ОснОвы  
мОделирОвания  
в саПр NX

Москва 
ИНФРА-М 
2016

а.О. БуткО  
в.а. ПрудникОв  
Г.а. ЦыркОв

УчебНое пособИе

Рекомендовано в качестве учебного пособия  
для студентов высших учебных заведений, обучающихся  
по направлению подготовки 09.03.01 (230100) 
«Информатика и вычислительная техника»

Федеральное государственное бюджетное образовательное  
учреждение высшего профессионального образования  
«МАТИ — Российский государственный технологический  
университет имени К.Э. Циолковского»

Второе издание

УДК 004(075.8)
ББК 22.18я73
 
Б93

Бутко А.О., Прудников В.А., Цырков Г.А.
Основы моделирования в САПР NX [текст]: Учеб. пособие / 
А.О. Бутко, В.А. Прудников, Г.А. Цырков. — 2-е изд. — М.: 
ИНФРА-М, 2016. — 199 с: ил. + Доп. материалы [Электронный 
ресурс; Режим доступа http://www.znanium.com]. — (Высшее 
образование). — www.dx.doi.org/10.12737/8036.

ISBN 978-5-16-010847-6 (print)
ISBN 978-5-16-102850-6 (online)

В учебном пособии рассматриваются особенности работы в САПР 
Siemens NX версии 6.0 и выше. Приведены типовые команды, прими-
тивы и способы их построения, а также  настройки интерфейса при 
первом запуске. Подробно описан процесс разработки трехмерных твер-
дотельных моделей деталей и сборок и чертежей на их основе. Отдельный 
раздел посвящен разработке программ для станков с ЧПУ – основные 
виды операций. Представлена справочная информация по инструмен-
там и функциям параметризации. Разобраны примеры построения 
моделей и их прочностного анализа конечно-элементным решателем. 
Пособие рекомендовано учебно-методическим объединением для 
студентов технических и гуманитарных вузов, обучающихся по спе-
циальностям связанным с моделированием в САПР и разработкой 
программ для ЧПУ.
ББК 22.18я73

Б93

© Бутко А.О., Прудников В.А., 
Цырков Г.А., 2013, 2016
ISBN 978-5-16-010847-6 (print)
ISBN 978-5-16-102850-6 (online)

Данная книга доступна в online-версии 
в электронно-библиотечной системе 
znanium (www.znanium.com)

Подписано в печать 25.07.2015. 
Формат 60×90/16. Печать офсетная. Бумага офсетная.
Гарнитура Newton. Усл. печ. л. 13,0. Уч.изд. л. 13,43 + 13,0 ЭБС.
Тираж 300 экз. Заказ №   .

ТК 349500-503629-250715

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

Основные понятия и определения. . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . 
4

Введение.. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .
5

Глава 1. Основы моделирования в Siemens NX. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6

1.1.
Начало работы. Настройка среды. . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . .
6

1.2.
Трехмерное моделирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14

Глава 2. Создание чертежей и параметризация
73

2.1.
Создание чертежей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
73

2.2.
Параметризация моделей  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
94

Глава 3. Разработка программ для ЧПУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
108

3.1.
Сверление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  
109

3.2.
Фрезерные операции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
117

3.3.
Токарные операции. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
137

Глава 4. Инженерный анализ . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
185

4.1.
Основы конечно-элементного анализа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
185

4.2.
Проведение анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
188

Рекомендуемая литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 
198

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 

Интерфейс – часть программы, отвечающая за взаимодействие с пользо-

вателем, оконный интерфейс – общение с пользователем происходит посред-
ством окон и расположенных в них элементам  управления (кнопкам, полям 
ввода и т.п.)

КЭ - конечный элемент; 
МКЭ - метод конечных элементов; 
САПР – система автоматизированного проектирования; 
ЧПУ – числовое программное управление;
B-Spline - описывает сплайн-кривую, которая задана сплайн-функциями, 

выраженными линейными комбинациями B-сплайнов; 

CAD – Computer Aided Design; 
CAM – Computer Aided Manufacturing; 
CAE – Computer Aided Engineering; 
CALS – Continuous Acquisition and Life-Cycle Support (подход к проекти-

рованию и производству высокотехнологичной и наукоѐмкой продукции, за-
ключающийся в использовании компьютерной техники и современных инфор-
мационных технологий на всех стадиях жизненного цикла изделия);

FE – Finite Element (конечный элемент);
NURBS - Non Uniform Rational B-Spline (неоднородный рациональный B-

сплайн математическая форма, применяемая в компьютерной графике для ге-
нерации и представления кривых и поверхностей. Как следует из названия, яв-
ляется частным случаем B-сплайнов);

NC – Numerical Control (см. ЧПУ);
PLM – Product Life-Cycle Management (технологии управления жизнен-

ным циклом продукции, комплексные многофункциональные автоматизиро-
ванные системы);

Spline - кусочно-заданная функция, совпадающая с функциями более про-

стой природы на каждом элементе разбиения своей области определения;

UG – Unigraphics; 
UGS – Unigraphics Solutions. 

