CAD开发技术在机械设计中应用.ppt

第9章CAD开发技术在机械设计中应用,CAD二次开发技术及其工程应用,多媒体课件,本章内容：,9.1视图标注程序设计9.2常用尺寸标注程序设计9.3标准件图库设计9.4参数化图形绘制9.5三维造型设计实例,9.1视图标注程序设计,在实际生产在实际生产中，机件的形状和结构十分复杂，为了完整、清晰地表达机件实体的各部分形状和结构，国家标准规定了对图样的画法，如视图、剖视、断面、局部放大图等，并对图样中的各种标注进行了详细的规定，更详细的内容请阅读国家标准技术制图、图样画法、断面图和剖视图，代号GB/T17452-1998,为操作方便，建议采用对话框的形式，在对话框中，采用单选按钮控件表示图样标注的类型，剖切平面代号或投影方向代号，由于采用英文字母表示，故采用弹出式列表控件表示。,根据国家标准的有关要求，在工程图样上有关图样标注的内容主要有：剖切位置标注、投影方向表示、剖切平面的标记和视图名称的注写等，把这些内容和相关的图样表达方式结合起来，主要可以用六种类型来表达：视图方向、剖切位置、局部视图名称、剖视图名称等，这六种形式又是各自独立的。,9.2常用尺寸标注程序设计,在AutoCAD系统中用得比较多的尺寸标注命令有四个：线性尺寸标注(dimlinear)、对齐尺寸标注(或两点dimaligned)、半径尺寸标注(dimradius)和直径尺寸标注(dimdiameter)，在标注尺寸时，为了避免漏掉尺寸，人们往往分层次分阶段进行，例如标注水平尺寸竖直尺寸标注对齐尺寸标注半径尺寸标注直径尺寸角度尺寸等等。,尺寸标注有共同模式，即标注每一道尺寸需确定三个点P1、P2和P3，P1和P2是被测要素的两端点，而P3点则确定被测要素和尺寸线间的距离，当此三点确定后就可以调用AutoCAD系统的尺寸标注命令实现尺寸标注。,在标注尺寸操作之前，必须对尺寸数字的大小方向、尺寸终止符（例如箭头）进行设置，有关尺寸标注的系统变量就有近六十个。用户在使用这些命令进行标注时，先决定标注对象，根据备注要素选定标注命令，最后选取和执行某个标注命令完成该项尺寸的标注。,9.2.1标注尺寸初值设置函数,在AutoCAD系统中，在进行尺寸标注之前，首先要设置尺寸标注式样。主要内容包括：设定尺寸标注的几何特性即尺寸线、尺寸界限和箭头的几何特性；设置尺寸文字的式样及位置即文本的样式、书写方向和书写位置等；设置尺寸大小的度量关系即标值尺寸所用的单位、比例等。,用户在进行设定时，对尺寸标注的系统变量，要分析具体情况分别作不同的处理，主要考虑以下几点：（1）要了解清楚有些变量的初始值是可以不改变的，如DIMSD1(显示第一条尺寸线控制开关，初始值为关，即显示)。（2）有些变量的值与其他图形属性的设定有关，在设定或改变其值时要慎重考虑，如DIMCLRD(尺寸线、箭头、标注阴线的颜色，整数，值范围0255)，这些变量的值通常在层设置时，或绘图环境初始化时已经设定，在此时最好不要更改，若更改宜采用“BYLAYER”值，即随层属性，以保持和层的属性设置一致。,（3）有些变量和国家标准的相关要求相抵触或不适应，必须进行重新设定，如DIMTXT(指定标注文字的高度，初始值为0.18)。由于尺寸变量数量比较多，变量值的变化也比较复杂，通用程序设计的难度相当大，在此仅列出一个简单的初始化例程供大家参考。；标注尺寸初值设置函数-(defundiminit()(commanddimDIMTAD1DIMTIHOFFDIMTXT5DIMEXO0DIMEXE2DIMTOHOFFDIMASZ3DIMGAP0.3Exit),9.2.2线型尺寸标注函数,线型尺寸是绘图中应用最多的尺寸标注绘制类型，它是尺寸标注程序设计的最基本模型。在AutoCAD系统中，线型尺寸标注命令包括水平型尺寸、垂直型尺寸和两点型尺寸三种，直径型尺寸和连续标注型尺寸均可看作是它的扩展。