淺析UG 在機械制圖教學中的應用

袁教傳艷 沈陽工學院機械與運載學院

引言：機械制圖課程是機械類專業必修的一門專業基礎課，其難點在于將UG軟件的三維造型功能和三維圖形向視圖轉化的功能相結合[1]。以零件的三維構思為核心，依靠空間思維能力和豐富的想象能力，進行二維圖和三維圖之間的轉換。通過讓學生設計零件三維圖，提高學生學習興趣 ，達到應有的教學效果。

1. UG軟件介紹

UG是一款集CAD/CAE/CAM于一體的計算機輔助機械設計制造軟件，具有強大的三維實體造型功能、曲面造型、虛擬裝配及創建工程圖等功能[2]。作為交互式CAD/CAM(計算機輔助設計與計算機輔助制造)系統，它可以輕松實現各種復雜實體及造型的建構，現已成為模具行業三維設計的主流應用。CAD 模塊由許多獨立功能的子模塊構成，Modeling（建模）模塊和 Drafting（制圖）模塊，在機械制圖教學中被列為重點。建模模塊提供了草圖、曲線、實體、自由曲面等工具，用來設計各種形狀復雜的實體和曲面。制圖模塊使設計人員可以快速完成三維與二維工程圖之間的轉換，隨著三維模型的改變，二維工程圖也會同步更新。通過三維造型功能和三維圖形向視圖轉化功能，可以提高學生分析圖紙和空間想象的能力。

2. UG在機械制圖教學中的應用

UG在機械制圖教學中主要用于基本幾何體建模、組合體裝配、二維工程圖與三維工程圖的快速轉換和各角度的剖面圖制作。在基本幾何體建模的過程中，教師可以演示圓柱體造型為例，使學生直觀了解圓柱體造型過程，可以通過觀察不同投影方向視圖結果，啟發學生歸納總結出圓柱體造型的方式方法。在基本幾何體建模之后，進行幾何體裝配。作為機械制圖一大難點，在課堂教學中，可以充分利用UG軟件的裝配約束功能，在裝配完成后制作爆炸圖，動態顯示裝配過程。使學生既可以了解機構組成，又可以提高三維圖分析能力。通過對零件進行各角度剖切，繪制剖視圖，并導出二維圖，實現三維圖和二維圖之間的裝換。最終完成圖紙繪制工作。

3. UG在機械制圖領域的應用方向分析及其實際應用

UG在機械制圖領域的應用方向主要有工業設計、產品設計、CNC加工、模具加工等。

在工業設計領域，工業設計師可以利用 NX建模，迅速建立和改進復雜的產品形狀，并使用先進的渲染和可視化工具來最大限度地滿足設計概念的審美要求。

在產品設計領域，NX 具有高性能的機械設計和制圖功能，具有專業的管路和線路設計系統、鈑金模塊、專用塑料件設計模塊和其他行業設計所需的專業應用程序，仿真、確認和優化。通過在開發周期中較早地運用數字化仿真性能，制造商可以改善產品質量，同時減少或消除對于物理樣機的昂貴耗時的設計、構建，以及對變更周期的依賴。

在CNC加工領域，用戶可以在圖形方式下觀測刀具沿軌跡運動的情況并可對其進行圖形化修改：如對刀具軌跡進行延伸、縮短或修改等。該模塊同時提供通用的點位加工編程功能，可用于鉆孔、攻絲和鏜孔等加工編程。交互界面可按用戶需求進行靈活的用戶化修改和剪裁，并可定義標準化刀具庫、加工工藝參數樣板庫使初加工、半精加工、精加工等操作常用參數標準化，以減少使用培訓時間并優化加工工藝。

在模具設計領域，UG是當今較為流行的一種模具設計軟件，模具設計的流程很多，其中分模就是其中關建的一步。分模有兩種：一種是自動的，另一種是手動的，要用到自動分模工具條的命令。首先分析產品，定位坐標，使Z軸方向和脫模方向一致。再進行塑模部件驗證，設置顏色面，補靠破孔，拉出分型面，抽取顏色面，將其與分型面和補孔的片體縫合，使之成為一個片體。

4.UG的功能擴展

在完成的工程圖中，點擊另存為選項，導出文件。在導出文件時不要直接導出DXF/DWG, 而是DXF/DWG下面這個2D Exchange,會出來一個復選框，然后把Output As欄目里改成DXF File或者DWF File(默認設置為UG Part File),最后點Specify Output File(導出按鈕)即可。再把導出的文件拖入caxa，查看二維圖，進行修改及添加標題欄等操作，實現三維三維圖形向視圖轉化的功能，加快工程圖制作，提高效率。

5.結論

綜上所述，為了使UG更為廣泛地投入教學及其他各領域的工作中，這項技術針對各領域需求，完善了很多實用的功能，使圖紙的繪制更加智能化，提高各領域工作和學習效率，極大地促進了機械制圖領域的發展。