基于UG的建模教学探讨

罗彬宾

摘 要： UG是一套功能强大的CAD/CAM/CAE软件，有着很大的市场占有率。作者结合自身的UG教学经验，从细节出发就UG建模教学过程中出现的问题给出相应的改进建议。

关键词： UG 建模教学 改进建议

UG是一套集CAD/CAM/CAE为一体的三维参数化软件[1]，具有强大的建模、分析和加工功能，其广泛应用于产品设计制造及分析的各个方面，是当今最有影响力的三维设计加工软件之一。作为一名从事设计制造方面教学的普通老师，由于经常承担CAD/CAM这门课程的教学，在漫长的教学过程中接触到了形形色色的学生，也看到了他们在学习UG建模这门最基本课程中碰到的种种问题。在UG软件的教学过程中，尽管UG软件提供了灵活强大的建模功能，老师也很尽心尽力地教学，如合理地选用教学内容，使用各种教学方法，想尽各种办法激发学生的学习兴趣，但是结果不尽如人意。笔者以自己的教学经验为基础，抛开教学整体框架，从细节上探讨UG教学中存在的问题及相应的解决方法。

首先，学生在建模过程中非常容易出现的误区，就是很多学生在建模过程中习惯性地将每个子部分的设计特征和细节特征[2]都构建完毕之后才进行下一步的构建。这种建模习惯可以说相当不合理，因为每个子部分的设计特征和细节特征都可能影响下一步的建模，如影响正确识图和造成建模混乱从而延长建模时间，所以笔者经常告诫学生先构建整体框架然后再考虑细节，就如建房子一样，先把框架搭好然后再考虑装修，而不是边搭框架边装修吃力又不讨好。

其次，加强草图的练习，让每张草图都变得一目了然。草图是建模的基础，由于UG的参数化建模技术特别好用，学生很容易使用尺寸驱动和约束驱动的方式构建草图，因此授课老师往往会缩减草图的练习时间，导致学生绘制的草图看起来很邋遢，如标注混乱、约束混乱甚至没有达到全约束。

再次，强调图层的重要性，要求学生按照模型要素的特征将其归类到不同的图层中。笔者在教学过程中发现比较有意思的现象是：如果不反复强调图层的重要性及模型要素按照不同特征归类到不同的图层中，学生根本没有图层的概念。当然，对于简单的模型这种做法也没什么，但是一旦模型稍稍复杂一点，没有使用图层归类的模型不但直观上混乱，而且编辑起来比较麻烦。

然后，可行的情况下尽量少使用草图，多使用体素特征和标准成型特征，这样可以大幅度提升建模速度。由于在建模过程中绘制草图并且确保其无误需要花费比较多的时间，而用体素特征和标准成型特征相对花费的时间要少得多，虽然使用此两种特征可以缩减建模时间而且不容易出错。如图1所示的模型，这样模型看起来要使用多个草图才能完成，草图的绘制过程虽然简单，但需要较多的时间，如使用体素特征和标准成型特征不需要草图也能完成，过程相对更直接明了，而且不会出现失误。如图2所示，首先，运用体素特征绘制长方体；其次，运用拉伸特征选择两条边用两面偏置方法绘制侧壁；再次，运用倒圆角特征倒圆；然后，运用凸台特征完成中间圆柱部分；然后，运用孔特征打孔；最后，运用腔体和倒圆角特征完成模型。

最后，巧用偏置面特征及拉伸特征中的偏置和在相交处停止功能提升建模速度。有些模型虽然看起来比较简单，但是常规的建模方法做起来比较麻烦，耗时较多。如果巧妙地运用偏置面特征及拉伸特征中的偏置和在相交处停止功能的话往往能够达到快速建模的效果。如图3所示，这个模型虽然简单，但是常规的构建方法做起来比较麻烦，如果使用偏置面特征及拉伸特征中的偏置和在相交处停止功能就会容易很多。如图4所示，首先，绘制建模思路中的简单草图；其次，使用拉伸特征的在相交处停止功能构建基础部分；再次，使用拉伸特征中的偏置功能构建左侧的伸出部分；再次，使用拉伸特征中的偏置功能构建右侧的伸出部分；然后，运用偏置面特征完成右侧伸出部分；最后，使用标准成型特征完成模型的细节部分。就这样一个看似比较棘手的模型短时间内就完成的。

总的来说，UG是一个功能强大的CAD/CAM/CAE软件。在建模教学中强调建模基本规则的情况下，注重细节使用灵活多变的建模方法，不但可以培养学生的空间思维能力，而且可以激发学生的兴趣。

参考文献：

[1]王乐文.UG的参数化建模方法[J].中小企业管理与科技，2016（4）：207-207.

[2]宋志国.CAD/CADM-UGNX7.5实例教程[M].北京交通大学出版社，2014.