Siemens NX Drafting · PMI · MBD 完全指南

NX · Drafting & PMI

概述

Siemens NX 的文档化管线以 2D Drafting 和 3D PMI(Product Manufacturing Information)两大轴设计。

Drafting 按 ISO·ANSI·JIS·DIN·GB·ESKD 标准绘制传统图纸,PMI 则实现基于 ASME Y14.41 的 Model-Based Definition(MBD)。

本页涵盖从 Base/Projected/Section/Detail 视图生成、尺寸与 GD&T 工作,到将 PMI 放置于 Model View 并在下游工序(CMM、CAM)中自动消费的 MBD 工作流。

图纸环境进入快捷键 Ctrl+Shift+D 及应用切换请参考 01-shortcuts-ui.md。

Drafting 环境进入与图纸设置

Drafting 应用通过 Application → Drafting 或 Ctrl+Shift+D 打开。

NX 的图纸并非独立 .drw 文件,而是作为 Drawing Sheet 包含在同一 .prt 内,或作为引用零件的专用图纸零件({partname}_dwg.prt)而分离。按组织标准选择。

图纸规格与 Drafting Standard

New Drawing Sheet 对话框中的选项如下。

项目	值
图纸规格	A0~A4、B、C、D、E、ANSI、ISO、JIS
Drafting Standard	ISO、ANSI、JIS、DIN、GB、ESKD
Template	含公司标题栏、Logo 的自定义模板
Scale	1:1、1:2、1:5 等基本比例

Drafting Standard 不同,会导致箭头形状、默认公差、尺寸放置规则、单位表示方式不同。

中国、韩国、日本制造现场主要使用 JIS 或 ISO,美系 OEM 使用 ANSI,俄罗斯及独联体地区使用 ESKD。

> 提示: 公司标题栏无需每次绘制,提前放入登记到 UGII_DRAFTING_TEMPLATE_DIR 的模板零件中,新建 Drawing 时即自动应用。

Drawing View(视图)体系

Base View 与 Projected View

Base View:在图纸中最先放置的基准视图。选择 Model View(Front、Top、Right、Iso 等)。
Projected View:从 Base View 拖出生成正交投影。上下左右四方向及 Iso 视图可自由抽取。

Section View 与 Detail View

剖视图、局部放大视图是现场最常用的辅助视图。

视图类型	说明
Simple Section	直线剖
Stepped Section	多次折弯的阶梯剖
Revolved Section	旋转剖(圆形部件)
Aligned Section	将不同角度的剖展开到一个平面
Half Section	仅剖切一半
Broken-out Section	仅局部局部切开
Detail View	以圆形、矩形、Custom 边界局部放大
Broken View	省略长部件的中间
Auxiliary View	沿斜面法线方向的视图
Overlay View	叠加两种状态比较(装配前/后、展开/折叠)

自 NX 11 起 Section Line 本身可以草图定义,非典型剖面也能仅通过修改草图即可更新。

> 注意: 切勿忘记将 Detail View 的比例设置为不同于上级视图。NX 虽自动推断,但为避免尺寸标注错误,需在 Detail View Preferences 中显式指定 Scale。

Dimension(图纸尺寸)

Rapid Dimension:单击对象后自动识别类型(线性/角度/半径)。
支持 Linear、Angular、Radial、Diameter、Ordinate(基于原点)、Chain、Baseline 等所有传统类型。
Auto Dimension:将视图中包含的草图尺寸自动取入并放置。对半自动尺寸作业有用。
Dimension Style:管理箭头形状、辅助线间隙、文本位置等细节格式。

GD&T / Feature Control Frame

GD&T 同时支持 ASME Y14.5(美国)与 ISO 1101(国际)两大体系。

Feature Control Frame(FCF) 中的公差类型如下。

范畴	项目
形状公差	Flatness、Straightness、Circularity、Cylindricity
方向公差	Perpendicularity、Parallelism、Angularity
位置公差	Position、Concentricity、Symmetry
轮廓公差	Profile of Line、Profile of Surface
跳动公差	Circular Runout、Total Runout

Modifier 支持 MMC(Ⓜ)、LMC(Ⓛ)、RFS、Free State(Ⓕ)、Projected(Ⓟ)、Tangent Plane(Ⓣ) 等,Datum Feature Symbol 与 Datum Target 也可一并编写。

Symbols & Notes

Surface Finish:ISO 1302 / ASME Y14.36 符号
Weld Symbol:ISO 2553 / AWS A2.4
Note / Label / Balloon:自由注释与气球
Parts List(BOM Table):装配图纸专用。自动汇总组件 Item ID、数量、材质,视图中的 Balloon 以相同序号关联。
Hole Callout:从特征读取孔参数,自动生成 ⌀6.5 THRU, ⌴⌀11 ▽5.5 这样的标准文本。

