摘要：機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)的是機(jī)械圖樣繪制方法和識(shí)圖方法，現(xiàn)針對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的缺陷和不足，探討了UG技術(shù)在機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：UG;機(jī)械工程圖;機(jī)械圖樣;學(xué)習(xí);應(yīng)用

1? ? 傳統(tǒng)機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)的缺點(diǎn)和不足

機(jī)械工程圖的學(xué)習(xí)主要是探討機(jī)械圖樣的繪制方法和識(shí)圖方法。機(jī)械工程圖通過(guò)圖形表達(dá)思想、分析事物，具有形象、生動(dòng)、一目了然的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了有聲語(yǔ)言和文字描述的某些不足，特別是其對(duì)機(jī)器設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)形狀、一些運(yùn)動(dòng)軌跡的描述，是語(yǔ)言和文字無(wú)法相比的，因此圖樣也被喻為工程界的技術(shù)“語(yǔ)言”。然而，對(duì)于剛接觸到機(jī)械工程圖的人員來(lái)說(shuō)，由于接觸到的立體物體比較少，缺乏對(duì)構(gòu)件的空間想象力，往往很難想象出物體的幾何形狀，導(dǎo)致學(xué)習(xí)困難，慢慢地就會(huì)失去學(xué)習(xí)的興趣。在學(xué)習(xí)中即使使用幻燈片或?qū)W習(xí)模型，但幻燈片不能很好地展示物體的各個(gè)角度，而模型數(shù)量有限，且由于體積和重量大，攜帶不方便，安裝和拆卸也都比較困難，操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也會(huì)影響到學(xué)習(xí)效果。

2? ? UG三維軟件的優(yōu)點(diǎn)

UG是Unigraphics的縮寫(xiě)，這是一個(gè)交互式CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造）系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。UG有很多應(yīng)用模塊，但其中的實(shí)體建模、虛擬裝配和工程圖等模塊在機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)中尤為有用。UG的參數(shù)化設(shè)計(jì)給機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)者帶來(lái)了很大的方便，建模精度高，形象逼真，色彩豐富，利用UG的局部放大、旋轉(zhuǎn)、平移等操作，可以很直觀地觀察到物體的外觀、細(xì)節(jié)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

3? ? UG技術(shù)在機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

UG NX軟件在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用是在吸取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上探索出的一種新方法。UG學(xué)習(xí)法以軟件作為載體，從零件構(gòu)建出發(fā)，將抽象的物體具像化，幫助學(xué)生快速掌握零件與工程圖要素之間的轉(zhuǎn)換，切實(shí)提高學(xué)生的空間想象能力，解決傳統(tǒng)機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)中存在的學(xué)習(xí)內(nèi)容空洞、抽象的問(wèn)題。下面就具體探討UG NX在機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。

3.1? ? UG在建立畫(huà)法幾何基本概念中的應(yīng)用

在機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)中，畫(huà)法幾何是機(jī)械工程圖的基礎(chǔ)內(nèi)容，重點(diǎn)在于幫助學(xué)生建立機(jī)械工程圖的基本概念。傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法是利用掛圖、幻燈片、模型等方法幫助學(xué)生建立機(jī)械工程圖的基本概念，這樣的學(xué)習(xí)方法往往由于模型過(guò)小，學(xué)生觀察不易，或者是幻燈片中物體也是固定的位置，學(xué)生很難從各個(gè)不同角度來(lái)對(duì)模型進(jìn)行觀察，更不用說(shuō)將自己看到的內(nèi)容畫(huà)到紙上，對(duì)于那些看不到的部分很難通過(guò)自身想象把它呈現(xiàn)出來(lái)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師的解釋枯燥空洞，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)猶如水中月、鏡中花，學(xué)生抓不到學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也很難領(lǐng)會(huì)學(xué)習(xí)的精髓。為了幫助學(xué)生更好地理解視圖的概念，教師可以通過(guò)UG軟件進(jìn)行三維模型的制作，利用軟件不同的操作功能如旋轉(zhuǎn)、放大等幫助學(xué)生從不同角度觀察物體，也可以利用UG不同的視圖模式，幫助學(xué)生建立從空間三維構(gòu)件到二維圖形的轉(zhuǎn)換過(guò)程，提高學(xué)生的空間想象力，提高學(xué)生的識(shí)圖能力。

3.2? ? UG在相貫線、截交線學(xué)習(xí)中的運(yùn)用

在機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)中，相貫線和截交線一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。以往教師講解的時(shí)候，一般都是通過(guò)模型來(lái)解析，但模型畢竟數(shù)量有限，不可能包羅所有的具象，學(xué)生很難把物體空間相貫線與物體的立體表面特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。而通過(guò)UG軟件，基于其實(shí)體建模模塊和參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，可以很快地完成相貫體的制作。例如，兩個(gè)圓柱體成90°直角交叉在一起（圖1），利用UG參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)可以很方便地改變相貫的圓柱體的直徑，直觀地獲得不同直徑圓柱體的相貫線的形狀，學(xué)生通過(guò)觀察能夠提高自身的空間想象能力，能夠不斷提高自身的空間意識(shí)，學(xué)習(xí)效率也會(huì)有很大的提高。在截交線的學(xué)習(xí)中，利用UG軟件中的特征模塊能夠很快生成實(shí)體模型，利用截面功能快速獲得截平面，可以直觀了解截?cái)嗝娴男螤睿焖賻椭鷮W(xué)生掌握截交線的概念和畫(huà)法。

