UG软件在工业产品设计中的应用
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作者:陈华
摘 要：UG软件是当前最为流行的一种三维实体建模软件，随着科技发展的不断影响，其在机械设计领域中表现出了良好的使用效果，因此，得以在工业产品设计上得到广泛的应用。工业产品设计是满足人们在使用机械或产品过程中的视觉以及触觉的需求，并通过产品设计、材料科学、造型设计以及计算机软件辅助设计等不同的交叉技术来综合性的实现工业产品设计的交叉融合目标。UG软件就是一种人机交互设计在公社产品设计中的应用，它能够将工业产品设计、制造以及工程分析有機的结合在一起，并通过自身强大的机械设计以及制图功能来实现企业满足现代市场产品设计的复杂性、多样性、经济性和可靠性，现阶段被广泛应用在模具、汽车自动化、机械、航空航天以及医疗器械等应用领域，是工业生产未来发展的主要方向。
关键词：UG软件;工业产品设计;机械设计
Unigraphics又称UG软件，是美国麦克唐纳.道格拉斯飞机公司最初研发的一种三维实体建模软件，它开启了机械设计与工业设计结合的应用模式。社会科学技术的不断发展提升了消费者对于工业产品的品质需求，企业要想获取一定的市场竞争力就必须致力于产品的设计研发，为了提升工业产品设计的市场占有率，企业必须要融入全新的设计理念以及构造方法，因此，UG软件这种人机交互设计应用就显得尤为重要。UG软件不仅能够满足用户的工艺设计以及虚拟产品设计的需求，还能够通过几何操纵而进行工业产品的设计研发，其广泛的应用对工业企业具有十分重要的战略意义。
1 UG软件概述
1.1 UG软件的特点
首先，UG软件涵盖了当下世界范围内最为先进的各项产品设计应用模块。在制图功能以及机械设计方面，UG软件具备较高的性能，能够为工业产品设计提供较高的灵活性和可能性，进而设计出满足客户需求的任何复杂产品。
其次，UG软件可以允许制造商对其产品的设计和开发过程进行虚拟的、数字化的仿真模拟、确认以及优化。产品制造商在开发周期较早的阶段利用UG软件的数字化仿真性能可以及时的调整产品相关设计数据，提升产品质量，同时，能够有效消除或减少对物理样机昂贵的耗时构建与设计，减少对变更周期的依赖性。
再次，UG软件为产品技术革命以及培养创造性的工业企业进行产品设计和风格变换提供了强有力的解决方案。工业设计师利用UG软件进行建模，能够迅速的建立其复杂的工业产品形状，并对其进行改进，并通过先进的可视化工具以及渲染来最大限度的满足市场对于产品设计的一切需求，进而最大限度的满足产品设计概念的审美要求。
1.2 UG软件包含的主要模块
UG软件中主要包含的模块有：UG入口、特征建模、自由曲面建模、实体建模、装配建模、高级装配建模、工程绘图、加工基础、电气布线、用户自定义特征、产品级参数化设计、钣金设计、渲染、工业设计可视化、后处理、管路设计、车削、平面铣削、运动机构、样条轨迹生成器、定轴铣削、可变轴铣削、型腔型芯铣削、二次开发、数据交换、切削仿真以及有限元前后置处理等模块。
1.3 UG软件相比于其他三维实体建模软件在工业产品设计应用中的优势
当前工业产品设计应用的软件主要由UG软件以及PRO/E这两大软件，两大软件无论在使用功能上还是操作方式上，甚至整体的设计思路都有很多相似，但总体来讲，UG软件具有十分广泛的优势。
第一，UG软件相较于PRO/E软件能够使用大型的飞机、汽车厂的复杂建模设计，适用于现代工业产品设计的市场需求。
第二，UG软件相较于PRO/E软件属于混合建模，其完全参数化和局部参数化均不存在任何问题，更加有利于模型的更新，在进行大型的工业产品设计是，UG软件更加满足工业设计师的使用思路。
第三，UG软件相较于PRO/E软件其曲面功能更加强大。工业设计师通过使用UG软件不仅仅能够提供更加丰富的曲面构造工具，曲面的精度控制还可以通过调整一些另外参数来实现，同时，UG软件的曲面分析工具也更加丰富。
第四，UG软件相较于PRO/E软件具有较强的特征操作能力。由于UG软件具有很多细致划分的规格化特征，相当于几倍的PRO/E软件的特征数量，因此，UG软件具备更高的建模效率。
2 当前我国工业产品设计的发展现状和遇到的困局
2.1 当前我国工业产品设计发展现状
我国工业产品设计初期多以手工劳动生产加工为主，设计者更加注重产品对于使用者功能性和实用性的需求，也就是传统的机械设计。机械设计就是通过对产品机械的工作原理、运动方式、力和能量传递方式以及结构进行系统分析，通过形状尺寸、零件材料、润滑等方法的设计和构思，进而转化成为具体描述产品的机械设计过程。
