探討UG NX在機(jī)械制圖教學(xué)中的應(yīng)用

江北大 楊國麗 孔凡寶 王寧

關(guān)鍵詞：機(jī)械制圖;UG NX;教學(xué)手段

中圖分類號：TH126

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、引入U(xiǎn)G NX的意義

UG NX是Siemens公司出品的一款工程問題解決方案軟件，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械設(shè)計(jì)制造、車輛工程、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。該軟件模塊眾多、功能強(qiáng)大，其中建模模塊能夠方便快捷地按照設(shè)計(jì)者的思路構(gòu)建各種復(fù)雜造型，在機(jī)械制圖教學(xué)中可以用來講解各種表達(dá)方法的原理，比如三視圖的形成、剖視圖的形成等;制圖模塊則能夠迅速導(dǎo)出三維模型的二維圖紙，可以用來對比模型在不同視角下的視圖特征以及對模型進(jìn)行優(yōu)化后的視圖變化;運(yùn)動(dòng)仿真模塊能夠讓靜態(tài)的裝配體模型運(yùn)動(dòng)起來，使學(xué)生能夠清晰地了解裝配體的結(jié)構(gòu)原理和運(yùn)動(dòng)特性，比如機(jī)用虎鉗的結(jié)構(gòu)和原理等;裝配模塊能夠?qū)ρb配體進(jìn)行虛擬裝配，能夠使學(xué)生清楚地觀察裝配對象的拆裝過程，比如減速機(jī)的裝配等。

二、UG NX應(yīng)用案例

1.在相貫線教學(xué)中的應(yīng)用

相貫線是指兩立體相交時(shí)表面產(chǎn)生的交線，是機(jī)械圖樣中一種常見的輪廓線。相貫線的繪制是“機(jī)械制圖”教學(xué)中的基礎(chǔ)內(nèi)容，也是難點(diǎn)內(nèi)容，比如兩空心圓柱體相貫時(shí)，內(nèi)部的相貫線為兩曲面立體相交產(chǎn)生的空間曲線，大多數(shù)初學(xué)者較難想象出它們的形狀，從而對其繪制無從下手。將UG NX引入教學(xué)中，在課堂上讓學(xué)生一起參與討論如何運(yùn)用UG NX的編輯草圖、拉伸等命令繪制兩個(gè)空心圓柱體相貫的模型，不僅能夠活躍課堂氣氛，還能夠鍛煉學(xué)生構(gòu)造形體的能力和空間想象能力。在繪制得到模型后，將相貫線的形狀、位置清楚地展示了出來，還可以通過操作UG NX改變圓柱的直徑和相貫的角度實(shí)時(shí)得到不同的相貫線，對于促進(jìn)學(xué)生理解、融會(huì)貫通相關(guān)知識大有裨益。

2.在剖視圖教學(xué)中的應(yīng)用

剖視圖主要用于表達(dá)機(jī)件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形狀。傳統(tǒng)的剖視圖教學(xué)，一般是運(yùn)用多媒體課件中的動(dòng)畫結(jié)合實(shí)物模型進(jìn)行講解，優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)⑵室暤幕驹碇v解清楚，缺點(diǎn)是動(dòng)畫的制作較煩瑣，實(shí)物模型數(shù)量、類型、大小有限，對于復(fù)雜組合體，沒有豐富繪圖經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生往往難以想象出零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而無法選擇出合理的剖切方式、剖切位置。將UG NX引入教學(xué)中，和學(xué)生一起討論建立零件模型，通過調(diào)整零件的渲染樣式，能夠清晰地看到零件的整體形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，繼而引導(dǎo)學(xué)生思考如何選擇合適的剖切方式和剖切位置，并鼓勵(lì)學(xué)生嘗試?yán)L制。在講解階段，在剖切位置上建立基準(zhǔn)平面作為剖切面，將剖切面與觀察者之間的部分修剪掉，然后結(jié)合剩下的部分進(jìn)行講解剖視的原理和畫法，能夠達(dá)到事半功倍的效果。通過這樣的分析—實(shí)踐—驗(yàn)證—修正的教學(xué)過程反復(fù)練習(xí)，能夠迅速提高學(xué)生的零件結(jié)構(gòu)分析能力和繪圖能力。

3.在裝配圖教學(xué)中的應(yīng)用

裝配圖是表達(dá)機(jī)器的工作原理、運(yùn)動(dòng)方式、零件間連接及裝配關(guān)系的圖樣，在機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、裝配調(diào)試、維護(hù)檢修、使用以及技術(shù)的交流、協(xié)作、革新中，具有非常重要的作用。裝配圖的識讀是“機(jī)械制圖”課程的重點(diǎn)內(nèi)容，但是由于其視圖和線條較多、涉及的畫法較多，也成為教學(xué)中的難點(diǎn)內(nèi)容。傳統(tǒng)的裝配圖識讀教學(xué)中，一般是結(jié)合若干靜態(tài)的模型圖片進(jìn)行講解，方法落后，效果較差，將UG NX引入教學(xué)中，首先通過向?qū)W生展示模型整體結(jié)構(gòu)和半透明渲染樣式，啟發(fā)學(xué)生思考裝配體各零部件的連接、配合關(guān)系，其次向?qū)W生展示裝配體的爆炸視圖和虛擬裝配過程，引導(dǎo)學(xué)生分析裝配體的運(yùn)動(dòng)情況和裝配流程，最后進(jìn)入U(xiǎn)G NX的運(yùn)動(dòng)仿真模塊，進(jìn)行裝配體運(yùn)動(dòng)演示，組織學(xué)生討論其工作原理和運(yùn)動(dòng)特性。通過以上循序漸進(jìn)的教學(xué)過程，學(xué)生對裝配圖各零件結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系、裝配流程和工作原理有一個(gè)細(xì)致而全面的認(rèn)識，從而順利完成識讀任務(wù)。

將UG NX引入“機(jī)械制圖”教學(xué)中，不僅豐富了教師的教學(xué)手段和方法，使教學(xué)過程更加直觀和具有啟發(fā)性、趣味性，還能夠較好地鍛煉學(xué)生的識圖和繪圖能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，拓展了教師將各種信息化手段運(yùn)用到教學(xué)中的思路，同時(shí)對教師的各類計(jì)算機(jī)軟件的使用能力也提出了更高的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔 寧，劉向陽.運(yùn)用UG軟件改革工程圖學(xué)教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].裝備制造技術(shù)，2012（6）：224-226.

[2]彭廣耀.UG建模技術(shù)在機(jī)械制圖教學(xué)中的探索[J].中國教育技術(shù)裝備，2014（6）：97-98.