UG軟件在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的應(yīng)用
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摘要:ug軟件是當(dāng)前最為流行的一種三維實體建模軟件，隨著科技發(fā)展的不斷影響，其在機械設(shè)計領(lǐng)域中表現(xiàn)出了良好的使用效果，因此，得以在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計上得到廣泛的應(yīng)用。工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計是滿足人們在使用機械或產(chǎn)品過程中的視覺以及觸覺的需求，并通過產(chǎn)品設(shè)計、材料科學(xué)、造型設(shè)計以及計算機軟件輔助設(shè)計等不同的交叉技術(shù)來綜合性的實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的交叉融合目標(biāo)。UG軟件就是一種人機交互設(shè)計在公社產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用，它能夠?qū)⒐I(yè)產(chǎn)品設(shè)計、制造以及工程分析有機的結(jié)合在一起，并通過自身強大的機械設(shè)計以及制圖功能來實現(xiàn)企業(yè)滿足現(xiàn)代市場產(chǎn)品設(shè)計的復(fù)雜性、多樣性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性，現(xiàn)階段被廣泛應(yīng)用在模具、汽車自動化、機械、航空航天以及醫(yī)療器械等應(yīng)用領(lǐng)域，是工業(yè)生產(chǎn)未來發(fā)展的主要方向。
關(guān)鍵詞:UG軟件;工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計;機械設(shè)計
1UG軟件概述
1．1UG軟件的特點
首先，UG軟件涵蓋了當(dāng)下世界范圍內(nèi)最為先進(jìn)的各項產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用模塊。在制圖功能以及機械設(shè)計方面，UG軟件具備較高的性能，能夠為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計提供較高的靈活性和可能性，進(jìn)而設(shè)計出滿足客戶需求的任何復(fù)雜產(chǎn)品。其次，UG軟件可以允許制造商對其產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)過程進(jìn)行虛擬的、數(shù)字化的仿真模擬、確認(rèn)以及優(yōu)化。產(chǎn)品制造商在開發(fā)周期較早的階段利用UG軟件的數(shù)字化仿真性能可以及時的調(diào)整產(chǎn)品相關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)，提升產(chǎn)品質(zhì)量，同時，能夠有效消除或減少對物理樣機昂貴的耗時構(gòu)建與設(shè)計，減少對變更周期的依賴性。再次，UG軟件為產(chǎn)品技術(shù)革命以及培養(yǎng)創(chuàng)造性的工業(yè)企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計和風(fēng)格變換提供了強有力的解決方案。工業(yè)設(shè)計師利用UG軟件進(jìn)行建模，能夠迅速的建立其復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品形狀，并對其進(jìn)行改進(jìn)，并通過先進(jìn)的可視化工具以及渲染來最大限度的滿足市場對于產(chǎn)品設(shè)計的一切需求，進(jìn)而最大限度的滿足產(chǎn)品設(shè)計概念的審美要求。
1．2UG軟件包含的主要模塊
UG軟件中主要包含的模塊有:UG入口、特征建模、自由曲面建模、實體建模、裝配建模、高級裝配建模、工程繪圖、加工基礎(chǔ)、電氣布線、用戶自定義特征、產(chǎn)品級參數(shù)化設(shè)計、鈑金設(shè)計、渲染、工業(yè)設(shè)計可視化、后處理、管路設(shè)計、車削、平面銑削、運動機構(gòu)、樣條軌跡生成器、定軸銑削、可變軸銑削、型腔型芯銑削、二次開發(fā)、數(shù)據(jù)交換、切削仿真以及有限元前后置處理等模塊。
1．3UG軟件相比于其他三維實體建模軟件在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用中的優(yōu)勢
當(dāng)前工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用的軟件主要由UG軟件以及PRO/E這兩大軟件，兩大軟件無論在使用功能上還是操作方式上，甚至整體的設(shè)計思路都有很多相似，但總體來講，UG軟件具有十分廣泛的優(yōu)勢。第一，UG軟件相較于PRO/E軟件能夠使用大型的飛機、汽車廠的復(fù)雜建模設(shè)計，適用于現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的市場需求。第二，UG軟件相較于PRO/E軟件屬于混合建模，其完全參數(shù)化和局部參數(shù)化均不存在任何問題，更加有利于模型的更新，在進(jìn)行大型的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計是，UG軟件更加滿足工業(yè)設(shè)計師的使用思路。第三，UG軟件相較于PRO/E軟件其曲面功能更加強大。工業(yè)設(shè)計師通過使用UG軟件不僅僅能夠提供更加豐富的曲面構(gòu)造工具，曲面的精度控制還可以通過調(diào)整一些另外參數(shù)來實現(xiàn)，同時，UG軟件的曲面分析工具也更加豐富。第四，UG軟件相較于PRO/E軟件具有較強的特征操作能力。由于UG軟件具有很多細(xì)致劃分的規(guī)格化特征，相當(dāng)于幾倍的PRO/E軟件的特征數(shù)量，因此，UG軟件具備更高的建模效率。
