UG軟件在工業產品設計的應用
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摘要:ug軟件是當前最為流行的一種三維實體建模軟件，隨著科技發展的不斷影響，其在機械設計領域中表現出了良好的使用效果，因此，得以在工業產品設計上得到廣泛的應用。工業產品設計是滿足人們在使用機械或產品過程中的視覺以及觸覺的需求，并通過產品設計、材料科學、造型設計以及計算機軟件輔助設計等不同的交叉技術來綜合性的實現工業產品設計的交叉融合目標。UG軟件就是一種人機交互設計在公社產品設計中的應用，它能夠將工業產品設計、制造以及工程分析有機的結合在一起，并通過自身強大的機械設計以及制圖功能來實現企業滿足現代市場產品設計的復雜性、多樣性、經濟性和可靠性，現階段被廣泛應用在模具、汽車自動化、機械、航空航天以及醫療器械等應用領域，是工業生產未來發展的主要方向。
關鍵詞:UG軟件;工業產品設計;機械設計
1UG軟件概述
1．1UG軟件的特點
首先，UG軟件涵蓋了當下世界范圍內最為先進的各項產品設計應用模塊。在制圖功能以及機械設計方面，UG軟件具備較高的性能，能夠為工業產品設計提供較高的靈活性和可能性，進而設計出滿足客戶需求的任何復雜產品。其次，UG軟件可以允許制造商對其產品的設計和開發過程進行虛擬的、數字化的仿真模擬、確認以及優化。產品制造商在開發周期較早的階段利用UG軟件的數字化仿真性能可以及時的調整產品相關設計數據，提升產品質量，同時，能夠有效消除或減少對物理樣機昂貴的耗時構建與設計，減少對變更周期的依賴性。再次，UG軟件為產品技術革命以及培養創造性的工業企業進行產品設計和風格變換提供了強有力的解決方案。工業設計師利用UG軟件進行建模，能夠迅速的建立其復雜的工業產品形狀，并對其進行改進，并通過先進的可視化工具以及渲染來最大限度的滿足市場對于產品設計的一切需求，進而最大限度的滿足產品設計概念的審美要求。
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、電氣布線、用戶自定義特征、產品級參數化設計、鈑金設計、渲染、工業設計可視化、后處理、管路設計、車削、平面銑削、運動機構、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、數據交換、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產品設計應用中的優勢
當前工業產品設計應用的軟件主要由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、汽車廠的復雜建模設計，適用于現代工業產品設計的市場需求。第二，UG軟件相較于PRO/E軟件屬于混合建模，其完全參數化和局部參數化均不存在任何問題，更加有利于模型的更新，在進行大型的工業產品設計是，UG軟件更加滿足工業設計師的使用思路。第三，UG軟件相較于PRO/E軟件其曲面功能更加強大。工業設計師通過使用UG軟件不僅僅能夠提供更加豐富的曲面構造工具，曲面的精度控制還可以通過調整一些另外參數來實現，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軟件具有很多細致劃分的規格化特征，相當于幾倍的PRO/E軟件的特征數量，因此，UG軟件具備更高的建模效率。
2當前我國工業產品設計的發展現狀和遇到的困局
2．1當前我國工業產品設計發展現狀
我國工業產品設計初期多以手工勞動生產加工為主，設計者更加注重產品對于使用者功能性和實用性的需求，也就是傳統的機械設計。機械設計就是通過對產品機械的工作原理、運動方式、力和能量傳遞方式以及結構進行系統分析，通過形狀尺寸、零件材料、潤滑等方法的設計和構思，進而轉化成為具體描述產品的機械設計過程。20世紀70年代，隨著新技術革命的興起，我國的工業產品設計領域受到了巨大的沖擊，人們日益增長的審美需求使得人們對于工業產品的關注點不僅僅局限在產品使用性能方面，更加注重其外觀宜人性的需求，進而誕生了綜合性較差學科—工業產品設計。工業產品設計是在機械設計的基礎上，通過合理的運用人機交互設計軟件，來把人、空間環境、機械產品、科學技術與藝術表現有機的結合在一起，充分展現出設計的創造技術人性化的重要特征，進而設計出滿足消費者全方位需求的工業產品。
