基于NX 的工程图模板设计方法研究

张金良，张栋梁，刘 飞

（1.中国电子科技集团公司第三十四研究所，广西 桂林 541004 2.桂林航天工业学院，广西 桂林 541004）

0 引言

三维数字化模型已广泛运用于机械相关行业，能直接表达设计者的意图、缩短设计环节和提高设计效率，在产品设计制造中发挥着越来越重要的作用[1]。但工程图依然是相关工作人员交流的重要依据，且目前的国内外机械类三维设计软件都能够将三维数字化模型转换为相应的工程图。大部分的工程图都是通过工程图模板或者工程图格式文件产生的，工程图格式文件的主要作用是提供统一的工程图标准和界面，配置工程图格式文件[2]。对于工程技术人员来说不仅方便、快捷，更重要的是实现二维工程图与三维模型之间保持参数关联，方便产品或者零件的设计变更，为工程技术人员节省工作时间并提供更有效的设计方法[3]。机械三维设计软件NX 具有多个功能强大的应用模块，每个模快都具有独立的功能，而且模组之间具有一定的关联性。工程制图模块，软件提供的制图模板并不是单纯的二维空间制图，它与三维模型零件有着密切的相关性[4]。在实际应用过程中，工程图调用的模板需要在以下方面进行改进和修订：

（1）根据产品特点、企业需求，在机械制图相关国标规定的基础上，在调用的工程图模版需要添加企业logo、零件相关的设备型号、设备名称等信息；

（2）根据实际工程需求，设置三维数字化模型的属性，在标题栏和明细表中建立图纸与模型属性的关联，避免重复输入表格内容，保持零件图和装配图相关属性的关联一致性；

（3）将所有模板写入到NX 系统文件中，直接在NX 工程图模块中调用模板文件，保证主模型图纸和非主模型图纸均可以正确调用工程图模板。

基于NX2212 工程图模块的模版制作方法和技巧是以中国制图国家标准为基础，完成了数字化建模模板的属性定制、工程图模版的定制和系统文件编写。在完成模板的定制后，工程技术人员能够快速调用模板文件，完成零件或者装配的工程图图纸，保证企业技术文件的规范性，提高企业工程技术人员的效率。

1 NX 工程图模版设计思路

在UG NX 工程图模版设计制作过程前，准备企业logo（dxf 格式）和模板图片文件，然后定义和设置三维数字化模型的相关属性，用于工程图中标题栏和明细栏的调用，从而保证零件模型属性与工程图图标中信息一致，修改模型属性后，工程图调用的相关信息同步变化，减少出错的概率；然后根据企业相关要求定制工程图模版中的标题栏和明细表的样式及其表格内相应信息，将其保存为模版文件供工程图调用；在此基础上定制企业需求的图框、调用标题栏、装配图调用标题栏和明细表、定制标注格式、文字、公差等[5]与工程图相关的内容；最后编写pax 文件，将定制的相关内容在pax 文件中标明调用地址。完成工程图模板上述步骤后即可在后续工程图中根据零件大小和特征直接调用相关的模板完成。具体工程图模板定制过程见图1。

图1 工程图模板制定过程

2 模型文件属性设置

根据国标标题栏和企业生产需求，对三维建模调用的模板文件（X：SiemensNX2212LOCALIZATIONprcsimpl_chinesestartupmodel -plain -1 -mm -template）进行属性设置，设置的属性包括系统属性和自定义属性两部分，其中常用的系统属性见表1。

表1 NX 系统默认属性

自定义属性用来定制企业根据设计、制造等相关信息，在定制过程中，系统根据国标已经做出了相关设置信息，具体中英文对照见表2。当然也可以根据实际需求，定制其他的相关属性，例如：供货商、价格、标准件国标号、标准件规格等。