,1水平型尺寸标注函数在水平尺寸标注函数中，k参数的值控制四种形式标注：k=Nil：尺寸标注的左右边界线全部画出。k=0：尺寸标注的左右边界线全部不画出。k0:尺寸标注的左边界线画出，右边界线不画出。k0:尺寸标注的上边界线画出，下边界线不画出。k0:尺寸标注的左边界线画出，右边界线不画出。k0：表示延长部分在圆周外且pt2端点处，pt2和pt3为延长线。k0：表示延长部分放在圆周内，在pt1端点处，分为左右两种形式，当pt3位于pt1左侧时向左延长标注，当pt3位于pt1右侧时向右左延长标注。,2直径尺寸标注函数直径尺寸标注主要考虑两点，一是尺寸数字加上前缀“”，二是在直径的两个端点处尺寸界限的变化，其它情况，例如在小尺寸圆的标注等，可以模仿半径尺寸标注。直径标志函数主要考虑pt3的变化形式。,pt3=Nil：表示尺寸数字标注在尺寸线上，即在圆周内部。若pt3有值时，尺寸标注在圆周之外，pt1和pt2为圆周上的点，pt3点确定尺寸线的位置，pt1和pt3的连线确定尺寸数字的书写方向。,9.2.4角度尺寸标注函数,在AutoCAD中，角度型尺寸标注根据选择的实体对象不同分为圆弧、圆、直线三种基本标注形式，这三种方式可归结为边界为直线边界的方式。和水平尺寸标注函数一样可用参数k的值控制四种形式标注。在标注时，角度的边界点选择，是按逆时针方向确定。,k=Nil：尺寸标注的两条边界线全部画出。k=0：尺寸标注的两条边界线全部不画出。K0：尺寸标注的起始边界线画出，终止边界线不画出。,9.2.5表面粗糙度符号标注,在AutoCAD系统下绘制标注粗糙度符号时，一般采用插入图块的办法，并给图块加上属性以插入时可输入粗糙度值。一般情况下把a)图看成为基本标注情况，单符号分析可以看出，图b)、c)和d)是a)图情况绕基点旋转90、180和270以后得到的，但数值的书写方向却不同，在图a)和b)中符号方向和数值书写方向相同，而图c)和d)则符号方向和数值书写方向相反，这样给手工标注带来一定的麻烦。,在分析标注符号的形式，把粗糙度符号的标志形式分为八种情况，用参数cho表示，函数格式如下：(defunrou(pt1angattcho)参数说明：pt1:标注符号的基点，根据国家标准规定为标注符号和被注表面的接触点，ang：标注角度，绘制符号和x轴正方向的夹角，单位为度。num：标注的内容，字符串或表型，当cho为3或4时，num的值为表数据，即（a1a2edcb），在表哪一项内容不需要标注，用“”代替，若其后面的全部内容不标注，可以省略。,标注基点,9.2.6形位公差标注,形位公差是机械图样中必不可少的内容，标注示例如图所示，同时也是一个比较繁琐的操作。在标注形式上采用框格代号标注形式，根据实际需要框格的结构又有多种形式。在内容上包含指引线、项目符号、基准符号和基准符号标注、公差数值等，框格代号标注形式如图所示，在此仅介绍简单的例程。,9.3标准件图库设计,9.3.1建立图形库的基本思想和数据组织,为了提高速度节约内存，图形库的基本结构层次为：结构图形零件图部件装配图设备总装配图，其中，零件图级的图形库是最关键的。,从图中可以看出，滚动轴承的结构与公称直径d、外径D、宽度B、链接圆角r等形状尺寸有关，图形上的每一个特征点p1、p2、的坐标通过结构尺寸计算出来，若以p0为该图形的绘制基点，建立方程如下：,9.3.2参数方式自动绘制螺栓零件,螺栓紧固件是工程中使用比较普遍的零件之一，结构尺寸相对比较多，虽然螺纹的公称直径已经系列化，如果用标准图块来处理，可以满足直径的要求，但由于螺栓的工称长度的选用存在一定的随意性，因此，采用图块插入缩放难以满足实际的需要。比较好的办法是采用LISP程序生成一类的标准螺栓图形，使用户根据实际需要进行选用。