基于UG的建模教學探討

羅彬賓

摘 要： UG是一套功能強大的CAD/CAM/CAE軟件，有著很大的市場占有率。作者結合自身的UG教學經驗，從細節(jié)出發(fā)就UG建模教學過程中出現的問題給出相應的改進建議。

關鍵詞： UG 建模教學 改進建議

UG是一套集CAD/CAM/CAE為一體的三維參數化軟件[1]，具有強大的建模、分析和加工功能，其廣泛應用于產品設計制造及分析的各個方面，是當今最有影響力的三維設計加工軟件之一。作為一名從事設計制造方面教學的普通老師，由于經常承擔CAD/CAM這門課程的教學，在漫長的教學過程中接觸到了形形色色的學生，也看到了他們在學習UG建模這門最基本課程中碰到的種種問題。在UG軟件的教學過程中，盡管UG軟件提供了靈活強大的建模功能，老師也很盡心盡力地教學，如合理地選用教學內容，使用各種教學方法，想盡各種辦法激發(fā)學生的學習興趣，但是結果不盡如人意。筆者以自己的教學經驗為基礎，拋開教學整體框架，從細節(jié)上探討UG教學中存在的問題及相應的解決方法。

首先，學生在建模過程中非常容易出現的誤區(qū)，就是很多學生在建模過程中習慣性地將每個子部分的設計特征和細節(jié)特征[2]都構建完畢之后才進行下一步的構建。這種建模習慣可以說相當不合理，因為每個子部分的設計特征和細節(jié)特征都可能影響下一步的建模，如影響正確識圖和造成建模混亂從而延長建模時間，所以筆者經常告誡學生先構建整體框架然后再考慮細節(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，加強草圖的練習，讓每張草圖都變得一目了然。草圖是建模的基礎，由于UG的參數化建模技術特別好用，學生很容易使用尺寸驅動和約束驅動的方式構建草圖，因此授課老師往往會縮減草圖的練習時間，導致學生繪制的草圖看起來很邋遢，如標注混亂、約束混亂甚至沒有達到全約束。

再次，強調圖層的重要性，要求學生按照模型要素的特征將其歸類到不同的圖層中。筆者在教學過程中發(fā)現比較有意思的現象是：如果不反復強調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，學生根本沒有圖層的概念。當然，對于簡單的模型這種做法也沒什么，但是一旦模型稍稍復雜一點，沒有使用圖層歸類的模型不但直觀上混亂，而且編輯起來比較麻煩。

然后，可行的情況下盡量少使用草圖，多使用體素特征和標準成型特征，這樣可以大幅度提升建模速度。由于在建模過程中繪制草圖并且確保其無誤需要花費比較多的時間，而用體素特征和標準成型特征相對花費的時間要少得多，雖然使用此兩種特征可以縮減建模時間而且不容易出錯。如圖1所示的模型，這樣模型看起來要使用多個草圖才能完成，草圖的繪制過程雖然簡單，但需要較多的時間，如使用體素特征和標準成型特征不需要草圖也能完成，過程相對更直接明了，而且不會出現失誤。如圖2所示，首先，運用體素特征繪制長方體；其次，運用拉伸特征選擇兩條邊用兩面偏置方法繪制側壁；再次，運用倒圓角特征倒圓；然后，運用凸臺特征完成中間圓柱部分；然后，運用孔特征打孔；最后，運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比較簡單，但是常規(guī)的建模方法做起來比較麻煩，耗時較多。如果巧妙地運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到快速建模的效果。如圖3所示，這個模型雖然簡單，但是常規(guī)的構建方法做起來比較麻煩，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容易很多。如圖4所示，首先，繪制建模思路中的簡單草圖；其次，使用拉伸特征的在相交處停止功能構建基礎部分；再次，使用拉伸特征中的偏置功能構建左側的伸出部分；再次，使用拉伸特征中的偏置功能構建右側的伸出部分；然后，運用偏置面特征完成右側伸出部分；最后，使用標準成型特征完成模型的細節(jié)部分。就這樣一個看似比較棘手的模型短時間內就完成的。

總的來說，UG是一個功能強大的CAD/CAM/CAE軟件。在建模教學中強調建模基本規(guī)則的情況下，注重細節(jié)使用靈活多變的建模方法，不但可以培養(yǎng)學生的空間思維能力，而且可以激發(fā)學生的興趣。

參考文獻：

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

[2]宋志國.CAD/CADM-UGNX7.5實例教程[M].北京交通大學出版社，2014.