Flat Pattern Drawing

钣金零件中使用 Insert → View → Flat Pattern View 自动生成展开视图。

Bend Line 与 Bend Note(UP/DOWN、R、角度)会自动标注在图纸中,还可另外插入 Bend Table,实务中是确认毛坯尺寸、激光加工输入的必备工具。

> 提示: Flat Pattern 未更新时手动执行 View → Update Views。若修改了弯曲半径但毛坯尺寸未变,十之八九是视图更新延迟。

图纸自动化与模板

Drawing Template(.prt):预先包含标题栏、标准视图布局、公司 Logo 的模板。新建 Drawing 时基于此模板出发。
Part Family Drawings:Part Family 仅制作一张图纸,各尺寸就会自动再生相同图纸。
Drafting Preferences / Object Preferences:以 .nxd 文件管理组织标准并分发。
Retained Annotations:删除视图后重新创建时,之前的尺寸会自动重连到新视图。

图纸实务要点

图层分离:将尺寸、注释、中心线、剖面线分别放在独立图层,评审时通过图层切换简化所示信息。
复杂剖面以草图定义 Section Line,便于后续修改。
存在 3D PMI 时,使用 Inherit PMI 选项让图纸视图自动继承,使 MBD→2D 转换更顺畅。
Teamcenter 环境中编辑图纸前务必执行 Check Out。这是防止版本混乱的基本纪律。
件号、标题栏用 Expression 填充,与 Part Family 同步。

Drawing View 属性与表达控制

每个 Drawing View 具有独立属性。右键 → Settings 中调整以下项目。

项目	内容
Scale	视图比例(独立于上级视图)
Reference Set	以哪个 Reference Set 显示
Hidden Lines	是否显示隐藏线、线型
Smooth Edges	是否显示切线边
Threads	螺纹表示方式(Simplified/Symbolic/Detailed)
Centerlines	自动生成中心线
Section Line Appearance	剖面线粗细、箭头大小

现场最容易忽略的是 Thread 表示方式。如果公司标准是 Simplified 还是 Symbolic没有在 Template 中预设,则各视图的表示方式会不一致。

View Dependent Edit

仅在特定视图中隐藏或突出某条边时使用。不触及模型、仅在视图层面应用编辑,因此其他视图不受影响。

在装配图中将后侧部件边线视觉性隐藏时非常有用。

Drawing Revision Control

管理图纸 Revision 的三个轴:

Revision Block:标题栏旁的 Revision 表(ECO 编号、日期、作者)。
Revision Clouds:将变更区域以云状突出。
Balloons / Delta Symbols:用 Δ1、Δ2 符号标出变更位置。

Teamcenter 环境中 Item Revision 提升时图纸 Revision 也自动递增,在 Structure Manager 中可追踪哪个 Revision 与哪个装配绑定。

PMI 概述

PMI(Product Manufacturing Information) 是将制造、检查、装配所需的尺寸、公差、注释信息直接内嵌于 3D 模型的功能。

终极目标是无 2D 图纸、仅靠 3D 完结产品定义的 MBD(Model-Based Definition),标准为 ASME Y14.41 / ISO 16792。

PMI 构成要素

尺寸(Dimension):Linear、Angular、Radial、Diameter
Feature Control Frame(几何公差)
Datum Feature、Datum Target
Surface Finish
Weld Symbol
Note / Callout
Material Specification
Custom Symbol

Model View 与 PMI 放置

若将 PMI 随意放置在任何空间,会互相重叠难以阅读。NX 通过 Model View 概念对 PMI 进行分组。

Menu → View → Operation → New Model View 创建视图
指定视图名称、视点(Orientation)、Visible Object 集合
按视图分别设置要显示的 PMI 集

汽车、航空现场常用的命名规则如 MV-INSPECTION(检查用)、MV-ASSY-TOP(装配顶层)、MV-MACHINING-OP10(按加工工序)这样基于工序进行命名。

PMI 创建

在 Menu → Insert → Annotation → Dimension 中将 Mode 设为 3D(PMI) 后点选尺寸,即保存到对应 Model View 中。

Annotation Plane 是尺寸将放置的平面,通常会自动选择 Model Plane,必要时手动指定。

Semantic PMI

超越单纯视觉表示,GD&T 的 Datum–Tolerance 关系以机器可读(machine-readable)方式存储的 PMI 称为 Semantic PMI。Semantic PMI 在下游流程中可自动消费。

CMM 检查程序自动生成(Siemens Quality Planner、Mitutoyo MCOSMOS+ 等)
CAM 读取公差信息调整加工策略、刀具选型
导出到 3D XML、JT、STEP AP242 时 PMI 一并传递,实现供应链共享

