一、引言
近幾年，隨著數字化技術的不斷發展，工程產品設計基本實現了三維設計，為了實現與三維產品設計接軌，制造企業逐漸開始研究應用三維軟件進行工藝設計，特別是MBD（Model Based Definition，基于模型的定義）技術出現以來，國內外航空企業開始在制造環節應用三維手段對產品各階段模型進行定義。很多企業依托三維軟件進行二次開發，形成專用的工藝設計工具。但是無論怎樣開發，都是針對軟件已有的功能進行重組和優化，其基本工作原理都是基礎軟件的原有功能。在基于模型的工藝設計過程中，通過工序模型來表達制造要求，所有的制造信息都附著在三維模型上，因此工序模型的構建顯得尤為重要。本文針對應用NX軟件完成工序模型設計進行介紹。
二、初始化環境設置
初始化參數使工序模型的建模環境保持一致，對于構建模型的工作量有很大影響，初始化環境設置得當，可以減少很多重復工作。初始化參數主要包含圖層設置和首選項設置。
1.圖層設置
圖層設置即對圖層進行分類。圖層分類主要用來提醒工藝人員規范建模過程，明確每個圖層放置對象的類別，對象的類別可以是草圖、曲線、實體、片體或注釋等。通過分類，對模型內容實現有效管理。圖層分類的方法如下：在主菜單【格式】下選擇【圖層類別】會彈出如圖1所示的對話框，在“類別”欄輸入類別名稱，然后選擇“創建/編輯”按鈕，彈出圖2所示的對話框，在圖層列表中選擇需要的圖層范圍，點擊“確定”按鈕，即可完成一類圖層類別的定義。圖層類別一般可按下面所列的范圍進行分類。
(1)1～10層放置模型實體。
(2)11～20層放置曲線、片體。
(3)21～40層放置草圖。
(4)41～80層放置基準。
(5)81～100層放置尺寸標注及注釋(PMI)。
圖1 圖層類別
圖2 圖層類別范圍選定
2.首選項設置
首選項設置主要對建模環境中的參數進行設置，主要包含零件默認顏色、建模背景顏色、草圖環境設置、尺寸標注及注釋信息設置等。如圖3所示在主菜單【首選項】中的【對象】、【背景】和【草圖】等選項中可分別實現含零件默認顏色、建模背景顏色及草圖環境設置等的設置。
圖3 首選項設置
選擇【注釋】選項可以彈出如圖4所示的對話框，本項目中涉及的參數主要是在PMI(Product Manufacture Infomation，產品制造信息)模塊進行三維環境下尺寸標注及注釋相關參數的設置，能夠確保標注參數保持一致。
圖4 注釋選項設置
三、模型構建方法
工序模型的一個顯著特點是相鄰工序之間模型相似程度很高，可以借助NX WAVE功能實現部件之間的相互引用，從而實現工序模型的快速生成。其前提條件是在裝配導航器中，如圖5所示鼠標右鍵彈出的快捷菜單中將“WAVE模式”設為打開狀態，就可以進行部件之間幾何元素的鏈接。
圖5 打開WAVE模式
在部件名稱上右鍵選擇“WAVE”的級聯菜單下會有“將集合體復制到/組件/部件/新部件”幾個選項，如圖6所示。根據具體情況，可以將當前部件的幾何元素復制到目標工序模型，并與源模型保持關聯。復制的幾何元素可以是實體、曲線、基準、點、片體及草圖等，工序模型之間不需要有裝配關系也可以保持關聯。
圖6 部件間WAVE實現方法
例如一個零件的加工工序編號為5、10、15、20、25和30，每個工序編號代表一個工序模型。通過WAVE幾何關聯，工序模型之間可以實現如圖7所示的順序（正向、反向均可）關聯，也可以實現如圖8所示的非順序關聯。當其中一道工序模型發生變化時，其他工序模型會實現自動更新。
圖7 順序關聯
圖8 非順序關聯
通過上述方法可以實現工序模型的快速生成。對于工序模型中與其他工序存在差異的部位，通過直接建模及建模其他一些簡單的功能就可以構建成功。
對于被加工零件表面，通過改變零件表面的顏色來表示，各工序模型被加工部位表面顏色應該用特殊顏色區別于非加工表面。
四、模型視圖劃分
模型視圖相當于二維平面圖中不同的圖樣頁及不同的視圖。每個模型視圖可以展示一個被加工部位的尺寸要求及技術要求。劃分模型視圖的目的是使零件尺寸要求更清晰有條理。模型視圖可以按加工過程中的需求命名，如裝夾視圖、加工部位1及加工部位2等。模型視圖創建完成后，需要將模型按最佳的方位擺放到合理的位置，進行保存。這樣每次打開視圖時，瀏覽到的是被加工部位視圖。模型視圖也可以對模型進行剖切，形成截面視圖。其方法如下：按圖9所示在要進行剖切的視圖上鼠標右鍵選擇【創建截面】，會彈出如圖10所示的對話框，選擇要剖切的零件，然后選擇草圖圖標，將進入草圖環境，如圖11所示。在草圖環境中，繪制矩形框，將要剖切的部位包含進去，然后退出草圖環境。如圖12所示，調整剖切起始限制值，然后點擊“確定”，完成之后的剖視圖如圖13所示。
圖9 創建截面
圖10 創建剖視圖
圖11 繪制剖切截面
圖12 確定剖切起始
圖13 剖切后零件
五、尺寸標注及注釋
模型實體構建完成后，需要進行尺寸標注及注釋，這樣才能形成完整的工序模型，正確地表達制造要求。進行尺寸標注的主要過程如下。
(1)選擇合適的模型視圖進行標注在模型視圖列表下選擇已經保存好的模型視圖，被選擇的模型視圖方位能夠正確地表述被加工部位。尺寸標注及注釋的內容可以顯示在多個不同模型視圖當中。在模型視圖列表中進行選擇，可以改變尺寸標注顯示的視圖。
(2)選擇尺寸標注及注釋的類型：主要包含尺寸、文字注釋、形位公差、表面粗糙度及加工過程中各種基準符號。
(3)選擇標注平面：標注平面即標注內容所在的平面，標注平面可以是工作坐標系所在的XY、YZ和XZ三個平面，可以繼承上一個標注所在的平面，用戶也可以自定義平面。
(4)選擇關聯特征：每個尺寸標注都是針對零件上某一個或多個表面。這些表面應與標注的尺寸保持關聯關系。
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本文標題：應用NX進行產品工序模型設計
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