（一）实例 1：自动化管路设计
在航天、航空、汽车等行业的产品设计中，管路系统是产品的重要组成部分，管路设计的效率和质量直接影响产品的性能和可靠性。传统的管路设计方式通常需要设计人员手动规划管路路径、创建管路几何体、添加接头和弯头等，不仅设计周期长，而且难以保证管路路径的最优性和设计的一致性。我们为某航天企业开发的管路自动化设计工具，基于 NX Open API 实现了管路设计的自动化，大大提高了设计效率和设计质量。以下是该工具的核心功能实现代码示例（C# 语言）：
using NXOpen;
using NXOpen.UF;
using System.Collections.Generic;
public class PipelineAutoDesign
{
// 会话对象和UF会话对象（用于访问NX底层功能）
private Session session;
private UFSession ufSession;
// 当前工作部件（管路设计所在的部件）
private Part workPart;
// 构造函数：初始化会话对象和工作部件
public PipelineAutoDesign()
{
session = Session.GetSession();
ufSession = UFSession.GetUFSession();
workPart = session.Parts.Work;
if (workPart == null)
{
throw new NXException(-1, "当前没有打开的工作部件，无法进行管路设计");
}
}
// 核心方法：创建管路（根据起点、终点和直径自动生成管路）
public void CreatePipeline(Point3d startPoint, Point3d endPoint, double diameter)
{
try
{
// 1. 计算最优管路路径（考虑障碍物、管路弯曲半径等约束）
List<LineSegment> pathSegments = CalculateOptimalPath(startPoint, endPoint);
if (pathSegments == null || pathSegments.Count == 0)
{
throw new NXException(-1, "管路路径计算失败，无法创建管路");
}
// 2. 创建管路几何体（根据路径段和直径生成圆柱形管路）
List<Body> pipeBodies = new List<Body>();
foreach (var segment in pathSegments)
{
Body pipeSegment = CreatePipeSegment(segment, diameter);
if (pipeSegment != null)
{
pipeBodies.Add(pipeSegment);
}
}
// 3. 合并管路段（将多个管路段合并为一个整体）
if (pipeBodies.Count > 1)
{
MergePipeSegments(pipeBodies);
}
// 4. 添加接头和弯头（根据管路路径的转折处自动添加）
AddFittings(pathSegments, diameter);
// 输出管路创建成功的信息
session.ListingWindow.Open();
session.ListingWindow.WriteLine($"管路创建成功，总长度：{CalculatePathTotalLength(pathSegments):F2} mm");
}
catch (NXException ex)
{
// 记录错误信息并抛出异常
session.ListingWindow.Open();
session.ListingWindow.WriteLine($"管路创建失败（NX错误）：{ex.ErrorCode} - {ex.Message}");
throw;
}
catch (Exception ex)
{
// 记录未知错误信息并抛出异常
session.ListingWindow.Open();
session.ListingWindow.WriteLine($"管路创建失败（未知错误）：{ex.Message}");
throw;
}
}
// 辅助方法：计算最优管路路径（示例逻辑，实际需结合企业管路设计规范和障碍物检测算法）
private List<LineSegment> CalculateOptimalPath(Point3d startPoint, Point3d endPoint)
{
List<LineSegment> pathSegments = new List<LineSegment>();
// 简化逻辑：直接创建从起点到终点的直线段（实际需考虑弯曲半径、避开障碍物等）
LineSegment segment = new LineSegment(startPoint, endPoint);
pathSegments.Add(segment);
return pathSegments;
}
// 辅助方法：创建单个管路段（圆柱形）
private Body CreatePipeSegment(LineSegment segment, double diameter)
{
// 1. 计算管路段的轴线方向和长度
Vector3d axisDirection = segment.EndPoint - segment.StartPoint;
double length = axisDirection.Magnitude;
axisDirection = axisDirection.Normalize(); // 归一化方向向量
// 2. 创建圆柱体（作为管路段的实体）
Body pipeSegment = workPart.Features.CreateCylinder(
segment.StartPoint, // 轴线起点
axisDirection, // 轴线方向
diameter / 2, // 半径（直径的一半）
length // 高度（管路段长度）
);
return pipeSegment;
}
// 辅助方法：合并管路段（布尔合并操作）
private void MergePipeSegments(List<Body> pipeBodies)
{
if (pipeBodies.Count < 2) return;
// 创建布尔合并构建器
