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Onshape MBD：集设计、GD&T 和制造于一体的平台

2026年4月18日 阅读时间：9分钟
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在送交生产之前，工程师通常需要绘制单独的二维图纸来标明尺寸和公差。这往往会导致错误并减慢工作进度。. 

借助Onshape MBD ，所有产品信息都直接添加到云端的 3D 模型中，使设计、制造和检验团队保持同步，从而使协作更快、更轻松。

现在，让我们来探讨一下 MBD 的工作原理以及它对您的工作流程的重要性。.

什么是基于模型的定义（MBD）？

Onshape MBD是一种直接在 3D 模型中定义产品的方法。无需使用单独的 2D 图纸来显示尺寸、公差和注释，所有这些信息都可以在零件工作室中找到，与几何体并列显示。

这些信息称为产品制造信息（PMI） 。它包括制造和检验所需的尺寸、公差、基准和注释。

通过这种方法，3D模型不再仅仅是一个形状，而是一个完整的产品定义。它清晰地展示了零件的制造、测量和验证方式。.

这有助于减少混乱，使设计、制造和检验团队之间的沟通更加容易。.

图 1：基于模型定义 (MBD) 的法兰正视图

了解 Onshape MBD

在 Onshape MBD 中，我们直接在模型上进行定义：

  • 尺寸和公差
  • 基准和几何尺寸与公差
  • 焊接符号和注释
  • 检测特性

所有这些数据都与几何模型相关联。当模型发生变化时，PMI 会自动更新。.

这意味着我们无需手动更新图纸，也无需担心信息过时。每个人都始终使用最新版本的设计。.

Onshape MBD 的主要优势

  1. 设计变更时始终保持更新
    当我们修改几何形状时，所有相关的尺寸和公差都会自动更新。

这有助于避免因图纸过时或错误而导致的失误。同时，也节省了时间，因为我们无需手动更新文档。.

  1. 减少对二维图纸的依赖
    MBD 并不能完全取代图纸，但它减少了创建和维护图纸的需求。

我们避免在多处重复相同的信息，而是在模型中只定义一次。这使得工作流程更快、更简洁。.

  1. 准备接受检查

检验团队可以直接使用该模型，无需根据图纸重新创建尺寸或公差。.

Onshape MBD 可与众多第三方三坐标测量机 (CMM) 系统兼容。这有助于团队更快地测量零件，并减少误差。.

  1. 简易耐受性管理

我们可以根据公司标准定义默认容差。.

如果某个尺寸没有特定的公差，系统会自动应用默认值。.

这样可以确保一致性并节省时间，尤其是在大型项目中。.

  1. 真理的唯一来源

所有产品信息都存储在一个地方：3D 模型。.

这样可以避免以下问题：

  • 信息缺失
  • 文件的不同版本
  • 团队之间的混乱

每个人都使用相同的数据，这提高了协作效率。.

 

MBD基础知识：检查台接口

检查表是 Onshape MBD 工作流程的关键组成部分。它以清晰有序的方式显示所有 PMI（产品制造信息）。.

图 2：法兰 MBD 检测台接口

主要要素包括：

  • 模型选择器：在零件工作室中切换零件。表格会根据所选零件进行更新。
  • 默认公差： 定义未指定具体公差值时的标准公差值。（了解如何创建默认公差。 ）
  • 导出为 CSV ： 将数据导出到电子表格以进行报告或分析。
  • 突出重点部分： 将其他部分设为透明，从而专注于某一部分。
  • 注释工具栏： 添加 PMI，例如尺寸、基准和几何公差。
  • 基准表：显示与该零件关联的所有基准。
  • 特性表：列出所有检验项目，包括类型、标称值和公差限值。
  • 筛选器：控制表格中显示的内容。

一项重要功能是交叉高亮显示。

当我们将鼠标悬停在表格中的某一行或点击该行时，图形区域中会高亮显示相关的几何图形。这使得理解和查看模型更加容易。.

图 3：GD&T 表格与 3D 模型之间的交互式交叉突出显示

创建模型定义

当我们在 Onshape中添加 PMI 时：

  • 检查表自动更新
  • 注释与几何图形保持关联。
  • 我们可以使用约束条件来调整注释位置。
  • 每种配置都有其自身的容差范围。

此外，草图尺寸一旦完全确定，即可用作检验特征。.

这样可以简化工作流程，并保持所有环节的衔接。.

图 4：在法兰模型中激活从草图到特征创建的 MBD

 

审核和编辑MBD数据

Onshape 让查看和更新​​ MBD 数据变得轻松便捷。.

我们可以：

  • 显示或隐藏派生几何体的注释
  • 使用交叉高亮显示来检查关系
  • 删除注释并自动更新表格

这有助于保持模型的清洁和准确。.

图 5：在 Onshape 中编辑 MBD 数据，并自动更新检查表

 

模型验证

有时模型的变化会导致几何形状和 PMI 之间出现问题。.

Onshape 检测到了这些问题，并表明该模型需要审查。.

为了保持模型的有效性：

  • 特征必须参考正确的几何形状
  • 错误必须经过审查并予以纠正。
  • 我们可以通过比较版本来跟踪更改。

这样可以确保模型已准备好进行制造和检验。.

 

下游集成和数据交换

Onshape MBD 支持导出为STEP AP242格式。

图 6：启用 PMI 的 STEP AP242 导出对话框

此格式同时包含几何信息和 PMI 信息，允许其他系统读取：

  • 方面
  • 公差
  • 注释

这适用于：

  • 检查软件
  • 三坐标测量机编程
  • 其他CAD系统

它有助于避免人工操作，提高准确性。.

