淺談NXUG三維軟件在汽車工程制圖課程中的應(yīng)用

劉曉潔 別玉娟 于燕玲

摘要：將NX UG三維軟件應(yīng)用于汽車工程制圖課程中零件三視圖、剖視圖、裝配圖等模塊，使用使學(xué)生更加直觀的理解三維實(shí)體和二維零件圖之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高、空間想象能力得到提升，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：NX UG軟件，工程制圖，課程改革

汽車工程制圖是汽車制造與裝配技術(shù)專業(yè)學(xué)生的一門專業(yè)技能基礎(chǔ)課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握“工程圖”這一機(jī)械領(lǐng)域通用的“技術(shù)語言”，能夠具備識(shí)讀、繪制零件圖的能力，以及工程界構(gòu)思、分析和表達(dá)工程問題的能力，并為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。但是在教學(xué)過程中，部分學(xué)生空間想象力較差，三維實(shí)體到二維工程表達(dá)、轉(zhuǎn)換過程中存在困難，借助 UG 軟件來輔助機(jī)械制圖的課堂教學(xué)，推動(dòng)本課程的教學(xué)改革是很有必要的[1]。

1. NX UG軟件簡介

UG 軟件是融合計(jì)算機(jī)功能輔助完成 CAD/CAM/CAE一體化操作的軟件，廣泛應(yīng)用在機(jī)械、模具設(shè)計(jì)制造、機(jī)電一體化以及數(shù)控加工等領(lǐng)域[2]，UG軟件的三大基礎(chǔ)功能是：三維實(shí)體建模、NX UG工程圖、模擬裝配。同時(shí)，在UG 三維實(shí)體建模完成后，可以使用NX Nastran模塊對(duì)零件進(jìn)行有限元分析用來設(shè)計(jì)和生產(chǎn)更加安全可靠的產(chǎn)品，得到更優(yōu)化的設(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。還可以使用NX CAM模塊的數(shù)控加工自動(dòng)編程，提高零件數(shù)控加工程序的質(zhì)量。

2. NX UG軟件在汽車工程制圖課程中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的汽車工程制圖課程在教學(xué)過程中主要通過零件模型、立體圖等方式展示零件，以便學(xué)生更好的把握三維實(shí)體圖形和二維工程圖之間的轉(zhuǎn)換，但是存在模型更新速度慢、展示不直觀的問題。使用NX UG軟件不僅可以做到實(shí)時(shí)更新教學(xué)模型，還可以實(shí)時(shí)為學(xué)生演示正視圖、左視圖、俯視圖不同投影免得視圖，還可以通過設(shè)置模型顯示的透明度更直觀的展示零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過實(shí)時(shí)放大、縮小展示細(xì)節(jié)和整體視圖等等，這些都為后續(xù)的教學(xué)效果提供了很好的支持。

2.1 NX UG軟件在三視圖教學(xué)模塊中的應(yīng)用

在繪制組合體（圖1）的三視圖的教學(xué)過程中，學(xué)生普遍面臨的兩個(gè)難點(diǎn)，第一個(gè)是底板兩個(gè)圓孔主視圖和左視圖的投影線，第二個(gè)是立板上半圓孔左視圖的投影線，主要原因是這兩個(gè)結(jié)構(gòu)在對(duì)應(yīng)視圖上的投影線為不可見輪廓線。在教學(xué)過程中，首先使用NX UG軟件對(duì)該組合體進(jìn)行實(shí)體造型，設(shè)置模型顯示的透明度，使學(xué)生更加直觀的看清組合體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，再分別向主視圖、俯視圖、左視圖三個(gè)方向投影（如圖2所示），學(xué)生可以直觀看到不同結(jié)構(gòu)在三個(gè)視圖上的投影曲線，有效破解教學(xué)難點(diǎn)。

在繪制滑動(dòng)軸承座的教學(xué)過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)為：①左視圖中軸承座孔的不可見輪廓線、支撐板與圓筒融合部分無輪廓線以及圓筒輪廓線與肋板的輪廓線并不在同一高度;②俯視圖中哪些輪廓可見（粗實(shí)線表示），哪些輪廓線不可見（細(xì)虛線表示）。使用NX UG軟件可以通過調(diào)整視圖透明度清晰展示的同時(shí)，還可以對(duì)細(xì)節(jié)部分（如圓筒輪廓線與肋板的輪廓線）進(jìn)行放大展示，便于學(xué)生理解輪廓的投影（如圖3所示）。

2.2 NX UG軟件在剖視圖教學(xué)模塊中的應(yīng)用

在剖視圖的教學(xué)過程中，為了展示零件（圖4中①所示）的剖切過程以及剖視圖，可以直接利用NX UG 軟件中的“平面”命令，展示剖切平面的位置（如圖5中②所示），然后轉(zhuǎn)換視圖方向直觀展示剖切平面的俯視圖上的投影，使學(xué)生更加直觀的理解“剖切平面符號(hào)”的表達(dá)方式，最后利用“分割”命令將三維模型剖分，剖切面就直觀的展示出來。在半剖、局剖、旋轉(zhuǎn)剖、階梯剖的教學(xué)過程中同樣可以采用上述的教學(xué)手段來提高教學(xué)效果。

2.3NX UG軟件在裝配圖教學(xué)模塊中的應(yīng)用

機(jī)器和部件是由若干個(gè)零件按一定裝配關(guān)系和技術(shù)要求裝配起來的。表達(dá)機(jī)器（或部件）及其組成部分連接裝配關(guān)系的圖樣稱為裝配圖[3]。在裝配的教學(xué)過程中各零件之間的裝配關(guān)系是教學(xué)難點(diǎn)之一，以“活塞連桿組”的裝配圖教學(xué)為例，可以使用NX UG中的“裝配圖”模塊，動(dòng)態(tài)展示活塞連桿組的裝配過程，是學(xué)生能夠更直的觀識(shí)讀各零件的形體結(jié)構(gòu)、理解各零件之間的裝配關(guān)系。裝配完成之后，可以對(duì)裝配模型進(jìn)行剖切，使學(xué)生理解裝配圖中采用剖視圖表達(dá)的部分結(jié)構(gòu)。

3.教學(xué)效果

在汽車工程制圖的教學(xué)過程中，在三視圖、剖視圖、裝配圖等教學(xué)模塊的教學(xué)過程中充分利用NX UG軟件，使得課程的教學(xué)資源能夠迅速適應(yīng)課程內(nèi)容的更新和變化，同時(shí)教學(xué)學(xué)生更加直觀的理解各種零部件的結(jié)構(gòu)、裝配以及視圖的表達(dá)方法，提高了課堂的趣味性，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提升，教學(xué)效果良好。希望在其他相關(guān)專業(yè)課程如汽車構(gòu)造、汽車機(jī)械基礎(chǔ)等課程的教學(xué)中能同樣結(jié)合UX UG軟件進(jìn)行課程改革，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張慶.基于UG NX軟件的《機(jī)械制圖》教學(xué)改革研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（18）：221-222.

[2]狄金葉 ，黃海龍 ，陳艷 ，張麗 .基于UG 軟件的機(jī)械制圖課程教學(xué)改革研究[J].裝備制造技術(shù)，2018（8）：203-205.

[3]婁坤明.Solidworks在機(jī)械制圖“裝配體”教學(xué)中的運(yùn)用[J]. 現(xiàn)代職業(yè)教育，2018（ 2）：132

作者簡介：劉曉潔（1984-），女，河南三門峽人，講師，碩士，研究方向：汽車制造與裝配技術(shù)

湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 十堰 442000