BooleanBuilder booleanBuilder = workPart.Features.CreateBooleanBuilder(null);
// 设置目标体（第一个管路段）
booleanBuilder.Target = pipeBodies[0];
// 添加工具体（其余管路段）
for (int i = 1; i < pipeBodies.Count; i++)
{
booleanBuilder.Tools.Append(pipeBodies[i]);
}
// 设置布尔操作类型为合并
booleanBuilder.Type = BooleanBuilder.BooleanType.Unite;
// 提交布尔操作
booleanBuilder.CommitFeature();
// 释放资源
booleanBuilder.Destroy();
}
// 辅助方法：添加接头和弯头（示例逻辑，实际需调用企业标准件库）
private void AddFittings(List<LineSegment> pathSegments, double diameter)
{
// 简化逻辑：在管路起点和终点添加接头（实际需根据路径转折添加弯头）
AddJoint(pathSegments[0].StartPoint, diameter);
AddJoint(pathSegments[pathSegments.Count - 1].EndPoint, diameter);
}
// 辅助方法：添加接头（示例，实际需加载标准接头模型并定位）
private void AddJoint(Point3d position, double diameter)
{
session.ListingWindow.Open();
session.ListingWindow.WriteLine($"在位置（{position.X:F2}, {position.Y:F2}, {position.Z:F2}）添加直径为{diameter:F2}的接头");
// 实际开发中，需从Teamcenter或本地标准件库加载接头模型，并通过坐标变换定位到指定位置
}
}
// 辅助类：表示管路路径段（直线段）
public class LineSegment
{
public Point3d StartPoint { get; set; }
public Point3d EndPoint { get; set; }
public LineSegment(Point3d startPoint, Point3d endPoint)
{
StartPoint = startPoint;
EndPoint = endPoint;
}
}
该自动化管路设计工具的核心价值在于：一是通过自动计算最优管路路径，避免了人工规划路径的主观性和局限性，确保管路路径符合企业设计规范和产品性能要求；二是通过自动化创建管路几何体和添加标准件，将原本需要数天的管路设计工作缩短至数小时，大幅提升了设计效率；三是通过标准化的设计流程，保证了管路设计的一致性，减少了因人工操作差异导致的设计错误，为后续的管路制造和装配提供了可靠的设计基础。对于信息管理人员而言，该工具可以与 Teamcenter 集成，实现管路设计数据的自动归档和版本管理；对于高级管理人员，该工具的应用能够显著降低产品开发周期，提升企业在航天领域的市场竞争力。
（二）实例 2：参数化零件库
在制造企业的产品设计中，大量使用标准零件（如螺栓、螺母、垫片、轴承等），这些标准零件的结构和尺寸具有固定的规格和参数。传统的设计方式中，设计人员需要手动创建或从外部文件导入标准零件模型，不仅效率低下，而且容易出现模型版本不一致、尺寸错误等问题。我们为某制造企业建立的参数化零件库系统，基于 NX Open API 实现了标准零件的参数化建模和快速调用，设计人员只需输入所需标准零件的关键参数（如螺栓的直径、长度、螺纹类型等），系统即可自动生成符合规格的零件模型，极大地提高了设计效率和标准化水平。以下是该系统中标准螺栓创建功能的核心实现代码示例（C# 语言）：
using NXOpen;
using NXOpen.Features;
using System;
public class StandardPartLibrary
{
// 会话对象和当前工作部件
private Session session;
private Part workPart;
// 构造函数：初始化会话对象
public StandardPartLibrary()
{
session = Session.GetSession();
}
// 核心方法：创建标准螺栓（根据参数生成螺栓模型）
public Part CreateStandardBolt(double length, double diameter, string threadType)
{
try
{
// 1. 验证输入参数的有效性
if (length <= 0 || diameter <= 0)
{
throw new ArgumentException("螺栓长度和直径必须为正数");
}
if (string.IsNullOrEmpty(threadType))
{
throw new ArgumentException("螺纹类型不能为空");
}
// 2. 创建新的螺栓部件（以“螺栓_M{直径}x{长度}”为部件名称）
string partName = $"螺栓_M{diameter:F1}x{length:F1}";
PartLoadStatus partLoadStatus;
Part boltPart = session.Parts.NewDisplay(partName, Part.Units.Millimeters, out partLoadStatus);
if (boltPart == null)
{
throw new NXException(-1, $"螺栓部件创建失败：{string.Join("; ", partLoadStatus.ErrorMessages)}");
}
workPart = boltPart;
// 3. 创建螺栓头部（示例：创建六角头螺栓的头部）
CreateBoltHead(diameter);
// 4. 创建螺栓杆部（圆柱形）
CreateBoltShaft(diameter, length);
// 5. 创建螺纹（根据螺纹类型和直径生成）
