ug数控编程教学范例6篇
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【关键词】ug；数控编程；自动化加工
前言
UG在数控编程作业过程中起着构建刀路作用，因而为了营造良好的产品研制环境，要求操作者在数控编程过程中应发挥UG功能，并建构仿真模型，继而在此基础上实现人机交互的数控编程目标，达到最佳的系统操控状态，且就此缓解传统数控编程模式下凸显出的人为遗漏等问题，达到最佳的系统加工状态。以下就是对数控编程及加工自动化的详细阐述，望其能为当前产品加工领域的可持续发展提供有利的文字参考。
一、数控加工编程
（一）计算方法
数控加工即将确定的轨迹作为基础条件，对数控机床进行操控，并要求其按照指定参数展开表面成型运动行为，最终由此达到产品加工目标。同时，在数控加工过程中，数控刀轨以折线连接的形式存在着，并负责对工件形状进行切割处理，因而其刀轨计算方法的应用在数控加工过程中起着至关重要的影响作用，为此，相关技术人员在系统操控过程中应提高对此问题的重视程度，并注重应用截平面法刀位点计算方法，即在数控加工工序开展过程中确定刀具类型、尺寸，继而在此基础上，实现对加工表面偏置的计算。此外，在截平面法计算过程中，亦应注重对截平面的选择，例如，平行于YZ平面或平行于XZ平面的平行面等，并注重利用UG软件中“切削方法”参数，以此展开取截平面Si求Si、加工表面偏置间交线Cij对交线轨进行裁剪刀位点计算的数控加工流程，同时在数控加工过程中为了确保计算结果的精准性，应选用Zig、Zig-Zag等UG切削方法，由此达到计算目的，就此满足数控加工编程需求[1]。
（二）工艺流程
就当前的现状来看，数控加工编程的开展应从以下几个层面入手：第一，相关技术人员在实践作业过程中应注重采用集中式的数控加工模式，并明确零件图样参数，确定整个产品加工过程是否可在一台数控机床上完成。此外，在工艺流程开展过程中，要求操作员应以粗、精的方式对数控加工工序进行划分处理，同时基于此，将内部、外部、曲线、平面等作为标准对零件加工内容进行系统化区分，以此达到最佳的数控加工编程状态[2]。另外，在产品加工实践作业过程中，亦要求操作员应严格遵从加工顺序安排原则，由此来规避定位安装及装夹受到限制等现象的凸显，且就此提升整体产品加工水平；第二，在数控加工编程过程中，强调对刀具的选择亦是至关重要的，为此，应结合具体的产品加工要求，并考察机床工件、材料性能，从而在“适用、安全、经济”思想的引导下，对数控加工刀具进行合理化选用。例如，在UG刀具选择过程中，即应确定刀具底部中心位置，以此满足产品加工条件[3]。
二、UG CAM编程
（一）UG的加工环境
UG的加工环境，即为模块编程作业的软件空间。例如，一般用户在对UG进行操控过程中其加工环境即为cam-general，同时铣加工功能、车加工功能等亦被涵盖在加工环境范围内，从而在此基础上，实现对作业环境的有效优化。在当前cam-general加工环境下，其模板始终以不同类型形式存在着，同时其存在于CAM设置中，即用户在加工环境操作过程中，可通过对Initialize按钮的点击进入到编程作业环境下，由此来提升整体数控加工编程效率。此外，基于UG加工环境下，亦具备制造模块保存功能，因而在此基础上，用户在数控加工操作过程中可有效规避信息、数据丢失问题，同时亦可通过PreferencesManufacturingConfiguration选项卡的应用，达到加工环境改变目的，以此来满足自身数控加工编程条件。另外，对话框配置文件的变更亦可达到加工环境改变目标，因而在此基础上，用户在对系统进行操控过程中应注重结合自身产品加工条件对加工环境变更方法进行选用。从以上的分析中即可看出，在UG CAM编程过程中，UG加工环境的确定是至关重要的，为此，应提高对其的重视程度[4]。
（二）平面铣数控编程开发