3.3? ? UG在剖視圖學(xué)習(xí)中的運(yùn)用

剖視圖一直是機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，直接關(guān)系到學(xué)生的繪圖以及讀圖的能力。學(xué)員學(xué)習(xí)的難點(diǎn)在于怎么選擇和確定剖切的位置、選用何種剖視方法、剖面線的畫(huà)法。在上課前教師可以選擇一個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且具有典型性的物體作為例子，通過(guò)UG軟件先做好模型，上課時(shí)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，剖析剖視圖的構(gòu)成（圖2），通過(guò)軟件操作來(lái)確定剖切平面P的位置，將剖切位置展示出來(lái)，可以通過(guò)軟件操作改變平面P的位置，直觀地觀察零件內(nèi)部形狀構(gòu)造，使學(xué)生對(duì)剖視效果一目了然。

3.4? ? UG在裝配圖學(xué)習(xí)中的運(yùn)用

裝配圖是表達(dá)機(jī)器或部件整體結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)動(dòng)方式、零件間連接及裝配關(guān)系的圖樣，是編制裝配工藝，進(jìn)行裝配、檢驗(yàn)、安裝、調(diào)試以及維修等工作的依據(jù)。裝配圖的識(shí)讀是“機(jī)械工程圖”課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，視圖和線條較多、涉及的畫(huà)法較多，需要學(xué)生綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)看圖、識(shí)圖。傳統(tǒng)的裝配圖識(shí)讀學(xué)習(xí)中，一般是結(jié)合若干個(gè)靜態(tài)的模型或者掛圖進(jìn)行講解，而模型數(shù)量有限，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆不方便，老師講得口干舌燥，學(xué)生聽(tīng)得云里霧里，學(xué)習(xí)效果極差。若將UG NX引入學(xué)習(xí)中，首先可借助于UG軟件向?qū)W生展示構(gòu)件的整體結(jié)構(gòu)（圖3），啟發(fā)學(xué)生思考裝配體各零部件的連接、配合關(guān)系;其次可運(yùn)用軟件的裝配模塊，向?qū)W生展示裝配體的虛擬裝配過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生分析裝配體中構(gòu)件之間的相互關(guān)系，進(jìn)行裝配體拆卸過(guò)程的動(dòng)畫(huà)演示，使學(xué)生清晰掌握裝配體的裝配過(guò)程;最后，通過(guò)UG NX的運(yùn)動(dòng)仿真模塊，可以演示裝配體的工作原理和運(yùn)動(dòng)過(guò)程。通過(guò)這樣的循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)過(guò)程，學(xué)生對(duì)裝配圖各零件結(jié)構(gòu)、裝配關(guān)系、裝配流程和工作原理就有了一個(gè)全面而直觀的感性認(rèn)識(shí)，繪圖和讀圖能力得以提高。

3.5? ? UG在常用零部件學(xué)習(xí)中的運(yùn)用

機(jī)械類(lèi)中很多常用零部件如軸、齒輪、軸承、鍵、螺栓等，也是機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)中的一個(gè)重點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)這部分的學(xué)習(xí)可以理解機(jī)械中的常用零部件。對(duì)于這部分內(nèi)容，UG軟件中自帶的GC工具箱、重用庫(kù)等可以很容易地根據(jù)它們的參數(shù)生成三維模型，幫助學(xué)生理解和掌握常見(jiàn)零部件的結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)等。例如，繪制齒輪嚙合曲線一直是學(xué)生的軟肋，學(xué)生很難繪制出正確的嚙合曲線。而利用UG軟件參數(shù)化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，輸入基本參數(shù)就可以獲得齒輪的實(shí)體模型，再利用裝配和運(yùn)動(dòng)仿真模塊讓齒輪運(yùn)動(dòng)起來(lái)，它們的嚙合關(guān)系（圖4）就能很清楚地表達(dá)出來(lái)，讓學(xué)生一目了然，再繪制嚙合曲線就不會(huì)覺(jué)得抽象，那么齒輪的嚙合關(guān)系曲線也是信手拈來(lái)。

4? ? UG技術(shù)在機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)中應(yīng)用的效果

在機(jī)械工程圖學(xué)習(xí)的時(shí)候，將UG軟件運(yùn)用于學(xué)習(xí)中，以零件為中心，從三維角度建立零件和機(jī)械工程圖的關(guān)系，能極大地提高學(xué)生的空間想象力和識(shí)圖、讀圖能力，提高其繪制和閱讀機(jī)械工程圖的能力。當(dāng)然，在這個(gè)過(guò)程中也對(duì)老師提出了更高的要求，要與時(shí)俱進(jìn)，熟練操作UG軟件，才能更好地發(fā)揮UG在機(jī)械工程圖教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)和作用;同時(shí)，在學(xué)習(xí)的時(shí)候，合理利用UG軟件能夠有效解決課程學(xué)時(shí)少的問(wèn)題，提高學(xué)習(xí)效率;也能活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生潛力，使學(xué)生更加積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)，極大地提升學(xué)習(xí)效果，并激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)UG軟件的興趣，為后繼學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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收稿日期：2019-12-09

作者簡(jiǎn)介：楊翠英（1972—），女，四川榮縣人，工程碩士，副教授，主要從事機(jī)械制造及自動(dòng)化的教學(xué)工作。