CreateThread(diameter, threadType, length);
// 6. 保存螺栓部件
boltPart.Save(BasePart.SaveComponents.True, null, null, out _);
// 输出螺栓创建成功的信息
session.ListingWindow.Open();
session.ListingWindow.WriteLine($"标准螺栓创建成功：{partName}，螺纹类型：{threadType}");
return boltPart;
}
catch (ArgumentException ex)
{
session.ListingWindow.Open();
session.ListingWindow.WriteLine($"参数错误：{ex.Message}");
throw;
}
catch (NXException ex)
{
session.ListingWindow.Open();
session.ListingWindow.WriteLine($"NX错误：{ex.ErrorCode} - {ex.Message}");
throw;
}
catch (Exception ex)
{
session.ListingWindow.Open();
session.ListingWindow.WriteLine($"未知错误：{ex.Message}");
throw;
}
}
// 辅助方法：创建螺栓头部（六角头，基于GB/T 5782标准简化）
private void CreateBoltHead(double diameter)
{
// 1. 计算六角头的关键尺寸（基于GB/T 5782标准，直径d与头部尺寸的关系）
double headWidth =</doubaocanvas>
1.5 * diameter; // 六角头对边宽度（简化计算，实际需遵循标准）
double headHeight = 0.8 * diameter; // 六角头高度（简化计算，实际需遵循标准）
// 2. 创建草图平面（以 XY 基准平面为草图平面，用于绘制六角头截面）
DatumPlane xyPlane = workPart.Datums.FindObject ("XY Plane") as DatumPlane;
if (xyPlane == null)
{
throw new NXException (-1, "未找到 XY 基准平面，无法创建螺栓头部");
}
// 3. 创建六角头截面草图（正六边形）
Sketch headSketch = workPart.Sketches.CreateSketch (true, xyPlane, false);
headSketch.Edit ();
// 绘制正六边形（以原点为中心，对边宽度为 headWidth）
double hexRadius = headWidth / (2 * Math.Cos (Math.PI/ 6)); // 正六边形外接圆半径
List hexPoints = new List();
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
double angle = 2 * Math.PI * i / 6;
double x = hexRadius * Math.Cos(angle);
double y = hexRadius * Math.Sin(angle);
hexPoints.Add(new Point3d(x, y, 0));
}
// 连接六边形顶点
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
int nextIndex = (i + 1) % 6;
workPart.Sketches.CreateLine (hexPoints [i], hexPoints [nextIndex]);
}
headSketch.ExitEdit();
// 4. 拉伸草图生成六角头实体（拉伸高度为 headHeight）
ExtrudeBuilder headExtrudeBuilder = workPart.Features.CreateExtrudeBuilder (null);
headExtrudeBuilder.Section = headSketch;
headExtrudeBuilder.DistanceValue = headHeight;
headExtrudeBuilder.Direction = ExtrudeBuilder.DirectionType.Positive;
headExtrudeBuilder.BooleanOperation = BooleanOperationType.Create;
Feature headFeature = headExtrudeBuilder.CommitFeature();
headExtrudeBuilder.Destroy();
if (headFeature == null)
{
throw new NXException (-1, "螺栓头部拉伸失败");
}
}
// 辅助方法：创建螺栓杆部（圆柱形）
private void CreateBoltShaft (double diameter, double totalLength)
{
// 1. 计算杆部尺寸（假设头部高度为 0.8*diameter，杆部长度 = 总长度 - 头部高度）
double headHeight = 0.8 * diameter;
double shaftLength = totalLength - headHeight;
if (shaftLength <= 0)
{
throw new ArgumentException ("螺栓总长度过小，无法生成有效杆部");
}
// 2. 定义杆部起点（位于头部顶端，Z 轴方向）
Point3d shaftStart = new Point3d (0, 0, headHeight);
// 定义杆部轴线方向（Z 轴正方向）
Vector3d shaftDirection = new Vector3d (0, 0, 1);
// 3. 创建杆部圆柱体（直径与螺栓直径一致）
Body shaftBody = workPart.Features.CreateCylinder (
shaftStart,