PLANARMILL主要应用于粗加工、外形精加工、转角清除等领域中，因而在此基础上，为了满足数控加工条件，要求相关技术人员应致力于平面铣数控编程的开发，即在编程开发过程中将零件几何、毛坯几何体、修剪几何体等内容纳入到其中，并基于平面铣确定的基础上，将其置入到UG软件仿真加工环境下，由此实现对其的细致观察，继而确定平面铣几何加工的必备条件及特点。例如，在边界几何UG软件仿真加工环境下，即发现其具备平面线、分段、可封闭可打开的特点，因而在平面铣数控编程开发过程中应着重提高对此问题的重视程度，由此达到最佳的编程开发状态，且就此满足当前产品开发需求，迎合当前社会发展条件。此外，在平面铣数控编程开发过程中加工方法的选用影响着整体编程效果，因而在UG环境下，应注重运用Zig、Follow Part、Mixed、Profile等切削方式，继而在此基础上满足UG编程需求。另外，在平面铣数控编程过程中亦应注重对切削步距的确定，以此达到最佳的编程工作状态[5]。
三、数控编程及加工自动化分析
（一）加工类型识别模块
加工类型识别模块即通过对模型的预判实现产品加工建议的提出，最终由此来规避不规范数控产品加工现象的凸显。同时，在加工类型识别模块确定过程中，要求相关操作人员在3D数据环境下，应注重对零件几何体的确定，并将体积原则作为标准，建构3D数据模型，继而满足模块建构条件。此外，基于几何体确定的基础上，要求相关操作人员应强调对几何上点坐标的确定，例如，此次数控编程过程中即对坐标P（x，y，z）、P1（x1，y1，z1）、P2（x2，y2，z2）等进行了确定[6]，同时建构了
X1=min（x），x2=max（x）
的极限点，从而在此基础上为模型建构行为的展开提供了有利的基础条件。另外，在加工类型识别模块设置过程中，要求相关操作人员亦应强调对Section Curve命令条的应用，继而在此基础上实现对交线特征的核查，并由此展开自动化加工类型确定行为。
（二）数控加工编程步骤及参数布置
UG CAM模块在传统运行模式下存在着过程模糊的问题影响到了整体数控加工效率，因而在此基础上，为了增强模块灵活性，要求系统操控人员应注重深化对UG CAM数控编程的认知程度，并鼓励用户从多角度出发对数控编程加工过程进行了解，且实现对其步骤的界定，继而较好的实现UG CAM模块功能的发挥。此外，基于数控加工编程步骤确定的基础上，参数的合理化布置亦影响着整体自动化加工效果，为此，操作人员在实践加工过程中应提高对此问题的重视程度，并结合UG CAM数控编程参数设置的复杂特点，创建良好的操作环境，以此来规划参数布置的主界面，并将除必要参数以外的其它参数置入到弹出界面环境下，以此来达到最佳的参数布置优化目标。同时，在参数布置环节开展过程中，亦应强调对UG/Open API函数的应用，继而由此实现对加工参数的读取，最终达到自动化加工目标，满足当代社会发展需求。从以上的分析中即可看出，参数布置及编程步骤的确定影响着数控编程及加工自动化的应用，因而相关操作人员在系统操控过程中应强化对其的有效落实[7]。
（三）数控编程及加工自动化的应用
在某覆盖件凸模型面加工过程中即涉及到了对数控编程及加工自动化的应用，同时在应用过程中旨在将模型导入到UG NX 8.0环境下，并设置坐标系，同时在坐标系设置过程中忽视机床型号因素的影响作用，以此达到最佳的坐标系设置状态。此外，在本次数控编程及加工自动化应用过程中确定了设置毛坯几何体、零件几何体加工类型识别创建刀具创建型腔冼操作的加工流程，由此引导操作人员在实践操作过程中规范自身操作手段，以此达到最佳的自动化加工状态，并就此营造良好的汽车覆盖件加工环境，且提升整体加工效率[8]。
结论
综上可知，在传统数控编程过程中仍然存在着编程环节复杂且技术水平较低等问题影响到了整体产品加工精度，因而在此基础上，为了稳固我国产品加工领域在市场竞争中的地位，要求其在可持续发展过程中应注重对数控编程及加工自动化手段的优化，继而由此来缓解传统系统运行模式下凸显出的问题，同时在编程开发过程中，亦应注重从数控加工编程步骤及参数布置等角度出发，以此来营造良好的产品加工环境，规避低质产品生产现象的出现。
参考文献
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[6]王书文.CAM数控多轴加工中心编程――UG NX7.5多轴编程的应用[J].科技资讯，2011，32（16）：14.