表2 NX 文件定制属性

在实际模板使用过程中，为更加直观地显示零件文件，需要将三维模型的零件名称命名为“零件代号-零件名称”，例如：GJB16GX07-架体。为了将文件属性与文件名称自动建立对应关系，需要在建模模版的表达式中调用文件名称，利用NX 内部函数分离零件代号和零件名称，并将零件代号（DB_PART_NO）和零件名称（DB_PART_NAME）自动填入到对应的文件属性中，供后续工程图模板调用，具体表达式编写及说明如下：

DB_PART_NAME=ug_setpartattrvalue （"DB_PART_NAME"，FileName） /将FileName 数据写入零件代码属性

完成上述表达式填写后，新建的文件以“零件代号-零件名称”命名后，进入NX2212 后，执行“菜单-工具-更新-更新以获取外部更改（E）”后，文件属性自动填写DB_PART_No 和DB_PART_NAME，且与零件名称关联，保证文件属性与文件名称一致。

3 标题栏和明细表的定制

3.1 标题栏定制

标题栏的定制需要符合GB/T 10609.1-2008 中的相关规定，国标推荐的标题栏见图2[6]。但是在企业实际工程图过程中，需要根据企业的具体情况，在国标推荐标题栏基础上进行修改，添加企业LOGO、标准化、数量等其他相关信息。图3 为根据科研、课程设计、毕业设计的要求，制定的桂林航天工业学院标题栏。制定的标题栏与国标标题栏相比，更改区由3 行更改为2 行；签字区由2 列更改为1 列，将其中的空白部分去掉；名称及代号区和其他区域进行整合，去掉了投影符号，添加设备型号、设备名称、数量。在NX工程图模块中，为方便标题栏的定制，将标题栏分为五个表格，在表格内填入固定文字，并在相应的表格内导入对应的零件属性。将定制好的标题栏保存到模板中，供后续调用。

图2 GB/T 10609.1-2008 推荐标题栏

3.2 明细表定制

机械制图明细表的定制需要符合GB/T 10609.2-2009 中的相关规定，国标推荐的明细表见图4[7]。

图4 GB/T 10609.2-2009 推荐明细表

在实际生产应用中，采用国标推荐的标题栏处理标准件一般将标准件的国标号作为零件的代号（DB_PART_NO），标准件名称作为零件的名称（DB_PART_NAME），将标准件的尺寸规格填写到备注栏中，这样容易与其他非标零件的备注内容产生混乱。根据上述情况，在推荐的国标标题栏中添加规格列作为标准件尺寸规格，调用标准件的规格属性。同时为防止出现代号名称相同后出现的标题栏混乱，将代号、名称和规格三列同时设定为关键字段。修订的桂林航天工业学院明细表如图5。将定制好的明细表保存到模板中，供后续调用。

图5 桂林航天工业学院定制明细表

3.3 字体、标注、图框定制

3.3.1 字体定制

根据GB4457.3-1984 机械制图国标中字体规定，要求制图中的字体必须做到字体端正、笔画清除、排列整齐、间隔均匀，汉字应写成长仿宋体（字体的宽度约等于字体高度的2/3），字体的号数（字体高度）根据图纸大小可以选择20，14，10，7，5，3.5，2.5[8]。在NX工程图模块中，为满足制图标准的要求，根据汉字、阿拉伯数字、字母的区分，将汉字字体设置为chinesef_fs，非汉字字符设置为kanji。具体现实效果如图6。在具体使用过程中，可能存在汉字和字符混合使用的情况，通过在需要改变文字前添加＜FX＞（表示字体改变开始，主体文字不同X的数值不同，X= 2 时表示kanji 更改为chinesef_fs，X= 7 时表示chinesef_fs更改为kanji，），文字后添加＜F＞（表示字体改变结束）。

图6 kanji 字体与chinesef_fs 字体文字效果

3.3.2 标注定制

在机械制图国标标准中关于机械制图的标注包括GB/T 4457.2 -2003（技术制图、图样画法、指引线和基准线的基本规定）、GB/T 4458.2 -2003（装配图中零、部件序号及其编排方法）、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（圆锥的尺寸和公差注法）和GB/T 131-1993（表面粗糙度符号、代号及其注法）[9-14]。