shaftDirection,
diameter / 2,
shaftLength
);
if (shaftBody == null)
{
throw new NXException (-1, "螺栓杆部创建失败");
}
// 4. 合并杆部与头部（布尔合并操作）
BooleanBuilder booleanBuilder = workPart.Features.CreateBooleanBuilder (null);
// 查找头部实体作为目标体
Feature headFeature = workPart.Features.FindObject ("EXTRUDE (1)"); // 假设头部是第一个拉伸特征
if (headFeature == null)
{
throw new NXException (-1, "未找到螺栓头部特征，无法合并杆部");
}
booleanBuilder.Target = headFeature.GetBodies ()[0];
booleanBuilder.Tools.Append (shaftBody);
booleanBuilder.Type = BooleanBuilder.BooleanType.Unite;
booleanBuilder.CommitFeature();
booleanBuilder.Destroy();
}
// 辅助方法：创建螺纹（基于 NX 螺纹特征）
private void CreateThread (double diameter, string threadType, double totalLength)
{
// 1. 计算螺纹长度（假设螺纹长度 = 杆部长度，即总长度 - 头部高度）
double headHeight = 0.8 * diameter;
double threadLength = totalLength - headHeight;
if (threadLength <= 0)
{
throw new ArgumentException ("螺栓总长度过小，无法生成有效螺纹");
}
// 2. 查找杆部圆柱面（作为螺纹加工面）
Body boltBody = workPart.Bodies.FindObject ("BODY (1)"); // 假设合并后的螺栓实体是第一个 BODY
if (boltBody == null)
{
throw new NXException (-1, "未找到螺栓实体，无法创建螺纹");
}
// 遍历实体面，找到杆部的圆柱面
Face threadFace = null;
foreach (Face face in boltBody.Faces)
{
if (face.SolidFaceType == Face.SolidFaceTypes.Cylindrical)
{
// 验证圆柱面直径是否与螺栓直径一致
Cylinder cylinder = face.Geometry as Cylinder;
if (cylinder != null && Math.Abs (cylinder.Radius * 2 - diameter) < 0.001)
{
threadFace = face;
break;
}
}
}
if (threadFace == null)
{
throw new NXException (-1, "未找到螺栓杆部圆柱面，无法创建螺纹");
}
// 3. 创建螺纹特征（以 GB/T 196 标准螺纹为例，简化参数）
ThreadBuilder threadBuilder = workPart.Features.CreateThreadBuilder (null);
threadBuilder.ThreadType = ThreadBuilder.ThreadTypes.External; // 外螺纹
threadBuilder.SelectFace = threadFace;
threadBuilder.Size = $"{diameter:F1}"; // 螺纹规格（如 M8）
threadBuilder.Standard = "GB/T 196"; // 螺纹标准
threadBuilder.ThreadForm = threadType; // 螺纹类型（如粗牙、细牙）
threadBuilder.Length = threadLength; // 螺纹长度
threadBuilder.StartLocation = new Point3d (0, 0, headHeight); // 螺纹起始位置（头部顶端）
// 提交螺纹特征并释放资源
Feature threadFeature = threadBuilder.CommitFeature ();
threadBuilder.Destroy ();
if (threadFeature == null)
{
throw new NXException (-1, "螺栓螺纹创建失败");
}
}
// 辅助方法：创建新零件（用于封装零件创建逻辑）
private Part CreateNewPart (string partName)
{
PartLoadStatus partLoadStatus;
Part newPart = session.Parts.NewDisplay (partName, Part.Units.Millimeters, out partLoadStatus);
if (newPart == null)
{
string errorMsg = partLoadStatus.ErrorMessages != null
? string.Join (";", partLoadStatus.ErrorMessages)
: "未知错误";
throw new NXException (-1, $"创建新零件失败：{errorMsg}");
}
return newPart;
}
}
该参数化零件库系统的核心价值体现在三个方面： 一是标准化管理，通过固化企业标准零件的建模逻辑，确保所有设计人员使用的零件模型符合统一规格，避免因人工建模差异导致的装配冲突或制造问题； 二是效率提升，设计人员无需重复建模，仅需输入关键参数即可快速生成零件，将原本数小时的建模工作缩短至分钟级； 三是数据协同，该系统可与Teamcenter集成，生成的标准零件自动归档至企业零件库，便于全企业范围内的共享与复用，为信息管理人员实现零件数据的规范化管理提供了技术支撑。