,9.4参数化图形绘制,9.4.1参数化绘图的原理及步骤,参数绘图的优点是操作方便，用户不需要调用交互绘图命令逐步地绘制图形，而是将这样的工作交给程序来完成。用户所做的只是向程序提供绘图所需要的一些初始参数，而且这种初始参数也可以直接从其他分析设计程序获得。但这种方法也有一定的局限性，除了编程调试的过程比较麻烦外，它还不容易改变所绘图图形的结构，若想改变结构，则需要修改程序。,参数绘图程序编写及应用过程如下：（1）分析图形的拓扑关系及其变化，提出图形结构参数。（2）建立图形结构参数与几何参数之间的关系，构建参数化模型。（3）编写、调试图形程序。（4）应用程序，检验程序生成的图形效果，如果不满意，继续第（3）步。（5）如果满意，则程序编写结束。,9.4.2CAD环境下参数化绘图的方法,由于AutoCAD具有强大的图形绘制和编辑功能，具有比较好的开发平台，许许多多的CAD用户都选用AutoCAD系统作为其图形处理平台，把CAD系统要处理的图形先在AutoCAD系统环境下生成，然后再作进一步的处理。在AutoCAD环境下，参数化绘图通常采用三种方法：（1）通过图形交换文件实现参数化绘图（2）通过编程接口方式实现参数化绘图（3）用LISP语言编程方式实现参数化绘图,9.4.3用AutoLISP编程实现参数化绘图,根据参数化绘图的原理，首先要对图形进行分析，确定图形的结构参数，然后根据结构参数讨论图形的形成过程，最后才可以编写程序生成图形。下面以绘制底座的俯视图为例，介绍二维图形参数化程序设计过程。,从图中可以看出，底座由底板、筋板和圆柱结构三部分组成。通过形体分析，其结构参数共有十个，图形的处理包括参数输入对话框设计和绘图程序的编写两大部分。,（1）参数输入对话框设计图形的结构参数有十个，而且名称命名比较繁琐和抽象，为了形象直观地说明各个参数几何意义，各个参数用示意图的形式表达，结构参数采用编辑框，绘图比例采用列表框形式体现。参数输入对话框结构形式如图所示：,（2）绘图程序设计绘图程序主要有输入数据处理、绘制底座图形和标注结构尺寸三部分。从程序构成上由一个主函数和八个子函数组成。其最后的运行结果如下图所示：,9.5三维造型设计实例,9.5.1UCS三维用户坐标系统,AtoCAD的坐标系分为世界坐标系和用户坐标系两种。绘制二维图形主要用到世界坐标系，绘制三维图形主要用到用户坐标系。建立用户坐标系在交互作图方式下，可通过系统命令UCS建立，在程序环境下则通过函数command来调用命令UCS来实现，定义用户坐标系常用以下几种形式。（1）原点通过指定新原点，保持X、Y、Z轴方向不变，定义新的UCS。它相对于当前UCS来说，仅仅是移动了坐标原点，若没有指定Z坐标值，将使用当前的标高值。,（2）Z轴先指定原点，然后再在Z轴的半轴上指定一点。即用特定的Z轴正半轴定义UCS。（3）三点指定新原点和X、Y轴的正方向，Z轴的正方向由右手定则确定。三个点指定的次序是第一点指定新UCS的原点，第二点定义X轴的正向，第三点定义Y轴的正向。此种方式定义的坐标系比较灵活，是一种比较常用的方法。,（4）对象根据选定的三维对象定义新的UCS，其Z轴正向与选定对象的方向一致。对于非三维对象，新UCS的XY平面与绘制该对象时生效的XY平面平行，但X、Y轴可作不同的旋转。（5）面将UCS与实体对象的选择选定面对齐。要选择一个面，请在此面的边界内或面的边上单击，被选中的面将会亮显，UCS的X轴将与找到的第一个面上的最近的边对齐。,9.5.2用LISP绘三维实体,三维实体图采用了室内装修中，房间效果图中的一对单人沙发布置图，对于这类图形和机械图中的装配图一样，在设计形状时，注重其装配效果，即实体与实体之间相关尺寸，使形体在整体架构上保持一致的协调性。,本章小结本章主要内容：视图标注程序设计常用尺寸标注程序设计标准件图库设计参数化图形绘制三维造型设计实例,本章到此结束,再见,