基于NX 的工程圖模板設計方法研究

張金良，張棟梁，劉 飛

（1.中國電子科技集團公司第三十四研究所，廣西 桂林 541004 2.桂林航天工業學院，廣西 桂林 541004）

0 引言

三維數字化模型已廣泛運用于機械相關行業，能直接表達設計者的意圖、縮短設計環節和提高設計效率，在產品設計制造中發揮著越來越重要的作用[1]。但工程圖依然是相關工作人員交流的重要依據，且目前的國內外機械類三維設計軟件都能夠將三維數字化模型轉換為相應的工程圖。大部分的工程圖都是通過工程圖模板或者工程圖格式文件產生的，工程圖格式文件的主要作用是提供統一的工程圖標準和界面，配置工程圖格式文件[2]。對于工程技術人員來說不僅方便、快捷，更重要的是實現二維工程圖與三維模型之間保持參數關聯，方便產品或者零件的設計變更，為工程技術人員節省工作時間并提供更有效的設計方法[3]。機械三維設計軟件NX 具有多個功能強大的應用模塊，每個模快都具有獨立的功能，而且模組之間具有一定的關聯性。工程制圖模塊，軟件提供的制圖模板并不是單純的二維空間制圖，它與三維模型零件有著密切的相關性[4]。在實際應用過程中，工程圖調用的模板需要在以下方面進行改進和修訂：

（1）根據產品特點、企業需求，在機械制圖相關國標規定的基礎上，在調用的工程圖模版需要添加企業logo、零件相關的設備型號、設備名稱等信息；

（2）根據實際工程需求，設置三維數字化模型的屬性，在標題欄和明細表中建立圖紙與模型屬性的關聯，避免重復輸入表格內容，保持零件圖和裝配圖相關屬性的關聯一致性；

（3）將所有模板寫入到NX 系統文件中，直接在NX 工程圖模塊中調用模板文件，保證主模型圖紙和非主模型圖紙均可以正確調用工程圖模板。

基于NX2212 工程圖模塊的模版制作方法和技巧是以中國制圖國家標準為基礎，完成了數字化建模模板的屬性定制、工程圖模版的定制和系統文件編寫。在完成模板的定制后，工程技術人員能夠快速調用模板文件，完成零件或者裝配的工程圖圖紙，保證企業技術文件的規范性，提高企業工程技術人員的效率。

1 NX 工程圖模版設計思路

在UG NX 工程圖模版設計制作過程前，準備企業logo（dxf 格式）和模板圖片文件，然后定義和設置三維數字化模型的相關屬性，用于工程圖中標題欄和明細欄的調用，從而保證零件模型屬性與工程圖圖標中信息一致，修改模型屬性后，工程圖調用的相關信息同步變化，減少出錯的概率；然后根據企業相關要求定制工程圖模版中的標題欄和明細表的樣式及其表格內相應信息，將其保存為模版文件供工程圖調用；在此基礎上定制企業需求的圖框、調用標題欄、裝配圖調用標題欄和明細表、定制標注格式、文字、公差等[5]與工程圖相關的內容；最后編寫pax 文件，將定制的相關內容在pax 文件中標明調用地址。完成工程圖模板上述步驟后即可在后續工程圖中根據零件大小和特征直接調用相關的模板完成。具體工程圖模板定制過程見圖1。

圖1 工程圖模板制定過程

2 模型文件屬性設置

根據國標標題欄和企業生產需求，對三維建模調用的模板文件（X：SiemensNX2212LOCALIZATIONprcsimpl_chinesestartupmodel -plain -1 -mm -template）進行屬性設置，設置的屬性包括系統屬性和自定義屬性兩部分，其中常用的系統屬性見表1。

表1 NX 系統默認屬性

自定義屬性用來定制企業根據設計、制造等相關信息，在定制過程中，系統根據國標已經做出了相關設置信息，具體中英文對照見表2。當然也可以根據實際需求，定制其他的相關屬性，例如：供貨商、價格、標準件國標號、標準件規格等。