> 提示: 若 PMI 仅以视觉方式(graphic-only)编写,则 CMM 自动程序无法读取。必须明示 Tolerance Type 并指定 Datum 引用,才能达到 Semantic 级别。

MBD 工作流

完成 3D 模型。
用 PMI 将所有尺寸、公差、备注直接放置到 3D 中。
按用途创建多个 Model View(检查用、装配用、加工用)。
通过 Teamcenter 或 JT 传递到下游系统(无图纸)。
CMM 读取 PMI 自动生成检查程序。
CAM 基于 PMI 公差自动选择加工策略。

MBD 的核心优势是 Single Source of Truth:无图纸解读错误,国际协作中因语言、标注差异导致的混乱减少,检查与加工自动化。

随着 航空 FAA/EASA 法规正式认可 ASME Y14.41,航空部件事实上已以 MBD 为标准。

PMI 实务要点

记录组织所遵循的 PMI 标准(ASME Y14.41 或 ISO 16792)。
Model View 名称基于工序(MV-FINAL-INSPECTION、MV-ASSY-STEP1)。
PMI 颜色默认保持蓝色,仅特殊公差用红色是现场惯例。
一个视图中堆放过多 PMI 会使模型杂乱。按视图过滤。
Display Instances:只对阵列特征的一个实例附加 PMI,其余通过"显示重复实例"选项自动传播。
PMI 位置应像图纸评审一样慎重。3D 中的可读性在很大程度上依赖相机角度。

> 注意: PMI 会随模型修改自动更新,但若 Face 被删除导致引用断裂,则会以损坏状态残留。定期运行 Check for Broken PMI 工具检查完整性。

PMI 与 Drafting 的并行运用

许多组织无法一次性完全抛弃 2D 图纸。现实的过渡路径:

Phase 1:以 2D 图纸为主,PMI 仅作为参考信息追加
Phase 2:PMI 成为 Single Source of Truth,2D 通过 PMI Inherit 自动生成
Phase 3:废除 2D 图纸,只流通 MBD

在 Phase 2 中利用 Drafting 的 Inherit PMI 选项,3D 中放置的 PMI 即自动显示于该视图中。无需两次输入尺寸是其巨大优势。

Drafting · PMI 共通要点

箭头、文字大小取决于 Drafting Standard,若要以公司标准覆盖,通过 .nxd Preferences 文件管理。
装配图的 Parts List 要仔细设置 Include/Exclude 过滤。通常标准件(螺栓)按分组汇总,特殊件作为单独条目。
Title Block 的 Item ID、Revision、Date 字段通过 Attribute 引用联接,以消除手动输入。
审图用色规约:变更部位红、参考注释绿、尺寸蓝 是代表性惯例。

现场转型案例

国内部分整车 OEM 的动力总成部门已达到 Phase 3(废除 2D),车身/底盘部门仍在 Phase 2。

对供应商以 JT + PMI 包为默认交付,必要时辅以 PDF 图纸的方式正在普及。

航空领域自 FAA/EASA 认可 MBD 后,Phase 3 转型速度最快。自 Boeing 787、Airbus A350 之后,以 PMI 为中心的数据包在供应链中已事实上标准化。

实务检查清单

确认 Drafting Standard 已设为团队标准(ISO/JIS/ANSI 等)
验证标题栏的 Expression 与 Item ID、Revision 联动并自动更新
以草图为基础创建 Section Line 确保可修改性
Detail View Scale 与上级视图不同时显式指定
GD&T 按 Datum Feature Symbol → Datum Reference → FCF 顺序一致放置
确认 Parts List 的 Balloon 序号与 BOM 表序号一致
Flat Pattern View 在设计变更后执行 View Update 以确认毛坯尺寸
PMI Model View 名称已按工序标准化
验证 Semantic PMI 的编写使 CMM、CAM 可自动消费
样品测试 JT/STEP AP242 Export 时 PMI 是否正常传递

PDF / 2D DWG Export

即便 MBD 不断推进,与外部供应链往来时仍需要 2D PDF、DWG。NX 提供以下导出路径。

PDF:File → Export → PDF。按图纸生成,也可输出包含 U3D 的 3D PDF 将模型本身外发
DWG/DXF:Drafting 视图转换为 AutoCAD 兼容图层。依据 Drawing Standard 映射线型与尺寸标注
3D PDF with PMI:在保留 PMI 的前提下生成 3D PDF,外部查看器无需 CAD 即可旋转查看 PMI

> 提示: 交付给供应商的 PDF 应转换为 Adobe 标准字体(Helvetica、Times),这样在其他 PC 上布局不会错乱。直接嵌入 NX 内部字体会使文件尺寸不必要地变大。