探讨UG NX在机械制图教学中的应用

江北大 杨国丽 孔凡宝 王宁

关键词：机械制图;UG NX;教学手段

中图分类号：TH126

文献标识码：A

一、引入UG NX的意义

UG NX是Siemens公司出品的一款工程问题解决方案软件，已经被广泛应用于航空航天、机械设计制造、车辆工程、工业设计等领域。该软件模块众多、功能强大，其中建模模块能够方便快捷地按照设计者的思路构建各种复杂造型，在机械制图教学中可以用来讲解各种表达方法的原理，比如三视图的形成、剖视图的形成等;制图模块则能够迅速导出三维模型的二维图纸，可以用来对比模型在不同视角下的视图特征以及对模型进行优化后的视图变化;运动仿真模块能够让静态的装配体模型运动起来，使学生能够清晰地了解装配体的结构原理和运动特性，比如机用虎钳的结构和原理等;装配模块能够对装配体进行虚拟装配，能够使学生清楚地观察装配对象的拆装过程，比如减速机的装配等。

二、UG NX应用案例

1.在相贯线教学中的应用

相贯线是指两立体相交时表面产生的交线，是机械图样中一种常见的轮廓线。相贯线的绘制是“机械制图”教学中的基础内容，也是难点内容，比如两空心圆柱体相贯时，内部的相贯线为两曲面立体相交产生的空间曲线，大多数初学者较难想象出它们的形状，从而对其绘制无从下手。将UG NX引入教学中，在课堂上让学生一起参与讨论如何运用UG NX的编辑草图、拉伸等命令绘制两个空心圆柱体相贯的模型，不仅能够活跃课堂气氛，还能够锻炼学生构造形体的能力和空间想象能力。在绘制得到模型后，将相贯线的形状、位置清楚地展示了出来，还可以通过操作UG NX改变圆柱的直径和相贯的角度实时得到不同的相贯线，对于促进学生理解、融会贯通相关知识大有裨益。

2.在剖视图教学中的应用

剖视图主要用于表达机件内部的结构形状。传统的剖视图教学，一般是运用多媒体课件中的动画结合实物模型进行讲解，优点是能够将剖视的基本原理讲解清楚，缺点是动画的制作较烦琐，实物模型数量、类型、大小有限，对于复杂组合体，没有丰富绘图经验的学生往往难以想象出零件的内部结构，从而无法选择出合理的剖切方式、剖切位置。将UG NX引入教学中，和学生一起讨论建立零件模型，通过调整零件的渲染样式，能够清晰地看到零件的整体形状和内部结构，继而引导学生思考如何选择合适的剖切方式和剖切位置，并鼓励学生尝试绘制。在讲解阶段，在剖切位置上建立基准平面作为剖切面，将剖切面与观察者之间的部分修剪掉，然后结合剩下的部分进行讲解剖视的原理和画法，能夠达到事半功倍的效果。通过这样的分析—实践—验证—修正的教学过程反复练习，能够迅速提高学生的零件结构分析能力和绘图能力。

3.在装配图教学中的应用

装配图是表达机器的工作原理、运动方式、零件间连接及装配关系的图样，在机械的设计、制造、装配调试、维护检修、使用以及技术的交流、协作、革新中，具有非常重要的作用。装配图的识读是“机械制图”课程的重点内容，但是由于其视图和线条较多、涉及的画法较多，也成为教学中的难点内容。传统的装配图识读教学中，一般是结合若干静态的模型图片进行讲解，方法落后，效果较差，将UG NX引入教学中，首先通过向学生展示模型整体结构和半透明渲染样式，启发学生思考装配体各零部件的连接、配合关系，其次向学生展示装配体的爆炸视图和虚拟装配过程，引导学生分析装配体的运动情况和装配流程，最后进入UG NX的运动仿真模块，进行装配体运动演示，组织学生讨论其工作原理和运动特性。通过以上循序渐进的教学过程，学生对装配图各零件结构、装配关系、装配流程和工作原理有一个细致而全面的认识，从而顺利完成识读任务。

将UG NX引入“机械制图”教学中，不仅丰富了教师的教学手段和方法，使教学过程更加直观和具有启发性、趣味性，还能够较好地锻炼学生的识图和绘图能力，激发学生的学习兴趣。此外，拓展了教师将各种信息化手段运用到教学中的思路，同时对教师的各类计算机软件的使用能力也提出了更高的要求。

参考文献：

[1]崔 宁，刘向阳.运用UG软件改革工程图学教学的探索与实践[J].装备制造技术，2012（6）：224-226.

[2]彭广耀.UG建模技术在机械制图教学中的探索[J].中国教育技术装备，2014（6）：97-98.