.3.6 点云三角形网格化...........................298

14.4 UG Imageware曲线修改............................. 298

14.4.1 控制点调整......................................298

14.4.2 点云整体变形..................................299

14.4.3 参数控制.........................................299

14.5 UG NX中通过光栅图片绘制产品外形......... 300

14.6 实战演练——产品逆向造型........................ 301

14.6.1 UG Imageware安全帽逆向造型......301

14.6.2 UG NX卡扣逆向造型.......................304

14.6.3 UG光栅图片之烟斗造型..................309

14.7 课后习题..................................................... 313

第15章 产品造型金牌实例........................ 314

15.1 金牌案例一：女士凉鞋造型设计................. 314

15.2 金牌案例二：电吹风造型设计.................... 318

15.2.1 设计吹风机身..................................318

15.2.2 设计手柄.........................................321

15.3 金牌案例三：水龙头造型设计.................... 322

15.4 课后习题..................................................... 330