表2 NX 文件定制屬性

在實際模板使用過程中，為更加直觀地顯示零件文件，需要將三維模型的零件名稱命名為“零件代號-零件名稱”，例如：GJB16GX07-架體。為了將文件屬性與文件名稱自動建立對應關系，需要在建模模版的表達式中調用文件名稱，利用NX 內部函數分離零件代號和零件名稱，并將零件代號（DB_PART_NO）和零件名稱（DB_PART_NAME）自動填入到對應的文件屬性中，供后續工程圖模板調用，具體表達式編寫及說明如下：

DB_PART_NAME=ug_setpartattrvalue （"DB_PART_NAME"，FileName） /將FileName 數據寫入零件代碼屬性

完成上述表達式填寫后，新建的文件以“零件代號-零件名稱”命名后，進入NX2212 后，執行“菜單-工具-更新-更新以獲取外部更改（E）”后，文件屬性自動填寫DB_PART_No 和DB_PART_NAME，且與零件名稱關聯，保證文件屬性與文件名稱一致。

3 標題欄和明細表的定制

3.1 標題欄定制

標題欄的定制需要符合GB/T 10609.1-2008 中的相關規定，國標推薦的標題欄見圖2[6]。但是在企業實際工程圖過程中，需要根據企業的具體情況，在國標推薦標題欄基礎上進行修改，添加企業LOGO、標準化、數量等其他相關信息。圖3 為根據科研、課程設計、畢業設計的要求，制定的桂林航天工業學院標題欄。制定的標題欄與國標標題欄相比，更改區由3 行更改為2 行；簽字區由2 列更改為1 列，將其中的空白部分去掉；名稱及代號區和其他區域進行整合，去掉了投影符號，添加設備型號、設備名稱、數量。在NX工程圖模塊中，為方便標題欄的定制，將標題欄分為五個表格，在表格內填入固定文字，并在相應的表格內導入對應的零件屬性。將定制好的標題欄保存到模板中，供后續調用。

圖2 GB/T 10609.1-2008 推薦標題欄

3.2 明細表定制

機械制圖明細表的定制需要符合GB/T 10609.2-2009 中的相關規定，國標推薦的明細表見圖4[7]。

圖4 GB/T 10609.2-2009 推薦明細表

在實際生產應用中，采用國標推薦的標題欄處理標準件一般將標準件的國標號作為零件的代號（DB_PART_NO），標準件名稱作為零件的名稱（DB_PART_NAME），將標準件的尺寸規格填寫到備注欄中，這樣容易與其他非標零件的備注內容產生混亂。根據上述情況，在推薦的國標標題欄中添加規格列作為標準件尺寸規格，調用標準件的規格屬性。同時為防止出現代號名稱相同后出現的標題欄混亂，將代號、名稱和規格三列同時設定為關鍵字段。修訂的桂林航天工業學院明細表如圖5。將定制好的明細表保存到模板中，供后續調用。

圖5 桂林航天工業學院定制明細表

3.3 字體、標注、圖框定制

3.3.1 字體定制

根據GB4457.3-1984 機械制圖國標中字體規定，要求制圖中的字體必須做到字體端正、筆畫清除、排列整齊、間隔均勻，漢字應寫成長仿宋體（字體的寬度約等于字體高度的2/3），字體的號數（字體高度）根據圖紙大小可以選擇20，14，10，7，5，3.5，2.5[8]。在NX工程圖模塊中，為滿足制圖標準的要求，根據漢字、阿拉伯數字、字母的區分，將漢字字體設置為chinesef_fs，非漢字字符設置為kanji。具體現實效果如圖6。在具體使用過程中，可能存在漢字和字符混合使用的情況，通過在需要改變文字前添加＜FX＞（表示字體改變開始，主體文字不同X的數值不同，X= 2 時表示kanji 更改為chinesef_fs，X= 7 時表示chinesef_fs更改為kanji，），文字后添加＜F＞（表示字體改變結束）。

圖6 kanji 字體與chinesef_fs 字體文字效果

3.3.2 標注定制

在機械制圖國標標準中關于機械制圖的標注包括GB/T 4457.2 -2003（技術制圖、圖樣畫法、指引線和基準線的基本規定）、GB/T 4458.2 -2003（裝配圖中零、部件序號及其編排方法）、GB/T 4458.4 -2003（尺寸注法）、GB/T 16675.2 -1996（第2 部分：尺寸注法）、GB/T 15754-1995（圓錐的尺寸和公差注法）和GB/T 131-1993（表面粗糙度符號、代號及其注法）[9-14]。

