论UG软件在机械设计中的应用

王红芳

摘要：随着技术的不断的更新与发展，UG 软件是计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助工程（CAD/CAE/CAM）系统软件，该软件和其他的软件相比涵盖的方面比较广泛，该软件对机械设计起着至关重要的作用，在航空、汽车、机械、模具和家电等工业领域应用十分广泛。UG软件的各个模块以及相应的功能在机械设计中广泛运用。UG软件不仅有强大的实体建模、曲面造型，虚拟装配等是其他软件无法比拟的。

关键词：UG；CAD模块；CAE模块；CAM模块

1.UG软件的简介

UG NX 是美国公司推出的CAD/CAE/CAM一体化软件，它的功能比较强大，相比其他的软件，UG是当今世界上最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一，它包含了多种的应用模块，可以实现绘图，实体设计，装配工程图等创建和加工，通过市场调研，UG软件广泛应用机械制造的各个行业中，可以完全满足设计者的需求，真正的实现了各个模块之间的自由切换。

2.UG软件的特点

UG軟件不仅可以满足从产品设计到产品生产整个过程无缝链接，它广泛应用在航空、航天、汽车、人体模型、模具设计等其他的领域。可以提供强大的建模技术和曲面构建，能够完成非常复杂的模型设计。在UG版面的设计中，它包含了多种模块，它的各项功能都是通过各个模块来实现的。UG在设计产品的过程中通过最初的零件设计到最终的产品生产实现了真正意义上的无纸化产品设计，设计出理想的模型。

3.UG软件的应用

UG软件的各个功能都是通过各自的应用模块来实现的，UG的各个功能的模块可以从UG界面的通过选择起始下拉式菜单找到所有的应用模块，由不同的功能模块，来实现不同的用途，它主要应用在航空航天、机械和电子等多个方面，像我们学院的学生主要学习的应用模块有实体建模、草图应用、装配、工程图以及曲面曲线的设计等一些基础的知识，都是运用基本功能的角色来实现的。下面我主要从以下几个常用的模块来说明。

3.1 CAD模块

CAD模块在UG软件中主要包括软件用户的基本环境、建模模块、装配模块和制图模块。

3.1.1用户的基本环境（Gateway）

基本环境在UG软件中是最基础的，它启动UG系统自动运行的第一个模块，也是我们进入UG软件使用其他模块共同运行的平台。它支持关键操作，包括打开一个已经保存的UG文件，建立新的部件文件，存储等文件操作；它主要包含了主菜单栏、下拉式菜单、浮动工具条和资源条等，它是对所有其他UG应用的必要基础。

3.1.2建模模块

实体建模集成了基于约束的特征建模和几何建模两种方法，提供了复合的建模方案，能够使用户方便了建立二维和三维线框、扫描和旋转实体，它根据零件的特点选择不同的零件设计方法。UG软件采用参数化和非参数的设计思路，工具和工具栏之间有着相应的设计关联性，在软件中经常把一些比较常用的工具显示出来，便于查找和使用。在UG软件中菜单栏以树枝状的形式呈现，对零件的设计修改具有快捷、准确、可靠的特点，还对零件的尺寸修改以及相似零件的结构设计具有独到的技术优势。实体建模是特征建模和自由形状建模的必要基础。在UG软件中对零件设计的模块中进行的更改可以自动、快速、准确地反应到装配、工程图等相应关联模块中去，同样，如果在装配模块和工程图型中对设计的零件所做的更改可以自动的反应在零件上，而不像其他的软件一处错误可能要重新来过或删掉错误以后的部分重新做，UG软件会相应的改动，这样就减少了不必要的错误或漏洞，节省时间提高了工作效率，使我们的工作人员可以把大把的精力主要集中在零件设计上，使我们设计出来的零件更先进，更安全。

3.1.3装配建模

在UG软件中可以进行装配模块的设计，从字面意思我们可以了解到装配是一个面向团队的设计，它是通过一个个小的部件来进行装配的，装配导航器提供装配结构的图形显示，方便选择和操作。装配过程就是在装配中建立各个部件之间的链接关系词。她是通过一定的配对关联条件在部件之间建立相应的约束关系，从而确定部件在整体装配中的位置。在装配中，部件的几何实体是被装配引用，而不是被复制，整个装配部件都保持关联性。UG软件支持三种装配方法：从顶向下装配、从底向上装配和混合装配。

3.1.4工程制图

工程制图是UG计算机辅助设计的重要内容，设计人员首先拿到的是工程制图，不同的零件所用的图纸的大小也是有规定的，在我们所学的机械制图中，我们根据不同的零件选择图纸的大小，然后进入工程制图，根据所画的实体模型投影出二维平面图，主要包括一些常用的视图以及一些剖视图，视图中必须要有完整的尺寸标注、表面粗糙度、形位公差符号、技术要求等，绘制产品的平面工程图是从模型的设计到生产的一个重要部分，零件工程图的构建是他们结合的一座桥梁。

3.2CAM加工模块

CAM在UG软件通俗的来讲就是零件的加工，它利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。它输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹（刀位文件）和数控程序。它主要应用中汽车、航天航空、日用消费品、高科技产品、通用机械汽车、航天航空、日用消费品、高科技产品、通用机械中。它的主要步骤包括：部件模型然后设置所用的加工环境，接下来创建或设置程序，加工使用的刀具、几何体和方法节点再进行创建操作，制定操作的参数设置，所有的设置完毕之生成刀位轨迹进行刀轨验证和编辑，最后进行后处理生成NC代码。

3.3 CAE模块

UG的CAE模块主要是指的运动仿真模块，运动仿真是动力学中运动分析，根据运动分析主要找到模型的受力分析点来进行分析。运动仿真模块的分析结果可以指导零件的结构设计（加长或缩短构件的力臂长度，修改凸轮型线、调整齿轮比等）或调整零件的材料（减轻或加重及增加硬度等）。通过受力分析，对分析后的结果进行处理，运动仿真具有前处理、后处理和结算的能力。通过分析的模型进行动画模拟达到完美效果。

4. 结束语

UG软件在机械设计中的作用非常大，它不仅功能齐全，而且操作也很方便，通过它强大的功能模块，来完成产品的完美设计。通过我们对软件不断的学习，更好的去掌握和运用软件，使我们精益求精，随着软件版本的不断更新和功能不断完善，将有越来越多的人群去使用，UG软件的发展趋势必然成为设计者的首选软件。

（作者单位：惠州经济职业技术学院）

参考文献：

[1]《UGNX7.5完全自学手册》钟日铭机械出版社2011年1月1日

[2]《UGNX6.0中文版基础教程》云杰漫步多媒体科技CAX设计教研室清华大学出版社2009年10月1日

[3]《UGNX6.0机械设计（实战篇）》申爱民中国铁道出版社2010年12月