UG軟件在機械設計中的應用與研究

黎楠

（湖北水利水電職業技術學院，湖北 武漢 430070）

UG軟件在機械設計中的應用與研究

黎楠

（湖北水利水電職業技術學院，湖北 武漢 430070）

隨著我國科學技術的不斷進步，電子信息軟件中的UG軟件被廣泛地應用于機械設計當中。與其他軟件相比，UG涵蓋范圍較廣，可以實現多種功能，同時，還是一款CAD/CAE/CAM一體化的綜合型系統軟件。本文簡要地介紹了UG軟件的內容和基本特點，詳細地探討了UG軟件在機械設計中的應用，為以后的軟件推廣與應用奠定了良好的理論與實踐基礎。

UG軟件；機械設計；應用研究

UG軟件是一款集三維參數一體化的綜合型系統軟件，其面向驅動技術是當前計算機虛擬開發技術的關鍵。在機械設計中，UG軟件相比傳統的設計軟件，具有強大的實體建模、完美的凹面造型以及頂級的虛擬配置等優勢，不僅降低了機械設計過程中的相關工序的復雜程度，還能有效地提高相關數據的精準度，保障機械建造的順利進行。

1　UG軟件的內容和特點

（1）UG軟件的內容。UG軟件是由美國研制的一款集CAD/CAE/CAM為一體的三維立體參數化多功能軟件，是當前現階段計算機在輔助設計、研究和分析中應用最為廣泛的一款制造軟件。UG軟件包含了多種應用技術模塊，極大地提高了相關機械設計的可靠性與準確性。

（2）UG軟件的特點。第一，UG軟件的設計環境為交互式，打破了傳統軟件設計的局限性，提高了工作效率。第二，軟件的操作過程基于動態交互的原則。第三，能有效地減少鼠標的點擊次數，進而提高工作效率。第四，UG軟件的操作系統為智能化操作系統，能有效地選擇正確目標，減少操作時間。

2　UG軟件在機械設計中的應用

UG軟件各項功能的實現都要通過對應的應用模塊，即在UG軟件中，不同的功能模塊實現不同的用途。在機械設計中，我們常用的幾個模塊如下：

（1）CAD模塊。計算機輔助設計又稱CAD，是指利用計算機技術及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作的功能模塊。其主要內容包括基本環境、零件建模等幾個方面。

①用戶的基本環境：用戶的基本環境是UG軟建中最基礎的功能模塊，主要包括文件操作、視圖操作等基礎運營平臺。同時，它還是啟動UG系統自動運行的第一個模塊，也是其他UG軟件中功能應用的必要基礎，是能幫助用戶快速訪問的常用功能。

②零件建模：由于零件本身特性，所應用的設計方法也不盡相同。能根據不同零件的特點，設計適合的建模方法，如圖1。具體的操作流程為：在UG軟件中，工具欄中通常含有對應的命令，設計者可以根據實際需要，選取最合適的工具及方法，從而完成零件建模。另外，對于零件建模中的設計修改，通過UG軟件可以自動、精準地反應到后續的操作模塊當中去。應用UG軟件，方便了對方案的整體設計，有利于構建先進的、可靠的零件模型。

③裝配建模：裝配建模設計，是一個面向團隊的設計，即通過一個小小的部件，經過后期我們對其進行裝配，以達到我們需求的一個設計建模過程，如圖2。在UG軟件中，裝配過程就是各個部件之間建立連接關系的一個過程。我們通常用到的三種裝配方法是從頂向下裝配，從底向上裝配和混合裝配。

④工程制圖：UG軟件在進行計算機輔助設計時的重要內容就是工程制圖，它是指工程師根據實體模型，基于Unigraphic的復合建模技術繪制的產品工程圖，如圖3。后期主要是通過UG/Drafting技術，減少在實體模型改變時，更新制圖所用的時間。

圖1　軸承端蓋零件設計圖

圖2　 產品裝配

（2）CAM模塊。計算機輔助制造又稱CAM，指的是將計算機技術應用于制造生產的過程或系統。

通俗來講，CAM就是UG軟件實現零件加工的功能場所。在機械設計中，CAM的主要設計步驟為：首先，是構建部件模型；然后，設置加工環境；接著，就是創建相關的程序，準備好使用的工具；再往后就是進行創建操作，制定操作參數，對相關到位的軌跡進行設置與驗證、編輯；最后就是處理生成的NC代碼。

圖3　CAD工程圖

（3）CAE模塊計算機輔助工程又稱CAE，指的通過計算機輔助，求解分析復雜工程和產品的結構力學性能以及優化結構性能的工程。CAE模塊是UG軟件中的運動仿真模塊，還是一種具有高度集成化的實用工具，即可在較短的時間內，利用該模塊完成零件有限元的前后置處理，如圖4。運動仿真主要是根據CAE模塊中的受力點進行分析，該種分析結果可以指導機械中相關零件的結構設計以及零件材料的調換。CAE模塊可以以云圖或者等值線圖的形式，顯示計算結果，同時還具有動態仿真。

（4）其它模塊。除了上述常用的模塊外，UG系統軟件還包括一些其他功能模塊，如：UG/SheetMetal Design、UG/Routing、UG/ Harness、UG/Open等。

3　結語

圖4　CAE零件有限元分析圖

綜上所述，UG軟件對機械設計具有重要的作用，它不僅具有齊全的功能模塊，而且相對于傳統，設計操作簡單快捷。因此，在當下科技迅速發展的時代，我們應該加強對相關軟件的學習，熟練地掌握新型的軟件技巧，以便我們更好地應用到生產生活當中，推動相關產業以及生活水平的提升。

[1] 申愛民.UG NX 6.0機械設計（實戰篇）[J].中國鐵道出版社，2010,12:125~128.

[2] 李力，張科，程新平.利用UG有限元優化設計機械結構[J]. CAD/CAM與制造業信息化，2012,12:109~121.

TD402

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1671-0711（2016）09（上）-0130-02