关键词：造型；工艺分析；参数设置；自动加工
0 引言
UG NX是美国UGS公司开发的一个大型CAD/CAM/CAE软件，其中CAM模块在数控加工中更是得到了广泛的应用，不仅保证了零件编程的质量，并且提高了数控加工的效率，本文以一个复杂零件为例，介绍UG在数控加工过程的应用。
1 零件结构与工艺分析
1.1 零件结构分析（如图1）
1）首先测量零件模型尺寸为228×228的方形料，根据毛坯大小可以确定刀具尺寸。
2）模型型芯为两个圆柱相交的曲面加工，可用球刀加工，最后用交线清角。
3）模型底面带有R的圆弧，型芯底面边界为直角，精加工可分两次分别加工。
1.2 加工工艺分析
1）模型零件加工部位属于型腔类零件加工，中间并加入型芯。可选择正方形毛坯，在数控加工中心上完成加工。
2）零件装夹采用平口钳一次性装夹完成可完成加工。
3）加工工艺如表一
2 刀具选择和切削参数
在数控加工中，合理选择刀具和设置刀具参数十分重要，会直接影响加工的零件精度和刀具使用寿命。合理的选择能够提高加工效率降低加工成本。根据本人加工经验和该零件特点，选取刀具和切削参数如表二。
3 创建加工操作
3.1 坐标系与加工几何体的选择
UG软件的加工坐标系应该满足实际加工环境，X＼Y＼Z三个坐标轴和实际的数控机床对应，在这里将工件坐标系设定在工件的上表面，便于实际的对刀。通过加工坐标系向上偏移10mm距离为安全平面，用来控制刀具的初始平面和结束平面，以完成工件的加工如图2。
创建几何体的目的在于规定需要加工的部位和零件在机床中的位置。对于数控加工必须定义加工坐标系、被加工工件、范围和切除范围等。在此创建几何体，就是针对这些定义而设置。
3.2 刀具的创建
在数控加工中，针对所产生的零件类型和复杂程度，会使用不同类型的加工刀具，UG NX模块数控加工模块，可以根据参数定义不同形状的刀具。本工件刀具参数如图3。
3.3 加工方法的创建
创建加工方法将可以指定余量、公差、切削步距和进给率等设定。系统默认的加工方法包括粗加工（MILL-ROUGH）、半精加工（MILL-SEMI-FINISH）、精加工（MILL-FINISH）和钻孔加工（DRILL-METHOD）.本例设定的加工方法如图4。
3.3.1创建操作 （如图5）
1）选择CAVITY-MILL创建型腔铣操作，切削模式选择跟随部件，步距为刀具直径50%，切削层为1mm生成加工操作。
2）选择CORN-ROUGH 清除残料，参考刀具为上一把刀具。方法为陡峭的，角度为65度，刀具步距为10%的刀具直径，全局深度为1mm生成加工操作。
3）选择FIX-COUTOUR创建固定轴曲面加工。驱动方法为区域铣削，切削模式为跟随部件，刀路方向向内，部距为在部件上刀具直径的10%。并设定切削、非切削和进给速度参数，生成加工操作。
4）选择FIXED-CONTOUR-1清角，驱动方法为清根，并设定参数生成加工操作。
5）选择FACE-MILLING-AREA选择底面，切削模式选择轮廓，并设定参数生成加工操作。
4.生成代码与数控加工
加工刀具轨迹生成后，利用UG后置处理生成NC代码，不同的机床数控系统用不同的代码格式，因此针对不同的数控系统应编制不同的后处理程序。
UG系统里提供了一般性的后处理器程序----UG/POST，它有很强的用户化能力，能适应从简单到任意复杂的机床及其控制系统的后处理。在这里我们只需在UG软件中选择（Postproccss）按钮，在出现的对话框中选择“可用机床”为3-Axis Milling，从而生成需要的NC代码。
将粗、精加工NC代码分别输入到数控机床，检查完程序后，为了安全起见要进行试切加工，发现问题要调试和调整；确定无误后，进行数控加工。
5. 结语
本文以一个复杂零件为例，利用UG软件从建模到仿真，最后通过数控机床完成整个零件的加工。再此UG完成了手工编程所不能完成的。不仅降低了程序的出错率，也提高了产品的精度，保证了加工效率。
参考文献
[1]王卫兵主编.《UG NX5数控加工案例导航视频教程》[M]. 北京：清华大学出版社，2007.
[2]杨文勇，谢龙汉主编.《UG NX5数控加工快速入门》[M ]. 北京：清华大学出版社，2007.