在NX 工程圖模塊中，定制制圖標準命令選擇是：文件-實用工具-用戶默認設置（制圖-標準-定制標準）[15]，在標準的選擇過程中，以GB 為修改基礎，中心線更改為正常（修改后延長的中心線依然是中心線，不是直線），基準符號顯示分別是正常（新國標基準符號）和中國國家標準（老國標基準符號），可以根據實際工程需要更改切換，見圖7。其他相關內容設置根據制圖相關國標和企業實際情況修改，保存后在C：UsersAdministratorAppDataLocalSiemensNX2212 文件夾中生產兩個系統文件：nx_XXX_Drafting_Standard_User.dpv 和nx_XXX_Drafting_Standard_User（其中XXX 是用戶自己定義的名稱），可以作為系統移植使用。

圖7 制圖標準定制選擇

3.3.3 圖框定制

圖框的定制以國際標準ISO5457-1999 為基礎，具體圖紙的尺寸和繪圖空間見表3，圖紙尺寸示意圖見圖8[16]。以A3 圖紙為例，創建桂林航天工業學院零件圖A3 模板。新建一個NX PRT 文檔，以航天工業學院零件圖A3 模板命名，進入工程圖模塊，選擇標準尺寸（A3-297x420）圖紙大小，第一角投影；導入3.2定制的標題欄，結果見圖9，完成零件圖A3 模板的設計。

表3 圖紙的尺寸及繪圖空間

圖8 圖紙橫版尺寸和A4 豎版尺寸

圖9 桂林航天工業學院零件圖A3 模版

4 PAX 系統文件編寫

PAX 系統文件是將上述準備好的圖紙模板、模板圖片等相關信息進行管理，從而能夠在NX 工程圖模塊直接調用。中文PAX 文件的系統放置位置在X：SiemensNX2212LOCALIZATIONprcsimpl_chi -nesestartup（X：表示NX 的安裝目錄），在目錄中與工程圖相關的PAX 文件有兩個，分別是nxdm_ugs_drawing_templates_simpl_chinese.pax（用于獨立創建零件或裝配的工程圖文件） 和ugs_sheet_templates_simpl_chinese.pax（用于零件或裝配三維模型和工程圖共用一個PRT 文件），兩個PAX 文檔的語法格式相同。具體語法解釋及對應新建圖紙（圖10）關系如下：

圖10 新建圖紙對話框

＜PaletteEntry id="d1"＞：圖紙位置序號

＜References/＞

＜Presentation name=" 桂林航天工業學院A3 模板" description="桂林航天工業學院專用">：展示的名稱（見圖10 標號1）和描述（見圖10 標號2）

＜PreviewImage type="UGPart" location=" 桂林航天工業學院模板.jpg"/＞：展示的圖片（見圖10 標號3）

＜/Presentation>

＜ObjectData class="DrawingTemplate"＞：圖紙類型（見圖10 標號4）

＜TemplateFileType>none＜/TemplateFileType＞

＜Filename>桂林航天工業學院A3 模板.prt＜/Filename＞：調用的PRT 文件（見圖10 標號5）

＜Units>Metric＜/Units＞：圖紙單位（見圖10 標號6）

＜UsesMasterModel>Yes＜/UsesMasterModel>：是否支持主模型圖紙

＜/ObjectData>

＜/PaletteEntry>

5 結語

在機械制圖相關國標的基礎上，根據企業實際生產相關特點，描述了基于NX2212 工程圖模塊的A3制圖模板的制作方法和過程，圖11 是利用該模板完成的桂林航天工業學院實踐生產部的圖紙。通過上述的方法，可以依次完成A0、A1、A2、A4 的相關零件圖和裝配圖模板。模板制作過程中可以根據實際工程需求，按照上述方法添加、修改相關屬性，定制工程圖圖框、標注、字體等，通過改寫NX 系統pax 文件，可以快速在NX2212 主模型圖紙和非主模型圖紙中快速調用定制的圖紙模版，并在三維數字化模型屬性和圖紙標題欄建立關聯，提高設計制圖效率、規范產品實際。

圖11 基于定制模板的繪制的實際零件圖紙