UG在《读装配图》中的应用

摘 要 主要介绍了在讲授《读装配图》时如何使用UG软件强大的三维造型功能、零件装配功能、以及装配、拆卸动画的制作功能，来创建装配体模型，此方法既节省了学校在挂图、模型等方面的教学资源投入，也解决了学生中普遍存在的空间想象能力不足的问题，有利于学生对空间形体的分析，逐步培养学生的空间想象能力、空间分析能力，可有效地帮助学生读懂装配图。

【关键词】装配图 UG 装配 拆卸

在学习读装配图及拆画零件图的时候，教师不好讲、学生则听不懂，如何解决呢？如果运用UG绘制一些三维模型、装配成一个装配体，并且制作出装配、拆卸的视频动画，这样问题就能迎刃而解了，可以帮助学生读懂装配图，深刻理解装配体的工作原理、各零件形状，各零件间的装配关系以及拆卸、装配顺序。

UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM（计算机辅助设计与计算机辅助制造）系统，它功能强大，可以轻松实现3D模型建构、2D绘图、制造加工、工程分析、用户特征导向设计、自由曲面设计等。UG的三维建模主要分为实体建模 、特征建模 、自由形状建模（是实体建模和曲面建模技术功能的合并）。UG装配建模是用于产品的模拟装配，支持“由底向上”和“由顶向下”的装配方法。装配建模的主模型可以在总装配的上下文中设计和编辑，组件以逻辑对齐、贴合和偏移等方式被灵活地配对或定位，零件设计修改后，装配模型中的零件会自动更新，同时可在装配环境下直接修改零件设计。

1 在UG中零件的创建

装配体中零件的创建主要依靠UG的三维建模功能，零件的形状千变万化，但无论零件多么复杂，都可以看成是由基本几何体经过切割挖切、叠加、相交和相切等方式组合而成。对于复杂的零件，首先分析零件的形状特点，然后把它分成几个主要的部分，在脑子里有一个总体的建模思路，这是建模的关键；然后建立模型的关键结构即主体部分，然后在主体上进行凸台、孔系、沟槽、倒角等细节的创建。即创建作出粗略的形状，再逐步细化；先作大尺寸形状，再完成局部的细化；先作外表面形状，再细化内部形状。如果一个结构不能直接用特征建模来完成，那么需要找到结构的某个二维轮廓特征，使用草图设计，然后用拉伸、旋转、扫描的方法，或者自由形状特征去建立模型。我们需要在UG中创建出装配体中的所有零件。

比如安全阀阀体（见图1）在UG中的创建，分析阀体有三部分组成，外形大致都为叠加圆柱体，建模时先创建中间主体部分，再添加左边部分、右边部分，最后创建空腔部分。中间主体部分，可以先在草图模式下通过各类约束按照尺寸画出底板截面形状，然后拉伸，然后在底板上添加圆柱凸台，再通过引用复制命令创建上顶板，同理创建左右两部分，并且采用特征操作工具栏里的求和命令，将三部分合并，然后创建中间空腔及左右两边的空腔，最后孔系可使用特征工具栏里的孔创建来完成。

2 在UG中装配模型的创建

所有零件创建完毕，需要在UG中进行装配。首先对装配体进行分析，确定主体零件，在装配模块下以无配对关系模式下原点放置，然后将其他零件以配对的形式添加组件，按照各自配对关系装配上去，比如对齐、接触、同心、同轴、垂直、平行和偏移等关系。顺序一般和实际的装配顺序一致。比如安全阀装配模型的创建（见图2），首先阀体作为主体零件放置在原点，将阀门按照接触、同轴的装配关系放置在阀体内，弹簧与托盘组成一个组件，作为一个整体与阀盖装配到一起，然后整体按照接触、同心的关系放置在阀体上部，阀杆按照同轴、偏移距离设定装配到阀盖中，调整螺母装配到阀杆上，最后将阀帽按照接触、同心的配对关系装配在阀盖的上边，紧定螺钉装配时，可以先在阀帽下端孔口处绘制一个基准平面，装配时紧定螺钉以与基准面接触、与阀帽螺孔同轴的关系装配到阀帽里。四个长螺栓、螺母可以在零件库里选取装配，不需建模。这样安全阀就装配好了。

利用装配模块创建的装配信息可以方便地建立装配图，还可以快速地建立装配图剖视、爆炸图（见图3）。

3 在UG中装配、拆卸视频的创建

为了展示整个装配体的装配过程，可以在UG中创建装配、拆卸的录像，具体步骤如下：装配模块下，打开装配工具条、点击装配序列、新建序列、插入运动、选择要移动的组件，移动对象、点击确定，设置每个零件的运动位置，再向前回放、向后回放，导出avi格式录像，分别为装配录像、拆卸录像。比如安全阀，新建序列后后，首先将四个螺母、螺栓分别移动，离开装配体，第二将紧定螺钉移动，离开装配体，第三将阀帽移动，离开装配体，第四将阀盖、调整螺母、弹簧和托盘整体移出装配体，第五将分别将调整螺母、弹簧和托盘分别从阀盖上移动出来，最后将阀心从阀体移动出来。最早离开装配体的零件位置设置远些，给后续拆卸出的零件留有足够的空间（见图3）。

在讲授《读装配图》内容中的时候，可通过UG的三维造型功能、装配功能、装配、拆卸视频的创建，把传统教学手段和现代教学手段有机地融合起来，使学生深刻理解装配体的工作原理、各零件形状，各零件间的装配关系、拆卸、装配顺序。使教学的效率与效果大大提高，激发了学生主动学习的兴趣，调动了他们学习的积极性，从而使学生的综合素质得到进一步提高，使他们能够适应社会的需要。

作者简介

周硕婷（1970-），女，江苏省徐州市人。工程硕士学位。现为扬州生活科技学校副教授。

作者单位

扬州生活科技学校 江苏省扬州市 225000