关键词:型腔三维曲面;五轴数控加工;UG
中图分类号:TB22
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)21-0302-02
1 引言
玻屏封接面是通过玻璃粉与玻锥粘合的结合面之一,其质量好坏不仅直接影响抽真空后显像管的爆缩,更重要的是对后续的研磨加工起着决定性作用。理想的玻屏封接面为一近矩形环状平面,不需要研磨加工即可用于封接,除完全节省研磨消耗外,还节约了生产线投资,对玻屏生产的价值不言而喻。玻屏是在由凸模、模圈、底模所组成的模具型腔内对玻璃熔体进行压制而成型,其中屏模圈将成型封接面。由于玻璃熔体成型过程的复杂性,为得到平坦无倾斜的封接面,需要根据变形补偿原理将模圈型腔设计成空间起伏和倾斜的三维曲面,并在五坐标联动的数控机床上加工其沟槽部位。
Unigraphics(UG)是当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造行业的CAD /CAE /CAM高端软件。该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和生成工程图等设计功能,而且还可采用建立的三维模型直接生成数控代码用于产品的加工。因此,研究屏模圈型腔三维曲面的UG五轴数控加工工方法变得十分必要。
2 屏模圈结构与型腔三维曲面的UG建模
屏模圈整体结构如图1所示,其内侧壁Z向截面由多段拔模斜度构成(图2、3),决定玻屏封接面形状的是模圈其沟槽部位(沟底倾斜曲面)。由于热态下的玻屏冷却后封接面会变形倾斜且Z向高低起伏不平,需要通过修整屏模圈沟槽加以补偿:依据产品的测量数据与理论数据的偏差来对应设计模圈沟槽整周各部位的倾斜角度和Z向落差、及周边轮廓数据。
模圈的沟槽部需要进行高差和倾斜加工的部位经过放大旋转后的示意图见图4,这是一个宽度只有7-11mm、四周环形封闭的三维倾斜空间曲面,沿曲面移动X、Y、Z坐标变化的同时,曲面的法线方向在不断变化之中、不总是垂直X-Y坐标平面,因此需要五坐标联动数控机床才能加工这样的曲面。
2.1 屏模圈型腔三维曲面CAD造型数据
模圈的制造加工是在常温下进行的,而玻壳的成型压制是在高温下进行的,模圈在高温时形状会发生变化,又受各种成型条件的影响,生产出的封接面形状也不会完全达到理想状态,而模圈在使用过程中表面也会发生磨损,直接影响着封接面屏的质量,所以要经常对模圈进行测量、加工,使生产出的产品合格率尽量高。屏模圈五轴数控加工的造型数据的来源流程如下:
分别测量使用前的模圈和压制出的玻屏封接面,将测得的数据输入到计算机,经补偿计算,产生沟底曲面沿环向和“径向”在每个截面处的目标值,使用这些目标数据来完成屏模圈型腔曲面的造型和加工。目标值数据的设计实例如图6所示。
2.2 屏模圈型腔三维曲面的UG造型
UG软件曲面造型功能强大,提供了多种方法。模圈型腔侧壁曲面及沟底倾斜曲面(需要五轴加工)的造型过程如下:在XOY平面内用ApplicationModelingSketch加约束条件作SB外轮廓线(仅作一象限),向内Offset此轮廓线,从LA(X+方向)开始按设计要求的间距作长度约为10MM,方向指向轮廓弧心的线段组,过每一线段作轮廓线的法平面,在各法平面内分别TranslateRotation或Move一定角度或距离,至此,已生成自由曲面所需的Section Curve,分析检查数据正确性,Free Form FeatureSwept生成模圈沟槽曲面,Tolerance 为0.001mm。
再作出模圈唇部曲面,Blending;Extruding MM轮廓,生成内侧壁与沟槽Edge Chamfer,完成基本造型。
3 UG―CAM 五轴加工
3.1 加工工艺编制
屏模圈加工工序较为复杂,要新制一件屏模圈需用8把不同的刀具,因沟槽部位较深、窄、倾斜须采用五轴加工且不能留下细刀痕,否则无法进行研磨。
3.1.1 加工沟槽
刀具:选用两把刀,分别加工沟槽MM侧和沟槽SB侧;
切削方式:UG可变轴轮廓铣(Variable Contour),因为沟槽宽度只有8mm左右,必须精确计算刀心位置来确定驱动轮廓,以防过切内侧壁或唇部,UG加工模块提供了多种驱动方式,这里选择Curve/Point驱动,刀轴始终法向于沟槽曲面,精度要求Part Intol(outtol):0.01mm。
3.1.2 加工内轮廓
刀具:根据拔模角度选择锥度成型铣刀;
切削方式:Mill Countour,抽取对刀点处轮廓XOY面投影为驱动曲线。
3.1.3 加工唇部
刀具:直柄立铣刀;
切削方式:Mill Countour,选择表面驱动方式,采用ZIG-ZAG双向往复切削方式。
3.2 UG加工后处理程序的设定
加工后处理程序是十分重要的,否则CAM后刀轨代码不被机床识别,针对各台机床的数控装置编制相应后处理程序。在这里,兼于我们Fidia 5Axis机床特性,用UG的Machine Post Processing─MDF EditorCreate New MDFA,设置各轴转动方向角度,插补等。最终加工程序:
……
N10 G40 G17 G94 G90 G70
N20 G91 G28 Z0.0
N40 T01
N50 G00 G90 X.0262 Y142.4124 B1.54 C0.0 S0 M03
N60 G43 Z6.1749
N70 G01 X.0263 Z-45.2128 F250. M08
N80 X7.7097 Y142.3972 Z-45.2124
N90 X11.572 Y142.3786 Z-45.2059 C.036
N100 X15.4147 Y142.3563 Z-45.1949 B1.535 C.03
N110 X23.0899 Y142.3007 Z-45.1389 B1.511 C.019
N120 X30.7662 Y142.2271 Z-45.0488 B1.473 C.01
N130 X38.4426 Y142.1346 Z-44.9295 B1.423 C.002
N140 X46.1245 Y141.975 Z-44.9291
……
4 结语
通过对三维空间曲面的UG造型和五轴数控加工完成了玻屏封接面不研磨的模圈CAD/CAM一体化方案,解决了玻壳生产中的实际问题、效果良好。生产实践表明:对复杂空间曲面和五轴数控加工的研究对提高产品质量和生产效率具有重要意义。此外,开发专用的五轴数控加工程序生成软件和采用五轴高速铣削将会进一步促进生产效益的提高。
参考文献
[1]吴磊.UG NX4 0中文版曲面设计典型范例教程[M].北京:电子工业出版社,2006.