下面是一个从 Onshape 导出并成功导入到 Creo 中的文件示例，其中所有定义的 3D PMI 都完全保留。.

图 7：Onshape模型导入 Creo，所有 PMI 均得以保留（ OnshapeOnshapeCreo 均为 PTC 产品）。

 

Onshape MBD 的独特之处是什么？

Onshape提供了一种与传统 CAD 系统不同的方法。

在许多工具中，基于模型的建模 (MBD) 是一个单独的功能或插件。而在 Onshape中，它直接内置于建模环境中。.

因为 Onshape 是云原生技术：

  • 我们可以通过浏览器访问所有内容。
  • 我们不需要导出文件即可共享数据
  • 版本控制是自动的
  • 团队可以实时协作

这使得协作更加便捷高效。.

 

Onshape MBD：用于GD&T和制造协作的一体化平台

Onshape MBD 将GD&T 、通信和制造工作流程整合到一个云原生环境中。工程师可以直接在 3D 模型中定义产品需求、与团队成员协作并做出决策，而无需依赖单独的图纸或孤立的工具。

图 8： Onshape MBD 中的几何公差类型

 

以下视频展示了工程师如何在同一个 3D 模型中应用 GD&T、通过注释进行沟通以及实时协作。.

真实协作场景

为了更好地了解 Onshape MBD 如何改善沟通，让我们来看一个设计工程师和生产工程师之间的真实协作场景。.

在这个例子中，团队正在为法兰零件定义基准，以确保在生产过程中进行正确的加工和对准。.

设想

设计工程师（ Hanen Bdioui Polat）
您好 @RIDVAN，我已将轴孔基准面 A（法兰面）设为基准面。对于机床零点（基准面 B），红色标记的外表面过于粗糙。标记的主孔是否是夹具的理想基准？能否请您确认并添加基准面 B？

生产工程师（ Ridvan Polat ）
您好 @HANEN HANEN BDIOUI ，您说得完全正确。主孔（Ø42.50）是最稳定的定心面。我已将基准 B 标记到该尺寸上，并正在据此设置 CNC 加工中心。

设计工程师（ Hanen Bdioui Polat）：
太好了，感谢合作。模型设计已完成，我们可以开始生产了。

 

这说明了什么？

此示例展示了 Onshape MBD 如何通过共享的 3D 模型将设计团队和制造团队联系起来。.

视频首先展示了桌面（PC）工作流程，然后展示了平板电脑工作流程，最后展示了移动设备工作流程——演示了工程师如何在不同的平台上无缝访问和操作同一模型。

无需依赖单独的图纸和外部沟通，所有交互——包括几何尺寸和公差 (GD&T) 的定义、评论和决策——都直接在模型内部进行。工程师可以清晰地引用几何图形、分配任务并实时响应。.

为什么这很重要

  • 随时随地办公：在电脑、平板电脑或移动设备上访问同一模型
  • 更快捷的沟通：模型内部可以即时处理问题和决策。
  • 更清晰：带标签的几何图形和标记消除歧义
  • 实时协作：设计和生产在每个阶段都保持同步
  • 单一信息源：所有信息集中存储，并始终保持最新状态。

Onshape MBD 不仅仅是一种定义尺寸和公差的方法，它还是一个平台，使团队能够随时随地协作，减少错误，并充满信心地从设计过渡到生产。.

 

MBD与传统二维绘图的主要区别是什么？

方面 MBD  传统二维
数据来源 3D模型包含了所有PMI信息 ，并成为主要参考依据。 信息分散在图纸和其他文档中。.
明晰 直接在 3D 环境中工作，可以更轻松地阅读和理解设计。. 二维视图可能难以解读，尤其是对于复杂部件而言。.
合作 团队采用相同的模式，因此每个人都能保持步调一致。. 存在最终得到不同版本或过时图纸的风险。.
变化 当我们更新模型时，所有地方都会反映出这些变化。. 每张图纸的更新都需要手动完成。.
制造业 该模型可直接用于CAM等制造工艺。. 数据需要经过重新解读才能用于生产环境。.
效率 有助于减少设计过程中的错误并节省时间。. 耗时更长，出错风险也更高。.

 

对制造和检验的影响

借助 Onshape MBD，制造团队可以直接从 3D 模型进行工作。.

他们无需等待图纸。所有必要信息都已包含在模型中。.

检测团队还可以利用该模型制定测量程序。这可以减少人工操作，提高测量精度。.

总而言之，这导致：

  • 生产速度加快
  • 错误减少
  • 更好的沟通

我们还需要二维图纸吗？

有些情况下，是的。.

有些客户或行业仍然需要图纸用于文件记录或审批。.

然而，在许多工作流程中，带有产品制造信息 (PMI) 的 3D 模型就足够了。它无需其他文档即可完整定义产品。.

 

一切尽在掌握：3D模型

Onshape MBD 改变了我们定义和共享产品信息的方式。我们不再将几何图形和文档分开，而是将所有内容集中在一个地方：3D 模型。.

这使得工作流程：更简单、更快捷、更可靠

通过使用基于模型的设计，我们可以改善沟通，减少错误，并支持团队之间更好的协作。.

对于希望实现工作流程现代化的工程师和公司而言， Onshape MBD 是一个强大而实用的解决方案。.

Hanen Bdioui
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