2．2當前我國工業產品設計遇到的困局
首先，市場需求考慮不周。我國的工業產品設計起步較晚，其發展并不完善，設計師在進行工業產品設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合，不能夠充分考慮產品的使用人群特點，不能以市場需求作為工業產品設計的主要參考因素，因此，設計出的產品絕大多數不能夠被市場所接受。其次，相關應用軟件使用程度不夠。隨著科學技術的不斷發展，眾多工業設計中所使用的三維實體建模軟件應運而生，而多數企業的設計生產部門還固步自封，不能適應潮流的發展，工業設計師自身對全新設計軟件的利用程度還不足，使得工業產品設計一直無法取得突破性的發展。
3UG軟件在工業產品設計中的應用
UG軟件在工業產品設計中應用是通過其各自的應用模塊來得以實現的。從UG軟件的使用界面選擇起始并下拉菜單就會找到工業產品設計中所需要使用的應用模塊，針對不同模塊的使用用途，來滿足工業產品設計電子、機械、航空航天、汽車制造等不同領域的不同需求。
3．1UG軟件中的CAD模塊應用
UG軟件中的CAD模塊包含用戶的基本環境、建模模塊、裝配模塊以及制圖模塊，這也是工業產品設計應用的主要模塊。第一，用戶基本環境是UG軟件應用的基礎。這是工業產品設計應用UG軟件上其他模塊的平臺，它支持關鍵操作，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，為工業產品設計提供符合建模方案，設計師可通過這個模塊進行二維和三維的線框、掃描和旋轉實體，依照產品的設計要求來選擇不同的零件設計方法。在這部分模塊中，UG軟件可以針對工業產品設計的零件進行更改，并自動、快速、準確的反應到工程圖、裝配圖等相關模塊當中，設計師可以隨時進行改動，提升工作效率，使工業產品設計師將更多的注意力集中在產品設計上。第三，UG軟件的裝配建模是面向團隊設計的，這部分模塊可以幫助工業產品設計師通過每一個小零件的裝配來通過導航器提供的圖形顯示，并通過一定的配對關系條件建立起相應的約束關系，使得產品設計的整個單獨部件都保持關聯性。第四，UG軟件的輔助設計組成部分即為工程制圖。工程制圖主要是針對工業設計師所畫出的實體模型進行投影，進而掃描出二維平面圖，這些工程制圖當中的尺寸標注、技術要求、公差符號、表面粗糙度等要求構成了工業產品從模型設計到生產的主要組成部分。
3．2UG軟件中的CAM加工模塊應用
UG軟件中的CAM加工模塊在整個工業產品設計應用中中屬于零件加工。在整個工業產品設計過程中，生產設備的操作和控制都通過這個模塊進行，它的輸入信息是零件的工序內容和工藝線路;它的輸出信息是刀具加工時的數控程序和運動軌跡。UG軟件的CAM加工模塊被主要應用在航空航天、高科技產品、機械汽車、日用消費品等工業產品的設計當中，是UG軟件的主要應用模式。
3．3UG軟件中的CAE模塊應用
UG軟件中的CAE模塊主要是一種運動仿真模塊，工業產品設計主要是應用其動力學中的運動分析，工業設計師通過使用UG軟件CAE模塊的運動分析找到產品設計模型的受力分析，并通過分析結果來指導產品的零件結構設計，或者調整零件的制造材料，通過利用其運動仿真的動力分析，對設計產品零部件的運動數據進行分析、處理和結算，進而通過動畫模擬的效果來實現工業產品設計的完美效果。綜上所述，工業產品設計在我國工業產品的發展進程中占有十分重要的地位，現代科學技術的高速發展為工業產品的設計創新帶來了巨大的變革。工業設計師要充分重視產品市場的需求，利用現代化的人機結合交互軟件，將UG軟件廣泛應用到工業產品設計當中，通過不斷的強化自身的技術能力和UG軟件的專業知識能力來提升工業產品的設計水平，進而幫助工業企業走出當下工業產品設計的市場困局，促進企業的可持續性發展。
參考文獻:
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作者:陳華 單位：貴州輕工職業技術學院