[2]马秋成,聂松辉等.UG――CAM篇[M].北京:机械工业出版社,2002.
【关键词】三维UG技术机械设计应用
【中图分类号】TH12 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）05-0212-01
近些年来，三维CAD技术在机械工程领域得以广泛应用。机械设计人员运用CAD软件进行设计，不但提高了工作效率，而且缓解了机械设计人员的设计压力。三维CAD软件众多，其中的UG软件在目前的业界领域中占据了主导地位。UG作为一种设计软件，为全参数化辅助软件。目前，UG软件已经被广泛地应用于机械设计领域中，实现CAD、CAM等各项功能。UG是Unigraphics的缩写，是Unigraphics Solutions公司开发的产品，具有较强的先进性和使用性，可为客户提供全新的产品建模系统。设计、试制样机、测试、修改、重新试制样机是传统的机械设计过程，该过程成本高、周期长，在机械设计中应用三维UG技术，可缩短生产周期，控制生产成本，提高农机生产企业市场竞争力。本文将以支架为例介绍三维UG技术在机械设计中的应用效果。
一、三维UG技术概述
在对生产设备的改造中，为了保持原有的结构和精度，就要尽量减少原有零部件的改动。特别是一些关键的零部件，当尺寸经过改编之后，就要将其他零件的改动集中到这些零部件。UG是EDS公司出品的一个产品工程解决方案，它突破了传统的CAD/CAM模式，包括CAD/CAE/CAM三个基本模块和非基本模块，非基本模块包括用于管路设计的管道与布线模块(UG/Routing、UG/Harness)、用于钣金设计的板金模块（UG/SheetMetalDesign）等等。UG的各项功能是通过各模块功能实现的，CAD模块主要包括基本环境、零件建模、装配和制图，CAE模块包括UG/Mechanisms与MDI/ADAMS，可将前处理结果直接传递到MDI/ADAMS进行分析，CAM模块允许用户通过观察图形地编辑，刀具的移动，刀轨和执行图形地改变。设计师可以在UG设计环境中对产品进行构思、建模、装配、仿真、修改和表达，可虚拟产品的外形、色彩设计、功能展示、性能检验以及成品展示，UG可提供VRML接口，该接口可便于设计者与客户（或设计者）通过Internet交换设计意见，提高工作效率，从而达到缩短产品开发周期的目的，总之，在农业机械中应用虚拟模型代替实物模型进行仿真和分析，可降低产品开发成本及试验经费，缩短产品设计周期，提高产品质量。
二、三维UG技术的应用效果
UG技术是一种虚拟设计平台，应用这一软件进行机械设计，具有一定灵活性。UG支持虚拟现实技术软件接口、网络文件接口，可以为客户提供完整的数字化建模、分析、仿真工具。使用UG技术所进行的虚拟设计，可以支持异地协同设计，还具备仿真可视化技能，虚拟设计过程是指设计师对虚拟原型在沉浸或非沉浸环境中反复改进，以达到最佳设计效果的过程。UG软件提供的运动/动力学仿真工具、虚拟装配工具、结构分析工具以及三维建模工具可使设计过程更加直观、合理，UG提供的VRML接口可供客户与设计者实现意见交流与沟通，可在很大程度上提高服务质量及设计效率。
三、三维UG技术在机械设计中的应用实例
1.三维UG技术在机械设计中的应用步骤
第一，应建立零部件实体模型；第二，应明确各个零部件之间的装配关系，一般包括运动关系和配合关系两种；第三，应进行动力/静力仿真，即对装配好的执行机构、传动机构及重点零部件进行仿真练习；第四，将仿真结果以曲线、动画、数据表的形式输出，并将结果转换为VRML的形式保存；第五，利用网络向客户或制造者观看仿真动画，交换意见，提高设计质量及设计效率。为提高仿真效果的真实性，可根据零件的材料属性设置虚拟零件的屈服强度、剪切模量、柏松比、杨氏模量、质量密度等。
2.实例应用
2.1实例依据及建模
以支架的设计过程为例，利用三维技术分分解支架（分解成两个圆柱孔、梯形板、底板、助板、两个圆柱孔、形体），充分考虑支架形体的形状、造型设计、运算、连接等，从中获得形体的大小及基本参数，应用UG系统的的[建模]功能，建立三维实体模型，使其与支架构相关的装配功能，支架图三视图如图1所示。
