UG軟件在機械設計中的應用研究

伍錫貴

摘 要：UG是美國一家大型軟件產品開發設計公司的重要產品，是一種結合CAD/CAM/CAE三大系統于一體的三維參數化軟件，也是一種制造業廣泛應用的高端產品設計和工業設計軟件，實現了產品的優化設計、產品標準化生產過程，具備概念設計、工程設計以及分析于加工制造的強大功能，可以對產品進行實體造型、曲面造型以及虛擬裝配和工程制圖等多種設計，滿足現代制造業的基本設計需求，并且能夠與數控代碼進行完美的轉換，實現數學分析和仿真模擬，從而被廣泛應用于機械、汽車、家電等高新技術產業和涉及機械產品設計的其他行業。

關鍵詞：UG;機械設計;行業應用

中圖分類號：TB ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2020.08.102

1 UG軟件概述

1.1 UG軟件的介紹

UG軟件是Siemens PLM Software公司為用戶產品設計及加工制定的產品工程解決方案，通過數字化造型和驗證手段，針對用戶對產品設計和工藝設計的虛擬建模需求，提供實踐驗證的解決方案。UG系統是一種集CAD/CAM的綜合系統，良好的設計效果，標準的實體造型，還能夠構造出各種復雜的實體和造型結構，都體現了UG的強大。隨著計算機的普及，在制造業中的應用十分廣泛，這種強大的工業設計和產品設計軟件，也因此被越來越多的企業和個人所應用。UG是一種由C語言開發的軟件系統，建立在二維和三維空間無結構網格上，可進行自適應多重網格方法開發的軟件工具，也是一種通過靈活的數值求解偏微分方程構建模型的重要工具。UG具有三個設計層次，正是結構設計、子系統設計和組件設計這種多層次的結構才能夠準確描述不同層次的抽象物體。

1.2 UG軟件的優勢

UG是一種交互性軟件，與用戶能夠營造一種互動式的設計氛圍，這種靈活的交互式軟件具有其他軟件無法企及的優點。從UG本身的軟件設計來看，UG軟件的操控界面可以個性定制。這種個性定制指的是UG的操控界面可以根據產品的設計需要、用戶自身的喜好和習慣進行編輯。UG具有優質的工具條，并且具有很多的右鍵菜單功能，在不同的任務之間，可以進行快速的訪問，在操控UG軟件時，這種動態的交互性原則，讓用戶能夠全面的把控軟件的各項功能。從UG的功能模塊來說，UG是一種集CAD、CAM以及CAE于一體的綜合型設計系統，本身足夠強大，具備靈活的建模方式，能夠滿足不同功能模塊之間的轉換，并且這些功能模塊，在開展機械設計的工作時，不僅可以對模塊進行響應的靜態構造分析，還能夠詳細分析模塊的動態構造，對于設計中出現的新問題，制定更加優質的解決方案，分析細致化、建模效率高的優勢十分顯著。

2 UG軟件在機械設計中的實際應用

2.1 CAD模塊

UG中的CAD模塊具備很強的三維建模能力，在UG軟件中，CAD模塊由基本環境、零件建模以及裝配和制圖等組成。基本環境主要由基本的文件操作如打開、創建，視圖操作如著色、消隱、試圖布局、圖層管理、繪圖、表達式查詢等多種功能，而且在用戶工具中用戶可以自定義菜單功能，實現快速訪問常用功能和二次開發功能。在進行零件建模時，可以結合不同的零件特征選用合適的零件，操作簡單，且不同方法對應著不同的工具和命令，制圖效率高，功能強大，零件尺寸的可控度較高。在裝配和制圖環節，裝配主要由自下而上和自上而下的裝配方法，適用于不同的裝配環節，在進行組合建模時和工程圖繪制時，實體模型可以根據不同的幾何模型尺寸的修改程度，進行自動更新，提高工作效率，減少繪制時間。

2.2 CAM模塊

CAM模塊在UG軟件中也是十分重要的功能模塊，其可以連接所有共同功能加工模塊，用戶可以根據需要進行刀具移動、圖形修改等功能，可進行多種設計和加工任務，尤其是鉆孔和攻絲功能，在CAM模塊下，UG軟件的交互式體現得更加全面，操作也十分簡單和方便。

2.3 CAE模塊

UG軟件的CAE主要用于高度集成特征，是一種基于有限元的前后置處理環境，在短時間內將模塊所承擔的任務進行有限元分析，進行產品的多重優化，可以有效的減少開發時間，并且提供了豐富的分析工具，在網格劃分和特定條件下，實現交互式劃分。除此之外，CAE模塊還可以將分析結果輸送到解算器中進行后續計算，實現以云圖等多種方式的輸出，同時CAE模塊還具有動態仿真的功能。

3 UG軟件的應用前景

在最新的UG版本中，新增了HD3D和同步建模技術的增強功能，這意味著UG在機械設計的應用中，用更少的投入實現更多的產品創新，提供更多的產品解決方案。利用HD3D可視化展板可以幫助企業在產品開發團隊更好的寫作和制定決策，以一種簡單的方式來收集、整理和展示產品設計，并且提供具有可靠依據的決策報告，也更加簡化了用戶交互驗證，可以更加快速的導向并解決產品的質量問題，實現仿真和制造之間的無縫傳輸，也可以準確、及時的提高產品質量和性能，提高制造效率。因此，在未來機械設計行業中，UG將會不斷推動著制造業的發展，而制造業的產品設計需要，也會讓UG軟件得到更多的創新，實現更多的行業應用。

參考文獻

[1]李俊文，陳玉蓮，鐘奇.UG在機械設計課程設計中的應用[J].裝備制造技術，2016，（05）.

[2]周登科.UG軟件在機械制圖課程教學中的輔助應用初探[J].哈爾濱職業技術學院學報，2016，（02）.