蔡洪濤，易朋興

（1.武漢工程大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖北武漢430074；2.華中科技大學(xué) 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢430074）

CAXA電子圖板是一款由我國(guó)北航海爾軟件公司開(kāi)發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAD軟件系統(tǒng)，與AutoCAD相比，它的最大特點(diǎn)是易學(xué)易懂，操作簡(jiǎn)便，實(shí)用性強(qiáng)。已有很多化工設(shè)備設(shè)計(jì)人員從AutoCAD轉(zhuǎn)向CAXA。然而，原貌的CAXA電子圖板并不是面向化工設(shè)備的，開(kāi)發(fā)利用CAXA的強(qiáng)大功能，使其具有化工設(shè)備專(zhuān)業(yè)性特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)化工設(shè)備零部件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化設(shè)計(jì)，降低設(shè)計(jì)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高化工設(shè)備制圖速度。本文介紹了使用CAXA電子圖板的自定義圖庫(kù)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)筒體、接管法蘭、容器法蘭等零部件的快速繪制方法。

1 建立圖庫(kù)

化工設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)式相同的，都由筒體、封頭、支座、接管法蘭等零部件組成。對(duì)這些相同結(jié)構(gòu)的零部件，可以采用電子圖版的參數(shù)化圖庫(kù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速繪制。把參數(shù)化圖符存入圖庫(kù)，以備日后調(diào)用的的操作，叫圖符的定義，由拾取圖符元素、定義圖符元素、參數(shù)控制、變量屬性定義及圖符入庫(kù)等五大部分完成。下面以筒體的定義為例加以說(shuō)明。

1.1 繪制圖符

按比例繪制一個(gè)筒體，并標(biāo)出公稱直徑、筒體長(zhǎng)度及厚度。由于橢圓形封頭應(yīng)用廣泛，故將封頭的直邊段也視為筒體段，并按標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭的直邊25 mm和40 mm將筒體分為兩小類(lèi)，即DN2000以內(nèi)和DN2000以上。

圖1 筒節(jié)

圖2 參數(shù)化筒節(jié)

1.2 拾取圖符

在主菜單“繪圖”下拉菜單中，選擇“庫(kù)操作”，在彈出庫(kù)操作子菜單中單擊“定義圖符”按鈕，進(jìn)入定義圖符狀態(tài)。根據(jù)提示輸入需要定義的圖符的視圖個(gè)數(shù)，因?yàn)橥搀w只有一個(gè)視圖，輸入1即可。接著系統(tǒng)提示“請(qǐng)選擇第一視圖”，用鼠標(biāo)拾取上述圖形的所有元素，包括尺寸標(biāo)注。系統(tǒng)提示“請(qǐng)指定視圖的基點(diǎn)”，這里選取筒體端部A點(diǎn)為基點(diǎn)。圖符中個(gè)圖素的特征點(diǎn)的坐標(biāo)以基點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)而得到?；c(diǎn)指定后，系統(tǒng)提示“請(qǐng)為該視圖的每個(gè)尺寸指定一個(gè)變量名”，用鼠標(biāo)分別拾取上述圖中的500 mm、1 000 mm、10 mm三個(gè)尺寸，并分別定義為DN、L、S（在彈出的輸入框中輸入），單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束變量命名（如圖2）。

1.3 定義圖符元素

定義圖符元素就是對(duì)圖符所有元素逐一進(jìn)校參數(shù)化處理的操作過(guò)程。

“元素定義”對(duì)話框的左半部分是預(yù)覽框，框中圖符上呈亮紅色虛線的圖形元素，就是當(dāng)前需要定義的元素；右半部分則列出了這個(gè)元素的特征點(diǎn)相對(duì)于基點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)值。圖符的參數(shù)化，就是要把這些坐標(biāo)值逐個(gè)用以尺寸變量為自變量的函數(shù)表達(dá)式來(lái)表示。這里就要一一定義圖2中5條水平線段和4條垂直線段的端點(diǎn)坐標(biāo)（基點(diǎn)A為原點(diǎn)）。圖2中部分線段端點(diǎn)坐標(biāo)為：B(-25，- δ)，C(L+25- δ)，G(-25，DN+δ)，D(L+25，DN+ δ)，F(xiàn)(-25，DN)，E(L+25，DN)

1.4 變量屬性定義與變量數(shù)據(jù)錄入

單擊“元素定義”對(duì)話框中的“下一步”按鈕，彈出“變量屬性定義”對(duì)話框，其中的“序號(hào)”和“變量名”一一對(duì)應(yīng)，序號(hào)從0開(kāi)始，決定了輸入標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和選擇尺寸規(guī)格時(shí)，各個(gè)變量的排列順序。“系列變量”就是對(duì)應(yīng)于一組尺寸規(guī)格，可以有多個(gè)取值的尺寸變量，如同一公稱直徑的螺栓其全螺紋的長(zhǎng)度?！皠?dòng)態(tài)變量”就是該尺寸的取值不受標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的限制。如果變量屬性全為“否”，稱之為普通變量。單擊下一步按鈕，進(jìn)入“圖符入庫(kù)”對(duì)話框。本例的3個(gè)變量全定義為動(dòng)態(tài)變量。

在對(duì)圖符的大類(lèi)、小類(lèi)和名稱定義后，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)錄入”按鈕，進(jìn)入“標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)錄入與編輯”對(duì)話框。本例可以定義圖符大類(lèi)的名稱為“筒體”，圖符小類(lèi)的名稱為“DN2000以下筒體”，圖符名稱也為“DN2000以下筒體”。在DN變量中輸入1000，500等，即可結(jié)束數(shù)據(jù)輸入。對(duì)于接管法蘭、容器法蘭等大量數(shù)據(jù)，采用外部數(shù)據(jù)文件的形式讀入。