20世纪70年代，随着新技术革命的兴起，我国的工业产品设计领域受到了巨大的冲击，人们日益增长的审美需求使得人们对于工业产品的关注点不仅仅局限在产品使用性能方面，更加注重其外观宜人性的需求，进而诞生了综合性较差学科—工业产品设计。工业产品设计是在机械设计的基础上，通过合理的运用人机交互设计软件，来把人、空间环境、机械产品、科学技术与艺术表现有机的结合在一起，充分展现出设计的创造技术人性化的重要特征，进而设计出满足消费者全方位需求的工业产品。
2.2 当前我国工业产品设计遇到的困局
首先，市场需求考虑不周。我国的工业产品设计起步较晚，其发展并不完善，设计师在进行工业产品设计时只注重个人意识，并不能将自身的意识与社会意识有效结合，不能够充分考虑产品的使用人群特点，不能以市场需求作为工业产品设计的主要参考因素，因此，设计出的产品绝大多数不能够被市场所接受。
其次，相关应用软件使用程度不够。随着科学技术的不断发展，众多工业设计中所使用的三维实体建模软件应运而生，而多数企业的设计生产部门还固步自封，不能适应潮流的发展，工业设计师自身对全新设计软件的利用程度还不足，使得工业产品设计一直无法取得突破性的发展。 3 UG软件在工业产品设计中的应用
UG软件在工业产品设计中应用是通过其各自的应用模块来得以实现的。从UG软件的使用界面选择起始并下拉菜单就会找到工业产品设计中所需要使用的应用模块，针对不同模块的使用用途，来满足工业产品设计电子、机械、航空航天、汽车制造等不同领域的不同需求。
3.1 UG软件中的CAD模块应用
UG软件中的CAD模块包含用户的基本环境、建模模块、装配模块以及制图模块，这也是工业产品设计应用的主要模块。
第一，用户基本环境是UG软件应用的基础。这是工业产品设计应用UG软件上其他模块的平台，它支持关键操作，建立全新的部件文件和存储问价等操作。
第二，建模模块提供了几何建模和特征建模两种方法，为工业产品设计提供符合建模方案，设计师可通过这个模块进行二维和三维的线框、扫描和旋转实体，依照产品的设计要求来选择不同的零件设计方法。在这部分模块中，UG软件可以针对工业产品设计的零件进行更改，并自动、快速、准确的反应到工程图、装配图等相关模块当中，设计师可以随时进行改动，提升工作效率，使工业产品设计师将更多的注意力集中在产品设计上。
第三，UG软件的装配建模是面向团队设计的，这部分模块可以帮助工业产品设计师通过每一个小零件的装配来通过导航器提供的图形显示，并通过一定的配对关系条件建立起相应的约束关系，使得产品设计的整个单独部件都保持关联性。
第四，UG软件的辅助设计组成部分即为工程制图。工程制图主要是针对工业设计师所画出的实体模型进行投影，进而扫描出二维平面图，这些工程制图当中的尺寸标注、技术要求、公差符号、表面粗糙度等要求构成了工业产品从模型设计到生产的主要组成部分。
3.2 UG软件中的CAM加工模块应用
UG软件中的CAM加工模块在整个工业产品设计应用中中属于零件加工。在整个工业产品设计过程中，生产设备的操作和控制都通过这个模块进行，它的输入信息是零件的工序内容和工艺线路;它的输出信息是刀具加工时的数控程序和运动轨迹。UG软件的CAM加工模块被主要应用在航空航天、高科技产品、机械汽车、日用消费品等工业产品的设计当中，是UG软件的主要应用模式。
3.3 UG软件中的CAE模块应用
UG软件中的CAE模块主要是一种运动仿真模块，工业产品设计主要是应用其动力学中的运动分析，工业设计师通过使用UG软件CAE模块的运动分析找到产品设计模型的受力分析，并通过分析结果来指导产品的零件结构设计，或者调整零件的制造材料，通过利用其运动仿真的动力分析，对设计产品零部件的运动数据进行分析、处理和结算，进而通过动画模拟的效果来实现工业产品设计的完美效果。
综上所述，工業产品设计在我国工业产品的发展进程中占有十分重要的地位，现代科学技术的高速发展为工业产品的设计创新带来了巨大的变革。工业设计师要充分重视产品市场的需求，利用现代化的人机结合交互软件，将UG软件广泛应用到工业产品设计当中，通过不断的强化自身的技术能力和UG软件的专业知识能力来提升工业产品的设计水平，进而帮助工业企业走出当下工业产品设计的市场困局，促进企业的可持续性发展。
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