图1支架的三视图
2.2设计加工
运算，将形体造型绘制三维实体、编辑等命令组合成线框模型，全方位了解实体物理的力学性质及特性，进行消隐、渲染、着色处理。
四、仿真处理结果分析
合理布置二维图纸，将主图、俯图、左视图插入，标注并填写技术要求、标题栏、尺寸。
五、网络交流
存储设计结果，选择VRML形式保存，应用UG导出功能，将相关资料到Internet或服务器中，让设计者、制造者以及客户在线观看，交流意见，分析支架性能。
在机械设计中应用三维UG技术，其中的虚拟装配、仿真、分析等工具可为机械设计者提供完美的设计解决方案，本研究以支架结构的设计为例，介绍了三维UG技术在机械产品设计中的应用情况。相信随着科技的发展，三维UG技术会不断完善，会进一步提高机械生产企业的市场竞争力，使其获得更多的经济效益。三维UG技术有望成为未来机械设计软件的主流产品，值得机械设计师进一步应用。
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关键词：UG；机械制图；参数化设计
图样是人类基于二维的平面纸幅来表达三维物体的一种方式，是工程界的语言。机械制图是工程技术人员必备的基本功，是机械类专业一门重要的专业基础课程。它的主要任务是培养学生识图和绘制机械图样的能力。中职学生从初中升入职业学校，没有平面几何和立体几何的学习基础，也没有一定的实践经验和感性认识，空间想象能力普遍较差，难以正确地识图和表达，很多学生会感到机械制图难学，少数同学甚至会有一种恐惧感。加上中职学生本身空间思维和空间想象能力有限，机械制图对中职学生来说一直是一门较难的课程，我们将利用UG软件作为以后的教与学的平台，提高中职学生空间思维和空间想象力，同时，也促进中职学生识图能力的提高。
随着工业生产的飞速发展，传统的机械制图与机械产品的设计方式在新的形势下也呈现出新的发展态势。大量工程软件的开发与应用，工程界的设计方式也产生了巨大的变化，基于三维实体设计理念使我们的设计表达方式发生革命性的转变。因此，机械制图课程培养学生的计算机绘图能力和三维实体建模能力，是现代工程图学发展的必然趋势，也是数字化机械产品设计和制造对机械制图提出的新要求。随着计算机三维软件技术在机械领域的应用实践，机械图样的绘制方法，已经发生了根本性的变化，以往在工程设计人员思想中形成设计理念后再转化成机械图样，然后进行样品制造，再修改。而现在工程设计人员可以直接利用三维软件形成三维虚拟产品，制成虚拟样机，进行虚拟的产品分析后利用三维软件的二维工程图的转化技术直接形成工程图样指导生产。制图不再从平面开始而是从立体零件开始。以往的制图教学的重点和内容的改革也十分必要，但我们也必须看到，平面的机械图样在目前或将来的不久其指导生产和作为技术文件的地位是不会改变的；另外作为中职层次的机电专业的学生，毕业后将在第一线从事生产实践活动，其识读机械图样的能力是其工业化生产的基础。但怎样来检测识图能力的高低或者怎么样来训练识图能力却一直没有合适的方法，因为用什么方样还原由三视图在思维中通过空间的和形体的综合能力而形成的思维立体需要用适当的方式表达出来，利用UG参数化设计软件整合在机械制图课程中，UG参数化设计软件恰好可以充当这种图象思维的表达工具，这样就有可能来判定这种空间和形体思维的正确与否。
以往在机械制图教学中，三视图和三维物体都是可以表象的，即可以用表面表达出来用眼睛观察，而三视图和三维物体的转换在大脑里存在点、线、面和体的条件转换，这些转换的条件和结果都存储在大脑中，相对物体的复杂层度，其存储的信息量也越大，在大脑里的综合处理能力也要求越高。另外，一幅复杂的三视图其表达的信息量不论重要与否所有的特征与信息是同时呈现在读图者面前，要读懂复杂的三视图首先必须对三视图的表达信息进行分类，比如说尺寸信息、加工技术信息和形体特征信息等，分类后再处理形体特征，各个部分的形体特征分类处理后，再利用形体的尺寸信息和形体的定位尺寸信息综合形成零件。三视图和三维物体的转换是有步骤的，这些步骤都在大脑里完成，因此对学生的能力要求较高。利用UG参数化设计软件为工具来帮助进行机械制图的教学，最大的作用体现在UG参数化设计软件可以帮助学生进行空间思维和空间想象。学生面对一幅三视图，他可以使用UG参数化设计软件一步一步分析各个特征。因此其思维的过程可以呈现出来，可以让学生分类处理三视图的信息，并能检验其思维的正确与否。