數(shù)據(jù)文件可以用記事本編輯，應(yīng)滿足的格式為：文件的第一行為輸入尺寸數(shù)據(jù)的組數(shù)，從第二行起，每行記錄一組數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間用空格分隔，應(yīng)特別注意一行中的各個(gè)數(shù)據(jù)的排列順序，應(yīng)與變量屬性定義時(shí)指定的順序相同。下面是HG/T20592-1997PN1.0 MPa板式平焊法蘭的數(shù)據(jù)文件。

第一列是接管的外徑，第二列是突面密封面臺(tái)階的外徑，第三列是螺栓孔中心圓直徑，第四列是法蘭外徑，第五列是接管長(zhǎng)度，第六列是突面密封面的臺(tái)階高度，第七列是法蘭厚度。

單擊“讀入外部數(shù)據(jù)文件”按鈕，彈出“打開(kāi)文件”對(duì)話框，找到上述文件，單擊“打開(kāi)”按鈕，可以發(fā)現(xiàn)上述數(shù)據(jù)出現(xiàn)在“標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)錄入與編輯”對(duì)話框中。

1.5 圖符入庫(kù)

數(shù)據(jù)錄入完后，單擊“確定”按鈕，回到“圖符入庫(kù)”對(duì)話框，再單擊“屬性定義”按鈕，彈出“屬性定義與編輯”對(duì)話框。在這個(gè)對(duì)話框中，可以輸入所定義圖符的一系列相關(guān)說(shuō)明，如材料、重量、體積等。對(duì)圖符入庫(kù)對(duì)話框的每項(xiàng)內(nèi)容都確認(rèn)后，單擊確定按鈕，激活圖符管理對(duì)話框，并進(jìn)行圖符排序，確認(rèn)后點(diǎn)取“確定”按鈕，圖符定義入庫(kù)的整個(gè)過(guò)程結(jié)束。

2 圖庫(kù)的應(yīng)用

2.1 圖符的提取

在主菜單“繪圖”下拉菜單中，選擇“庫(kù)操作”，在彈出庫(kù)操作子菜單中選擇“提取圖符”，選擇相應(yīng)的大類(lèi)和小類(lèi)及圖符名。這里選“筒體”大類(lèi)，“DN2000以下筒體”小類(lèi)和“DN2000以下筒體”圖符。彈出“圖符預(yù)處理對(duì)話框”，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)情況輸入筒體的公稱直徑、長(zhǎng)度及厚度。輸入定位點(diǎn)及圖符旋轉(zhuǎn)角度后，圖符插入到指定位置，可以插入多個(gè)，直到點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵為止。

2.2 圖符的導(dǎo)出

為了在不同的計(jì)算機(jī)上利用上述定義的圖符，將圖符導(dǎo)出形成圖庫(kù)索引文件，將此文件復(fù)制到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)電子圖版的安裝目錄下的lib目錄下，即可調(diào)用定義的圖符。方法是在主菜單“繪圖”下拉菜單中，選擇“庫(kù)操作”，在彈出庫(kù)操作子菜單中，選擇“圖符管理”，彈出“圖符管理”對(duì)話框，單擊“導(dǎo)出圖符”按鈕，彈出“導(dǎo)出圖符”對(duì)話框，選擇圖符大類(lèi)“筒體”，圖符小類(lèi)“DN2000以下筒體”，圖符名“DN2000以下筒體”，單擊“導(dǎo)出”按鈕，彈出“另存文件”對(duì)話框，輸入文件名“筒體”，得到兩個(gè)文件，分別為筒體.idx與筒體.lib。

2.3 并入圖符

在“圖庫(kù)管理”對(duì)話框中，單擊“并入圖符”按鈕，彈出“打開(kāi)圖庫(kù)索引文件”對(duì)話框。找到剛才粘貼的筒體.idx文件，單擊“打開(kāi)”按鈕，可彈出“并入圖符”對(duì)話框。在圖符列表框中列出了索引文件中的所有圖符，選擇需要并入的圖符，然后再選擇并入后圖符放入哪個(gè)類(lèi)，也可輸入新類(lèi)名，以創(chuàng)建新的類(lèi)，最后單擊“并入”按鈕。對(duì)話框底部的進(jìn)程條，將顯示并入的進(jìn)度。并入完成后可返回“圖庫(kù)管理”對(duì)話框，單擊“確定”按鈕，結(jié)束圖庫(kù)管理操作。

3 結(jié)束語(yǔ)

上述繪制了筒體的圖符，在設(shè)計(jì)繪制筒體時(shí)，只需提取圖符，輸入3個(gè)參數(shù)即可完成筒體的繪制，十分省事。接管法蘭、容器法蘭，鞍式支座等較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，利用此技術(shù)繪制，更能體現(xiàn)此技術(shù)的優(yōu)越性，可見(jiàn)圖庫(kù)技術(shù)能大大提高繪圖效率和質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期。

[1]鄭晨升.實(shí)用CAXA繪圖及二次開(kāi)發(fā)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2]龍宋軍，張文斌，魏中平.CAXA系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004.

[3]HG20592-1997，鋼制管法蘭、墊片、緊固件[S].

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[5]孫艷敏.CAXA電子圖板中的重量計(jì)算[J].機(jī)械傳動(dòng)，2008，32(4)：99-102.