2當(dāng)前我國工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀和遇到的困局
2．1當(dāng)前我國工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀
我國工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計初期多以手工勞動生產(chǎn)加工為主，設(shè)計者更加注重產(chǎn)品對于使用者功能性和實用性的需求，也就是傳統(tǒng)的機械設(shè)計。機械設(shè)計就是通過對產(chǎn)品機械的工作原理、運動方式、力和能量傳遞方式以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過形狀尺寸、零件材料、潤滑等方法的設(shè)計和構(gòu)思，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成為具體描述產(chǎn)品的機械設(shè)計過程。20世紀(jì)70年代，隨著新技術(shù)革命的興起，我國的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域受到了巨大的沖擊，人們?nèi)找嬖鲩L的審美需求使得人們對于工業(yè)產(chǎn)品的關(guān)注點不僅僅局限在產(chǎn)品使用性能方面，更加注重其外觀宜人性的需求，進(jìn)而誕生了綜合性較差學(xué)科—工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計。工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計是在機械設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過合理的運用人機交互設(shè)計軟件，來把人、空間環(huán)境、機械產(chǎn)品、科學(xué)技術(shù)與藝術(shù)表現(xiàn)有機的結(jié)合在一起，充分展現(xiàn)出設(shè)計的創(chuàng)造技術(shù)人性化的重要特征，進(jìn)而設(shè)計出滿足消費者全方位需求的工業(yè)產(chǎn)品。
2．2當(dāng)前我國工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計遇到的困局
首先，市場需求考慮不周。我國的工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計起步較晚，其發(fā)展并不完善，設(shè)計師在進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計時只注重個人意識，并不能將自身的意識與社會意識有效結(jié)合，不能夠充分考慮產(chǎn)品的使用人群特點，不能以市場需求作為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的主要參考因素，因此，設(shè)計出的產(chǎn)品絕大多數(shù)不能夠被市場所接受。其次，相關(guān)應(yīng)用軟件使用程度不夠。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，眾多工業(yè)設(shè)計中所使用的三維實體建模軟件應(yīng)運而生，而多數(shù)企業(yè)的設(shè)計生產(chǎn)部門還固步自封，不能適應(yīng)潮流的發(fā)展，工業(yè)設(shè)計師自身對全新設(shè)計軟件的利用程度還不足，使得工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計一直無法取得突破性的發(fā)展。
3UG軟件在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用
UG軟件在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用是通過其各自的應(yīng)用模塊來得以實現(xiàn)的。從UG軟件的使用界面選擇起始并下拉菜單就會找到工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計中所需要使用的應(yīng)用模塊，針對不同模塊的使用用途，來滿足工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計電子、機械、航空航天、汽車制造等不同領(lǐng)域的不同需求。
3．1UG軟件中的CAD模塊應(yīng)用