UG软件是从二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件，于1991 年并入美国通用汽车公司。90年代初，美国通用汽车公司选中UG作为全公司的CAD/CAE/CAM主导系统，这进一步推动了UG的发展。在UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，并被大多数CAD/CAM软件厂商所采用，该软件以世界一流的集成化设计、工程与制造系统广泛用于通用机械、模具、汽车及航空领域。
UG软件在机械制图课堂上主要有以下几点应用：
1 在形体构成中的应用
UG软件有强大的数据库功能，能通过简单输入参数，快速生成一些基本几何体，如圆锥、圆柱、球等。如在讲解交线画法时，传统教学时，会使用多个不同的模型教学，但有的学生通常因为空间想象能力不好理解不了，但当我们用UG快速建模，将圆柱体与平面在不同的位置相交，再利用旋转功能进行旋转，便可得到圆柱体与其它面的交线形状，这样既可免去了对模型的使用要求，又可以使学生更容易理解相交后的交线形状。
2 在组合体中的应用
在讲解组合体视图的画法时，补视图和补缺线是教学中的重点和难点，它检验了学生的空间想象能力的作图技巧。通常对于多处要求补画的视图时，学生的作图速度会很慢，有的甚至无从下手或完全想象不出形体的形状。所以为了改善这一现象和提高学生的作图水平，除了教给作图水平以外，还要让他们多看模型，多思考。因此我们利用UG软件可以对一个形体进行不同的切割，让学生充分利用课堂上的时间多看模型的不同方向的切割，多思考和总结视图的作法。只有多看、多思考、多练习，才能真正提高空间想象能力的作图能力。
3 在剖视图中的应用
剖视图分为全剖视图、半剖视图和局部剖视图它是表达机件内部形状和结构的常用方法。在以往的教学中，往往是采用模型给学生讲解，学生不知道如何合理选择剖切方法以及剖切位置，在作图时分不清哪个部分被剖切，哪个地方应画剖面线。在以后的教学中我们可以让学生自己利用UG软件显示实体以及剖切后的形状，让学生检查自己所想的剖切形体是否正确，让学生自己加深对内容的理解和更大程度的提高空间想象能力和作图速度。
参考文献:
关键词：生产过程；模具专业；ug；教学内容；优化设计
随着社会经济技术的发展，现代模具企业的用人标准也发生了较大的变化。高职模具设计与制造专业培养的高技能人才要适应用人单位的要求，就必须不断调整与改进。课程设置是学校进行教育活动的基础，体现了学校的办学方向、培养目标及教育的组织手段和方法。目前的职业教育课程结构仍然不能彰显技能型人才培养的特点，课程内容也不能适应区域和地方经济发展的需要，教学过程不能有效地促进学生职业能力的形成，专业课程改革迫在眉睫。基于此，我院模具专业基于生产过程，针对专业课程的教学内容的优化设计进行了有益的探索和实践。
课程教学内容和方法优化设计的基本思路与方法
课程始终处在人才培养的核心地位。高职教育培养的人才主要面向生产单位一线需要，由于现代模具生产方式总是随着社会经济技术的发展而变化，职业院校就应当基于生产过程，动态地构建专业课程体系。这种基于生产过程开发与改革专业课程，就是以生产过程为参照系整合陈述性知识与过程性知识，着眼于隐含在生产动态行动体系之中的、整合了实践知识与理论知识的生产过程知识的生成与构建。我院模具专业基于生产过程的课程教学内容的优化设计基本思路与方法如下：（1）以市场和就业为导向，把握行业的人才需求现状，在总体上确定专业课程教学内容、方法的优化设计方向。（2）基于模具产品的生产线式工作流程进行课程体系构建，将生产过程融合到课程结构中。（3）采取以职业能力为核心，以职业实践活动为主线，以项目化为主体的模块化教学方法构建专业课程。（4）基于模具产品生产过程，拟订工作岗位与能力结构，结合我院模具专业培养人才与之对应关系确定课程内容。（5）以典型模具产品为载体，以层次渐进式项目教学内容为主线进行课程的开发。（6）依照就业岗位技术能力要求进行课程内容的整合与优化，形成专业特色。
