UGII 在CAD/CAM 技术课程实验教学中的应用

1 UGII 在CAD/CAM实验教学中的意义

    CAD/CAM 技术是一门理论与实际应用结合得非常紧密的技术，学习该门技术，如果离开了CAD/CAM软件应用实践的支撑，很难取得较好的效果。因此在进行CAD/CAM 技术课程教学的同时，通过实验教学使学生了解CAD/CAM 各单元技术与集成技术的典型应用，巩固课程理论教学部分的教学内容，培养学生的CAD/CAM 工程化应用意识和对大型工程CAD/CAM 软件的了解显得极为重要。EDS 公司的Unigraphics II (简称UG II)是一个完全的CAD/CAM 集成软件。它是一个集CAD、CAE 和CAM 于一体的计算机辅助设计与制造集成系统，适合于航空航天器、汽车、通用机械以及模具等的设计、分析与制造。UG II 在中国的普及相当广泛。由于CAD/CAM 技术所涉及的内容十分广泛，学科跨度很大，其内容的深度和内涵处在不断变化中。

    根据CAD/CAM 技术课程大纲的要求，实验教学着重涉及其中最基本的核心部分内容，其主要内容包括：三维几何的技术应用，三维装配建模技术应用，有限元分析计算应用和CAD/CAM 集成数控编程技术应用等方面。CAD/CAM 实验教学都可以采用UGII 来完成。

2 UGII 在CAD/CAM实验教学中的内容

    2.1 三维几何建模技术应用

    在几何建模方面，UGII 采用基于约束的特征建模和实体建模无缝的结合成一体的混合建模技术，并具有很强的曲面建模功能和强大的自由曲面模型编辑的功能。通过对UGII 的应用，了解三维几何建模造型系统（或模块）的构成与主要功能；主要菜单与图标的运用；几何建模的具体操作过程；使学生能做到理论联系实际巩固课程理论教学部分的教学内容，培养学生的动手意识，为进一步学习UGII 打下基础。实验内容：（1）通过实例了解三维实体造型原理、方法和一般步骤。（2）通过实例了解曲面造型方法和一般步骤。（3）了解参数化技术的一般原理和方法，通过实例了解草图设计功能与一般的操作步骤。（4）通过对特征造型系统（模块）的应用，了解特征建模的一般原理、方法和步骤。

    2.2 产品装配建模的技术应用

    UGII 装配建模功能支持并行的、自上向下的产品开发方法，具有动态装配过程仿真功能。通过对UGII的应用，了解三维装配建模模块的构成与主要功能；主要菜单与图标的应用；装配建模的具体操作过程和主要装配约束方式；使学生能做到理论联系实际，巩固课程理论教学部分的教学内容。实验内容：① 通过实例了解数字化预装配与数字样机的一般概念和功能用途。② 了解装配约束技术。通过实例了解装配约束的功能与一般的操作步骤。③学习典型装配设计方法（ 如：BOTTOM-UP，TOPDOWN），了解装配设计的一般方法和操作步骤。

    2.3 有限元分析计算应用

    通过对UGII 的应用，了解有限元分析软件（或模块）的主要功能和用法；主要菜单与图标的应用；有限元分析的具体操作过程；使学生能做到理论联系实际，巩固课程理论教学部分的教学内容。

    实验内容：① 通过实例了解有限元分析计算的方法与过程。② 了解CAD 造型模块与有限元分析软件的连接与集成方式。③ 通过实例了解有限元的前处理的功用和基本内容、一般操作步骤。④ 通过实例了解有限元的后处理方法和一般步骤。

    2.4 CAD/CAM集成数控编程技术应用

    强大的NC 编程功能是UGII 的一大特点，UGII 提供了包括车削、铣削、线切割在内的各种加工方法，可以进行2 轴～5 轴联动的复杂曲面的加工。通过对UGII 的应用，了解CAD/CAM 集成化数控编程技术应用；CAD/CAM 集成环境下数控加工工艺处理的内容和分析方法；数控加工刀轨的生成的原理与过程；数控加工刀轨模拟仿真；后处理功能。

    实验内容：① 了解数控加工工艺处理的主要内容和工艺分析的主要方法。② 通过实例了解数控加工刀具轨迹的生成的一般原理与过程。③ 通过实例了解后置处理及数控加工程序产生过程。④ 了解加工过程模拟仿真的一般原理和方法，主要功能与一般的操作步骤。应用实例如图1、2 所示。

3 结语

    通过CAD/CAM 技术实验教学，学生不仅可以很好地掌握CAD/CAM 技术，而且对UGII 的运用也较熟练，在课程设计、毕业设计及课外创新中更能得心应手。