ВВЕДЕНИЕ

 Пакет NX представляет собой универсальную среду автоматизированного 

проектирования и производства для промышленных предприятий различных 
отраслей экономики. Подход к разработке изделия в системе Unigraphics NX
отражает итерационный процесс, позволяющий конструировать и анализиро-
вать полностью электронную модель до тех пор, пока она не будет отвечать не-
обходимым техническим требованиям. Этому способствует мощное ядро ги-
бридного моделирования, благодаря чему конструктор имеет выбор между тех-
нологиями параметрического моделирования с использованием твердых тел, 
параметризованных типовых элементов, поверхностей и проволочной геомет-
рии. Можно совмещать параметрические или вариационные модели с не пара-
метризованными данными при любом представлении изделия.

Unigraphics NX лидирует на рынке программных продуктов благодаря 

большому опыту в области автоматизированной подготовки производства. 
CAM модули представляют собой функциональную интегрированную среду, 
поддерживающую технологические процессы многокоординатного фрезерова-
ния, сверления, токарной обработки, электроэрозионной обработки, производ-
ства литейных форм, пресс-форм и штампов.

Сильной стороной является то, что можно использовать достаточно 

сложный профильный инструмент, например, такой как конические фрезы для 
5-координатной обработки. Модуль Lathe обеспечивает все функции для обра-
ботки тел вращения и содержит в себе процедуры для черновой и чистовой об-
работки, проточки канавок и нарезания резьбы, сверления. Возможен контроль 
скорости подачи инструмента и частоты вращения шпинделя. Пользователь 
может легко определять недообработанные поверхности, что дает возможность 
провести дообработку этих областей. Система Unigraphics NX представляет со-
бой законченную, полнофункциональную и, удобную в работе систему, позво-
ляющую решить проблему создания, внедрения и дальнейшего сопровождения 
изделия на протяжении всего его жизненного цикла.

В последней версии реализованы синхронная технология и расширенный 

функционал имитационного моделирования. 

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ В SIEMENS NX

Моделирование в NX осуществляется на базе широко распространенного 

открытого ядра Parasolid, используемого также в таких системах как Solid-
Works и TFLEX. NX, как одна из полнофункциональных систем, позволяет 
строить достаточно сложные модели различных технических изделий с приме-
нением широкого набора инструментов, что обеспечивает современного проек-
тировщика всем необходимым для полноценной работы без бумажных доку-
ментов.

1.1.
Начало работы. Настройка среды

После запуска системы появляется рабочее окно (рис. 1.1). Если про-

грамма открыта впервые, то область слева, где показаны последние открытые 
модели (История) будет пустой. Как можно видеть, при отсутствии загружен-
ных модулей и приложений окно содержит довольно мало команд и панелей. 
Интерфейс системы реализован с поддержкой нескольких языков, в данном 
случае показан русский релиз.  

Рис. 1.1. Рабочее окно системы NX

Изменения языка интерфейса можно выполнять и после установки NX, с 

помощью специальной переменной среды – UGII_LANG (рис. 1.2). Для этого 
необходим доступ с правами администратора.

Рис. 1.2. Переменные среды

Работа начинается с создания нового объекта (рис. 1.3). В левой области 

диалога предлагается выбор типа объекта по категориям (Модель (CAD), Чер-
теж (CAD), Симуляция (CAE), Обработка (CAM)). Справа указаны текущие па-
раметры создаваемой модели. Снизу вводится имя файла и папка для его созда-
ния. 

Рис. 1.3. Создание нового объекта 

При создании детали рабочее окно будет содержать набор инструментов 

моделирования по-умолчанию (рис. 1.4). Обычно приложение «Моделирова-
ние» запускается сразу, с выводом необходимых панелей и команд, если этого 
не происходит его можно активировать вручную, выбрав соответствующий 
пункт из меню приложений «Начало» (рис. 1.4). 
 
Базовый набор приложений включает «Моделирование» - создание трех-

мерных моделей, «Черчение» - оформление чертежей, «Обработка» - разработ-
ка программ для станков с ЧПУ, «Симуляция» - инженерный анализ с помощью 
решателей Nastran, Ansys и т.п., «Сборки» - проектирование сборок (может 
быть запущено сразу вместе с моделированием для удобства работы).

Рис. 1.4. Рабочее окно после создания нового объекта 

Теперь можно настроить панели и команды в соответствии с пожелания-

ми пользователя. Для этого используется команда «Настройка» из меню «Ин-
струменты». Диалог позволяет определить отображаемый набор панелей (пер-
вая закладка), их состав и порядок кнопок на них (вторая закладка). На рис. 1.5 
показан рекомендуемый набор (для моделирования) для начинающих пользова-
телей.  

Настройки отдельных панелей показаны на рис. 1.6 (панель команд сбор-

ки открывается вместе с одноименным приложением). Назначение панелей: 
«Элемент» - трехмерные примитивы, «Операции с элементом» - команды опе-
раций с примитивами, «Кривая», «Прямые и дуги» и «Изменить кривую» - ин-
струменты рисования прямых и кривых.  

Рис. 1.5. Настройка отображения панелей 

Для настройки интерфейса используется закладка «Опции» (рис. 1.7).  С 

ее помощью можно установить параметры визуализации панелей и команд. Для 
небольших диагоналей мониторов можно рекомендовать выбрать минимальные 
размеры кнопок для увеличения рабочей области главного окна, т.к. стандарт-
ные крупные кнопки с иконками будут занимать большую ее часть.  Вид после 
распределения панелей показан на рис. 1.8. 

Рис. 1.6. Состав отдельных панелей 

Рис. 1.7. Опции интерфейса 

Рис. 1.8. Распределение панелей в рабочем окне