其主要思路和方法如图1所示。
课程教学内容和方法的优化设计实现过程
我院模具专业基于生产过程，开发了《模具cad/cam（ug）》这门专业课程，并实现了本门课程教学内容的优化设计。其开发过程如下。
（一）市场调研，确定课程设计理念与思路
市场调研的主要对象是与学生就业相关性较大的典型企业（如宜宾普什模具公司、一汽大众等）以及部分已就业的该专业毕业生，市场调研的主要内容为企业的岗位情况、岗位工作任务情况及企业对人才规格的要求等。通过调研，发现ug软件自从1990年进入我国后，以其强大的功能和工程背景，在机械制造领域，特别是模具制造工业中得到了广泛的应用。在沿海的大、中、小型机械制造（特别是模具制造）企业中，广泛采用ug软件完成从产品造型、模具设计及制造的全过程，因此，需要大量的从业人员。掌握ug软件的基本功能，熟练地在模具设计与制造中应用，是模具专业学生适应社会、适应工作需求的基本技能。为此，我们确定了工业产品设计、模具cad、模具cam（数控编程加工）、模具装配与调试四大模块为本门课程的专门化方向，同时确定了本门课程的设计理念和思路。
设计理念本课程以培养高技能人才为目标，重视学生实践能力的培养，重构和优化教学内容，形成了基于生产过程导向的任务驱动的工业产品设计与装配、模具设计、数控编程、模具制造、模具装配等五个主任务模块，采用教、学、做一体化等多种教学方法，构建了知识、技能和综合素质“三位一体化”的培养方案，使学生不仅具有完成职业任务所必需的知识、基本技能和动手能力，还提高了学生的综合素质，为学生后续能力的提升和可持续发展打下了基础。
设计思路（1）以职业能力为目标，组织课程内容。（2）以模具产品为载体，设计教学活动。（3）以工作过程为中心，推进课程融合。（4）以学生为主体，采用多种教学方法与教学模式。（5）注重过程评价，促进学生全面发展。
（二）通过职业岗位与能力结构分析，构建课程内容框架
根据市场调查，模具专业职业范围与能力层次如图2所示。
参照图2，将专业岗位所涉及的职业活动细化成具体的工作任务，整理归类形成典型工作任务分析表，形成课程内容分析的主要依据。表1为ug课程部分典型任务分析表。
（三）通过生产过程解构与课程结构的重构，搭建课程内容的组织框架
为培养有较强综合职业能力的操作技能型人才，课程结构要对应于工作岗位的工作体系，与企业“工作项目”为目标的工作结构相对应，课程内容的组织结构形式主要以“项目”为主体。按照具体的模具产品从“模具成品、模具装配（检验）与调试、数控加工、选材、设计”这一生产流程进行逆向推演，将生产过程解构成相应的专业知识与技能，重构于课程内容的组织框架中。
根据上述ug课程典型任务分析表，本课程采用了如图3所示的以项目为主体的模块化课程内容组织形式。
（四）课程内容的最终拟定
在课程组织结构分析的基础上，为能够负载本课程整合的工作任务所对应的职业知识与技能，我们将ug课程内容整合为“产品造型、模具设计、数控编程（模具制造）、模具装配与调试”四个主任务模块，重点培养实体建模技术、曲面建构能力、复杂造型设计、装备功能、2d出图功能、模具加工功能等专业能力，将理论与实践合成一体，以典型模具产品为载体，由低到高“层进式”安排教学内容，并以任务驱动的方式进行项目实训（图4为ug课程部分项目）。
我院模具专业基于生产过程，进行了专业课程教学内容的优化设计的探索与实践，探讨了专业课程改革的思路和方法，有效地促进了学生职业能力的形成。新课程于2009年实施以来，取得了较明显的效果，学生的学习热情大为增加，学生的满意度也大幅提高，我院学生在2009年全国3d创新设计大赛及2010年的全国机械创新设计大赛中均取得了荣获四川省一等奖的好成绩。同时，一汽大众、宜宾普什模具公司等用人单位也均反映新课程体系培养的我专业的学生在工作岗位上更容易上手。
参考文献：
[1]姜大源．职业教育学研究新论[m］．北京：教育科学出版社，2007.
[2]蒋庆斌，徐国庆.基于工作任务的职业教育项目课程研究[j].职业技术教育，2005，（22）.