浅析UG 在机械制图教学中的应用

袁教传艳 沈阳工学院机械与运载学院

引言：机械制图课程是机械类专业必修的一门专业基础课，其难点在于将UG软件的三维造型功能和三维图形向视图转化的功能相结合[1]。以零件的三维构思为核心，依靠空间思维能力和丰富的想象能力，进行二维图和三维图之间的转换。通过让学生设计零件三维图，提高学生学习兴趣 ，达到应有的教学效果。

1. UG软件介绍

UG是一款集CAD/CAE/CAM于一体的计算机辅助机械设计制造软件，具有强大的三维实体造型功能、曲面造型、虚拟装配及创建工程图等功能[2]。作为交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构，现已成为模具行业三维设计的主流应用。CAD 模块由许多独立功能的子模块构成，Modeling（建模）模块和 Drafting（制图）模块，在机械制图教学中被列为重点。建模模块提供了草图、曲线、实体、自由曲面等工具，用来设计各种形状复杂的实体和曲面。制图模块使设计人员可以快速完成三维与二维工程图之间的转换，随着三维模型的改变，二维工程图也会同步更新。通过三维造型功能和三维图形向视图转化功能，可以提高学生分析图纸和空间想象的能力。

2. UG在机械制图教学中的应用

UG在机械制图教学中主要用于基本几何体建模、组合体装配、二维工程图与三维工程图的快速转换和各角度的剖面图制作。在基本几何体建模的过程中，教师可以演示圆柱体造型为例，使学生直观了解圆柱体造型过程，可以通过观察不同投影方向视图结果，启发学生归纳总结出圆柱体造型的方式方法。在基本几何体建模之后，进行几何体装配。作为机械制图一大难点，在课堂教学中，可以充分利用UG软件的装配约束功能，在装配完成后制作爆炸图，动态显示装配过程。使学生既可以了解机构组成，又可以提高三维图分析能力。通过对零件进行各角度剖切，绘制剖视图，并导出二维图，实现三维图和二维图之间的装换。最终完成图纸绘制工作。

3. UG在机械制图领域的应用方向分析及其实际应用

UG在机械制图领域的应用方向主要有工业设计、产品设计、CNC加工、模具加工等。

在工业设计领域，工业设计师可以利用 NX建模，迅速建立和改进复杂的产品形状，并使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。

在产品设计领域，NX 具有高性能的机械设计和制图功能，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序，仿真、确认和优化。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。

在CNC加工领域，用户可以在图形方式下观测刀具沿轨迹运动的情况并可对其进行图形化修改：如对刀具轨迹进行延伸、缩短或修改等。该模块同时提供通用的点位加工编程功能，可用于钻孔、攻丝和镗孔等加工编程。交互界面可按用户需求进行灵活的用户化修改和剪裁，并可定义标准化刀具库、加工工艺参数样板库使初加工、半精加工、精加工等操作常用参数标准化，以减少使用培训时间并优化加工工艺。

在模具设计领域，UG是当今较为流行的一种模具设计软件，模具设计的流程很多，其中分模就是其中关建的一步。分模有两种：一种是自动的，另一种是手动的，要用到自动分模工具条的命令。首先分析产品，定位坐标，使Z轴方向和脱模方向一致。再进行塑模部件验证，设置颜色面，补靠破孔，拉出分型面，抽取颜色面，将其与分型面和补孔的片体缝合，使之成为一个片体。

4.UG的功能扩展

在完成的工程图中，点击另存为选项，导出文件。在导出文件时不要直接导出DXF/DWG, 而是DXF/DWG下面这个2D Exchange,会出来一个复选框，然后把Output As栏目里改成DXF File或者DWF File(默认设置为UG Part File),最后点Specify Output File(导出按钮)即可。再把导出的文件拖入caxa，查看二维图，进行修改及添加标题栏等操作，实现三维三维图形向视图转化的功能，加快工程图制作，提高效率。

5.结论

综上所述，为了使UG更为广泛地投入教学及其他各领域的工作中，这项技术针对各领域需求，完善了很多实用的功能，使图纸的绘制更加智能化，提高各领域工作和学习效率，极大地促进了机械制图领域的发展。