UG軟件中的CAD模塊包含用戶的基本環(huán)境、建模模塊、裝配模塊以及制圖模塊，這也是工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用的主要模塊。第一，用戶基本環(huán)境是UG軟件應(yīng)用的基礎(chǔ)。這是工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用UG軟件上其他模塊的平臺，它支持關(guān)鍵操作，建立全新的部件文件和存儲問價等操作。第二，建模模塊提供了幾何建模和特征建模兩種方法，為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計提供符合建模方案，設(shè)計師可通過這個模塊進(jìn)行二維和三維的線框、掃描和旋轉(zhuǎn)實體，依照產(chǎn)品的設(shè)計要求來選擇不同的零件設(shè)計方法。在這部分模塊中，UG軟件可以針對工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的零件進(jìn)行更改，并自動、快速、準(zhǔn)確的反應(yīng)到工程圖、裝配圖等相關(guān)模塊當(dāng)中，設(shè)計師可以隨時進(jìn)行改動，提升工作效率，使工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計師將更多的注意力集中在產(chǎn)品設(shè)計上。第三，UG軟件的裝配建模是面向團(tuán)隊設(shè)計的，這部分模塊可以幫助工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計師通過每一個小零件的裝配來通過導(dǎo)航器提供的圖形顯示，并通過一定的配對關(guān)系條件建立起相應(yīng)的約束關(guān)系，使得產(chǎn)品設(shè)計的整個單獨部件都保持關(guān)聯(lián)性。第四，UG軟件的輔助設(shè)計組成部分即為工程制圖。工程制圖主要是針對工業(yè)設(shè)計師所畫出的實體模型進(jìn)行投影，進(jìn)而掃描出二維平面圖，這些工程制圖當(dāng)中的尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求、公差符號、表面粗糙度等要求構(gòu)成了工業(yè)產(chǎn)品從模型設(shè)計到生產(chǎn)的主要組成部分。
3．2UG軟件中的CAM加工模塊應(yīng)用
UG軟件中的CAM加工模塊在整個工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用中中屬于零件加工。在整個工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計過程中，生產(chǎn)設(shè)備的操作和控制都通過這個模塊進(jìn)行，它的輸入信息是零件的工序內(nèi)容和工藝線路;它的輸出信息是刀具加工時的數(shù)控程序和運動軌跡。UG軟件的CAM加工模塊被主要應(yīng)用在航空航天、高科技產(chǎn)品、機械汽車、日用消費品等工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計當(dāng)中，是UG軟件的主要應(yīng)用模式。
3．3UG軟件中的CAE模塊應(yīng)用
UG軟件中的CAE模塊主要是一種運動仿真模塊，工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計主要是應(yīng)用其動力學(xué)中的運動分析，工業(yè)設(shè)計師通過使用UG軟件CAE模塊的運動分析找到產(chǎn)品設(shè)計模型的受力分析，并通過分析結(jié)果來指導(dǎo)產(chǎn)品的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，或者調(diào)整零件的制造材料，通過利用其運動仿真的動力分析，對設(shè)計產(chǎn)品零部件的運動數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和結(jié)算，進(jìn)而通過動畫模擬的效果來實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的完美效果。綜上所述，工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計在我國工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展進(jìn)程中占有十分重要的地位，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展為工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計創(chuàng)新帶來了巨大的變革。工業(yè)設(shè)計師要充分重視產(chǎn)品市場的需求，利用現(xiàn)代化的人機結(jié)合交互軟件，將UG軟件廣泛應(yīng)用到工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計當(dāng)中，通過不斷的強化自身的技術(shù)能力和UG軟件的專業(yè)知識能力來提升工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計水平，進(jìn)而幫助工業(yè)企業(yè)走出當(dāng)下工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的市場困局，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。
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作者:陳華 單位：貴州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院