基于UG的建模教學(xué)探討

羅彬賓

摘 要： UG是一套功能強(qiáng)大的CAD/CAM/CAE軟件，有著很大的市場(chǎng)占有率。作者結(jié)合自身的UG教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從細(xì)節(jié)出發(fā)就UG建模教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題給出相應(yīng)的改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞： UG 建模教學(xué) 改進(jìn)建議

UG是一套集CAD/CAM/CAE為一體的三維參數(shù)化軟件[1]，具有強(qiáng)大的建模、分析和加工功能，其廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造及分析的各個(gè)方面，是當(dāng)今最有影響力的三維設(shè)計(jì)加工軟件之一。作為一名從事設(shè)計(jì)制造方面教學(xué)的普通老師，由于經(jīng)常承擔(dān)CAD/CAM這門課程的教學(xué)，在漫長(zhǎng)的教學(xué)過(guò)程中接觸到了形形色色的學(xué)生，也看到了他們?cè)趯W(xué)習(xí)UG建模這門最基本課程中碰到的種種問(wèn)題。在UG軟件的教學(xué)過(guò)程中，盡管UG軟件提供了靈活強(qiáng)大的建模功能，老師也很盡心盡力地教學(xué)，如合理地選用教學(xué)內(nèi)容，使用各種教學(xué)方法，想盡各種辦法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但是結(jié)果不盡如人意。筆者以自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，拋開教學(xué)整體框架，從細(xì)節(jié)上探討UG教學(xué)中存在的問(wèn)題及相應(yīng)的解決方法。

首先，學(xué)生在建模過(guò)程中非常容易出現(xiàn)的誤區(qū)，就是很多學(xué)生在建模過(guò)程中習(xí)慣性地將每個(gè)子部分的設(shè)計(jì)特征和細(xì)節(jié)特征[2]都構(gòu)建完畢之后才進(jìn)行下一步的構(gòu)建。這種建模習(xí)慣可以說(shuō)相當(dāng)不合理，因?yàn)槊總€(gè)子部分的設(shè)計(jì)特征和細(xì)節(jié)特征都可能影響下一步的建模，如影響正確識(shí)圖和造成建?；靵y從而延長(zhǎng)建模時(shí)間，所以筆者經(jīng)常告誡學(xué)生先構(gòu)建整體框架然后再考慮細(xì)節(jié)，就如建房子一樣，先把框架搭好然后再考慮裝修，而不是邊搭框架邊裝修吃力又不討好。

其次，加強(qiáng)草圖的練習(xí)，讓每張草圖都變得一目了然。草圖是建模的基礎(chǔ)，由于UG的參數(shù)化建模技術(shù)特別好用，學(xué)生很容易使用尺寸驅(qū)動(dòng)和約束驅(qū)動(dòng)的方式構(gòu)建草圖，因此授課老師往往會(huì)縮減草圖的練習(xí)時(shí)間，導(dǎo)致學(xué)生繪制的草圖看起來(lái)很邋遢，如標(biāo)注混亂、約束混亂甚至沒(méi)有達(dá)到全約束。

再次，強(qiáng)調(diào)圖層的重要性，要求學(xué)生按照模型要素的特征將其歸類到不同的圖層中。筆者在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)比較有意思的現(xiàn)象是：如果不反復(fù)強(qiáng)調(diào)圖層的重要性及模型要素按照不同特征歸類到不同的圖層中，學(xué)生根本沒(méi)有圖層的概念。當(dāng)然，對(duì)于簡(jiǎn)單的模型這種做法也沒(méi)什么，但是一旦模型稍稍復(fù)雜一點(diǎn)，沒(méi)有使用圖層歸類的模型不但直觀上混亂，而且編輯起來(lái)比較麻煩。

然后，可行的情況下盡量少使用草圖，多使用體素特征和標(biāo)準(zhǔn)成型特征，這樣可以大幅度提升建模速度。由于在建模過(guò)程中繪制草圖并且確保其無(wú)誤需要花費(fèi)比較多的時(shí)間，而用體素特征和標(biāo)準(zhǔn)成型特征相對(duì)花費(fèi)的時(shí)間要少得多，雖然使用此兩種特征可以縮減建模時(shí)間而且不容易出錯(cuò)。如圖1所示的模型，這樣模型看起來(lái)要使用多個(gè)草圖才能完成，草圖的繪制過(guò)程雖然簡(jiǎn)單，但需要較多的時(shí)間，如使用體素特征和標(biāo)準(zhǔn)成型特征不需要草圖也能完成，過(guò)程相對(duì)更直接明了，而且不會(huì)出現(xiàn)失誤。如圖2所示，首先，運(yùn)用體素特征繪制長(zhǎng)方體；其次，運(yùn)用拉伸特征選擇兩條邊用兩面偏置方法繪制側(cè)壁；再次，運(yùn)用倒圓角特征倒圓；然后，運(yùn)用凸臺(tái)特征完成中間圓柱部分；然后，運(yùn)用孔特征打孔；最后，運(yùn)用腔體和倒圓角特征完成模型。

最后，巧用偏置面特征及拉伸特征中的偏置和在相交處停止功能提升建模速度。有些模型雖然看起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但是常規(guī)的建模方法做起來(lái)比較麻煩，耗時(shí)較多。如果巧妙地運(yùn)用偏置面特征及拉伸特征中的偏置和在相交處停止功能的話往往能夠達(dá)到快速建模的效果。如圖3所示，這個(gè)模型雖然簡(jiǎn)單，但是常規(guī)的構(gòu)建方法做起來(lái)比較麻煩，如果使用偏置面特征及拉伸特征中的偏置和在相交處停止功能就會(huì)容易很多。如圖4所示，首先，繪制建模思路中的簡(jiǎn)單草圖；其次，使用拉伸特征的在相交處停止功能構(gòu)建基礎(chǔ)部分；再次，使用拉伸特征中的偏置功能構(gòu)建左側(cè)的伸出部分；再次，使用拉伸特征中的偏置功能構(gòu)建右側(cè)的伸出部分；然后，運(yùn)用偏置面特征完成右側(cè)伸出部分；最后，使用標(biāo)準(zhǔn)成型特征完成模型的細(xì)節(jié)部分。就這樣一個(gè)看似比較棘手的模型短時(shí)間內(nèi)就完成的。

總的來(lái)說(shuō)，UG是一個(gè)功能強(qiáng)大的CAD/CAM/CAE軟件。在建模教學(xué)中強(qiáng)調(diào)建?；疽?guī)則的情況下，注重細(xì)節(jié)使用靈活多變的建模方法，不但可以培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力，而且可以激發(fā)學(xué)生的興趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]王樂(lè)文.UG的參數(shù)化建模方法[J].中小企業(yè)管理與科技，2016（4）：207-207.

[2]宋志國(guó).CAD/CADM-UGNX7.5實(shí)例教程[M].北京交通大學(xué)出版社，2014.