在NX 工程图模块中，定制制图标准命令选择是：文件-实用工具-用户默认设置（制图-标准-定制标准）[15]，在标准的选择过程中，以GB 为修改基础，中心线更改为正常（修改后延长的中心线依然是中心线，不是直线），基准符号显示分别是正常（新国标基准符号）和中国国家标准（老国标基准符号），可以根据实际工程需要更改切换，见图7。其他相关内容设置根据制图相关国标和企业实际情况修改，保存后在C：UsersAdministratorAppDataLocalSiemensNX2212 文件夹中生产两个系统文件：nx_XXX_Drafting_Standard_User.dpv 和nx_XXX_Drafting_Standard_User（其中XXX 是用户自己定义的名称），可以作为系统移植使用。

图7 制图标准定制选择

3.3.3 图框定制

图框的定制以国际标准ISO5457-1999 为基础，具体图纸的尺寸和绘图空间见表3，图纸尺寸示意图见图8[16]。以A3 图纸为例，创建桂林航天工业学院零件图A3 模板。新建一个NX PRT 文档，以航天工业学院零件图A3 模板命名，进入工程图模块，选择标准尺寸（A3-297x420）图纸大小，第一角投影；导入3.2定制的标题栏，结果见图9，完成零件图A3 模板的设计。

表3 图纸的尺寸及绘图空间

图8 图纸横版尺寸和A4 竖版尺寸

图9 桂林航天工业学院零件图A3 模版

4 PAX 系统文件编写

PAX 系统文件是将上述准备好的图纸模板、模板图片等相关信息进行管理，从而能够在NX 工程图模块直接调用。中文PAX 文件的系统放置位置在X：SiemensNX2212LOCALIZATIONprcsimpl_chi -nesestartup（X：表示NX 的安装目录），在目录中与工程图相关的PAX 文件有两个，分别是nxdm_ugs_drawing_templates_simpl_chinese.pax（用于独立创建零件或装配的工程图文件） 和ugs_sheet_templates_simpl_chinese.pax（用于零件或装配三维模型和工程图共用一个PRT 文件），两个PAX 文档的语法格式相同。具体语法解释及对应新建图纸（图10）关系如下：

图10 新建图纸对话框

＜PaletteEntry id="d1"＞：图纸位置序号

＜References/＞

＜Presentation name=" 桂林航天工业学院A3 模板" description="桂林航天工业学院专用">：展示的名称（见图10 标号1）和描述（见图10 标号2）

＜PreviewImage type="UGPart" location=" 桂林航天工业学院模板.jpg"/＞：展示的图片（见图10 标号3）

＜/Presentation>

＜ObjectData class="DrawingTemplate"＞：图纸类型（见图10 标号4）

＜TemplateFileType>none＜/TemplateFileType＞

＜Filename>桂林航天工业学院A3 模板.prt＜/Filename＞：调用的PRT 文件（见图10 标号5）

＜Units>Metric＜/Units＞：图纸单位（见图10 标号6）

＜UsesMasterModel>Yes＜/UsesMasterModel>：是否支持主模型图纸

＜/ObjectData>

＜/PaletteEntry>

5 结语

在机械制图相关国标的基础上，根据企业实际生产相关特点，描述了基于NX2212 工程图模块的A3制图模板的制作方法和过程，图11 是利用该模板完成的桂林航天工业学院实践生产部的图纸。通过上述的方法，可以依次完成A0、A1、A2、A4 的相关零件图和装配图模板。模板制作过程中可以根据实际工程需求，按照上述方法添加、修改相关属性，定制工程图图框、标注、字体等，通过改写NX 系统pax 文件，可以快速在NX2212 主模型图纸和非主模型图纸中快速调用定制的图纸模版，并在三维数字化模型属性和图纸标题栏建立关联，提高设计制图效率、规范产品实际。

图11 基于定制模板的绘制的实际零件图纸