UGNX软件在技工院校机械专业基础课教学中的应用

2022-11-21

UG NX是当前最为先进的集CAD/CAM/CAE于一体的软件, 且主要面向制造业, 不仅在行业领域发挥着显著作用, 在机械专业的基础课教学中也起到了积极的辅助作用。技工院校的机械专业普遍存在专业基础课理论性强、抽象难理解, 学生学习兴趣不高的现象。通过对软件功能的开拓, 可以将UG NX软件应用于机械制图、机械传动、公差配合等专业基础课的教学中, 利用软件将抽象的理论和运动轨迹可视化、可动化, 并且在学生制图建模的过程中, 增强其对所学知识的理解应用。

一、UG NX软件介绍

UG NX软件是Unigraphics Solutions公司推出的集CAD/CAM/CAE于一体的三维参数化设计软件, 在汽车、交通、航空航天、日用消费品、通用机械及电子工业等工程设计领域得到了大规模的应用。

UG NX主要包括基础模块、CAD模块、CAM模块和CAE模块四大功能模块。由于其强大的功能, 在机械制造领域得到了广泛应用[1]。

二、UG NX软件在机械专业基础课程中应用

(一) 机械制图课程中的应用

机械制图是机械专业重要基础课之一, 通过几何体、组合体和机件的学习掌握点线面、几何体的画法, 几何体的组合以及各种视图的绘制和识读, 使学生具备通过图形符号、文字数字等的组合表达设计意图和制造要求的能力。在UG NX软件的CAD模块中, 含有制图子模块和建模子模块, 能够方便的设计各种直线曲线、平面曲面, 并且能够通过建模形成三维立体图, 拖动鼠标旋转图形即可从不同角度对实体进行观察分析, 弥补了传统模型数量有限, 不便于观察的不足。

并且在二维图形修改后, 可以通过建模重新形成三维立体图;三维体图修改后, 二维图形也会实时更新, 这是传统模型无法做到的, 极大的方便了教学演示, 提高了学生的空间想象力和视图分析能力。在建模环境下, 选择“插入”下拉菜单, 选择“设计特征”, 选择几何体, 输入相关参数, 就可以方便的得到所需几何体 (如图1) 。

在讲解平面与几何体相交的交线及几何体与几何体相交的相贯线时, 都可以使用UG NX软件展示 (如图2) 。

(二) 机械传动课程中的应用

机械传动是机械专业的基础学科, 为后续专业课的学习起着基础作用, 以研究机构的结构和运动原理为主。UG NX软件的CAE模块有着强大的工程分析能力, 能够对模型进行静态和动态分析。在机械传动课程中, 学生可以在CAD模块的制图功能中自行设计机构图, 再通过CAM模块的运动分析功能对所设计的机构进行运动仿真, 练习建立连杆、选择运动副及生成运动轨迹, 最后通过动画观察机构的运动过程。

使书本中的抽象原理动态化, 学生通过设计操作, 最终阶进地掌握复杂机构的运动分析[2]。在设计好的建模模块中选择“开始”下拉菜单中的“运动仿真”模块, 再在运动仿真模块中新建连杆、运动副、运算器等内容, 实现机构的运动仿真 (如图3) 。

(三) 公差配合课程中的应用

公差配合是从互换性的角度来解决零件设计和制造之间误差矛盾的课程, 介绍了基本公差类型, 合理选择配合方式等内容。

UG NX软件CAM模块中的公差分析模块不仅能够对零件的尺寸公差、形位公差进行分析从而考察零件的可装配性, 还能够在多个零件装配时对各零件公差进行综合分析, 合理分配减少对总装的影响, 并能动态仿真装配过程, 对公差配合课程的教学起到了极大的辅助作用。

三、结束语

通过一线教学工作的探索和对UG NX软件功能的学习, 笔者不断感受到UG NX软件对机械专业基础课教学的极大帮助和不可替代的作用。利用软件, 可以在同一个课堂使不同层次基础的学生都有收获, 基础一般的学生能够通过软件的演示更好的理解基本知识;基础较好的学生则能学习用软件自己制图建模, 调动了学生的学习积极性, 提高了学生解决问题的能力[3]。

可以预见, 随着对技能人才培养的层次的提升和技工院校软硬件设施的增强, UG NX软件还将在机械专业教学中发挥更大更显著的作用。

摘要：近年来CAD/CAM软件在各领域发挥着显著作用, UG NX作为目前最先进的CAD/CAM/CAE集成软件广泛应用于机械制造业中。由于技工院校实践性强、学生基础不一等特点, UG NX软件在技工院校机械专业基础课教学中也起到了积极的辅助作用。本文主要探讨了UG NX软件在机械制图、机械传动等机械专业基础课教学中的应用。

关键词：UG,CAD/CAM,机械专业