螺紋聯(lián)接CAD系統(tǒng)

時間：2019-11-30作者：余姚市優(yōu)職模具廠瀏覽：636

以AutoCAD2000為開發(fā)平臺，采用Visual C++ 6.0和Visual LISP等二次開發(fā)工具，建立了螺紋聯(lián)接類型選擇的知識庫和螺紋緊固件表，開發(fā)了面向?qū)ο蟮穆菁y聯(lián)接CAD系統(tǒng)。

1 引言

螺紋聯(lián)接是一種應(yīng)用廣泛的安全可靠、拆卸方便的靜聯(lián)接。在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計中，通常由設(shè)計者根據(jù)機(jī)器不同的工作條件憑經(jīng)驗(yàn)確定螺紋聯(lián)接的類型、直徑和長度等尺寸，必要時還需進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。如選擇的螺紋聯(lián)接不符合要求，需重新進(jìn)行選擇和計算。因此，設(shè)計過程繁瑣，計算工作量大，設(shè)計效率較低。隨著計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛，高效、準(zhǔn)確的計算機(jī)輔助零件設(shè)計已在越來越多的領(lǐng)域取代了手工設(shè)計計算。筆者通過對螺紋聯(lián)接類型選擇和強(qiáng)度校核等問題進(jìn)行了研究分析，以AutoCAD2000為開發(fā)平臺，采用Visual C++ 6.0和Visual LISP等二次開發(fā)工具，建立了螺紋聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)件知識庫，提出了一個較合理的螺紋聯(lián)接類型選擇和強(qiáng)度校核的CAD系統(tǒng)開發(fā)方案。 2 系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)和開發(fā)工具本系統(tǒng)開發(fā)任務(wù)主要包括菜單開發(fā)、樣圖生成和自定義圖形庫、線型和填充圖案的開發(fā)、字形、字體和對話框的開發(fā)以及應(yīng)用程序的編寫，而編寫應(yīng)用程序則是本系統(tǒng)的**內(nèi)容。 與舊版本相比，AutoCAD2000已增加了許多新的功能和特性(如多文檔環(huán)境和AutoCAD DesignCenter、實(shí)時3D旋轉(zhuǎn)等)，選擇AutoCAD2000作為開發(fā)平臺將使編程較為方便。由于ARX應(yīng)用程序可以共享AutoCAD的地址空間并可對其直接進(jìn)行函數(shù)調(diào)用，它還包含易于定義新類的宏并具備在運(yùn)行時向現(xiàn)有的類添加函數(shù)的功能，并且在Visual C++ 6.0編程語言的支持下，Object ARX的功能會較強(qiáng)大，因此選用Object ARX作為AutoCAD2000的二次開發(fā)工具。

2 系統(tǒng)設(shè)計本系統(tǒng)引入綜合的設(shè)計模式(系統(tǒng)的技術(shù)組成見圖1)，聯(lián)合使用Visual C++ 6.0/Object ARX等工具，建立一個完整的設(shè)計系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)螺紋聯(lián)接CAD的全自動化設(shè)計(包括類型選擇、參數(shù)確定、強(qiáng)度計算、圖形自動生成、標(biāo)準(zhǔn)件表格排序輸出一體化等)。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。系統(tǒng)功能模塊見圖3(系統(tǒng)主要由類型選擇、強(qiáng)度校核、繪圖功能、標(biāo)準(zhǔn)件表格輸出、文件管理和幫助等六大功能模塊組成)。 圖4為螺紋聯(lián)接CAD流程圖，圖中輸入輸出變量的含義如下：TY——螺紋聯(lián)接的類型;LX——螺紋所受力的類型;HD——被聯(lián)接件的厚度情況;ZX——聯(lián)接拆卸的頻繁情況;SJ——聯(lián)接的松緊類型;KZ——緊聯(lián)接時是否需控制預(yù)緊力;CL1——被聯(lián)接件的材料;CL2——螺紋標(biāo)準(zhǔn)件材料的機(jī)械性能等級;F——螺紋聯(lián)接組所受力的大小;Z——螺紋聯(lián)接組中螺紋聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)件的個數(shù);K——螺紋聯(lián)接的重要程度(可靠度);M——聯(lián)接螺紋的公稱直徑;l——公稱長度;m.n——螺紋緊固件的機(jī)械性能等級;C1——螺紋緊固件的剛度;C2——被聯(lián)接件的剛度。 在系統(tǒng)設(shè)計中，AutoCAD圖形數(shù)據(jù)庫是ObjectARX開發(fā)的關(guān)鍵部分。由于螺紋緊固件是標(biāo)準(zhǔn)件，其圖形是固定的，所以在AuoCAD2000中繪制好這些標(biāo)

CAD/CAM領(lǐng)域隨著**工業(yè)的發(fā)展也逐漸走向成熟，CAD/CAM所基于的幾何模型也不斷推陳出新，從較早的線框幾何模型，發(fā)展到曲面幾何模型，又到了現(xiàn)在的實(shí)體幾何模型，下面簡要說說一下CAD/CAM的幾何模型系統(tǒng)。

1、 線框幾何模型(Wireframe Mode)

線框結(jié)構(gòu)的幾何模型是在CAD剛剛起步時慣用的幾何模型，因?yàn)閷€框結(jié)構(gòu)的幾何模型研究比較多，所以它也是一種比較廣泛被采用的模型，現(xiàn)在很多2維方面的軟件都是基于這種幾何模型。這種模型描述手段是以線段、圓、弧和一些簡單的曲線為描述對象，通常人們也把線段、圓、弧和一些曲線稱為圖形元素。因此對軟件來說，特別是2維軟件，其實(shí)現(xiàn)手段比較簡單。隨著設(shè)計手段的提高，在線框模型中引進(jìn)了圖元的概念，圖元是由線段、圓、弧、文字和一些曲線等圖形元素和屬性元素組成的一個整體。也有一些軟件甚至根據(jù)人們的習(xí)慣，加入了輔助線、輔助圓、切圓等功能(如DRAWBASE)，較加方便和接近了使用人員。但線框結(jié)構(gòu)的幾何模型在3維方面的進(jìn)一步處理上有很多麻煩和困難，如消隱、著色、特征處理等。所以新的模型必需誕生，這就是曲面幾何模型。

2、 曲面幾何模型結(jié)構(gòu)(Surface Mode)

曲面幾何模型結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，更多的影響應(yīng)該歸功于航空和汽車制造業(yè)的需求，因?yàn)樵儆镁€段、圓弧等這樣簡單的圖形元素來描繪飛機(jī)、汽車的外形已經(jīng)很不現(xiàn)實(shí)，必須用較**的描述手段──光滑的曲面來描繪。

這就要求人們首先必須去研究曲線，于是HERMIT CUBIC SPLINES、BEZIER CURVES、B-SPLINE CURVER、NON-UNIFORM RATIONAL B-SPLINE等曲線就產(chǎn)生了，這些曲線都是通過一個基底函數(shù)來合成的，所以能隨意構(gòu)成任何造型的曲線，也能描述圓弧、橢圓、拋物線這樣我們熟悉的曲線?，F(xiàn)在發(fā)展的比較優(yōu)秀的曲線應(yīng)該為NON-UNIFORM RATIONAL B-SPLINE 曲線，這種曲線*們也簡稱為NURBS曲線。

在NURBS曲線的基礎(chǔ)上可以建立NURBS曲面，現(xiàn)在很多曲面幾何模型的基石是NURBS曲面，如SurfCAM、ALIAS STUDIO等。曲面幾何模型主要應(yīng)用在航空、船舶和汽車制造業(yè)領(lǐng)域或?qū)δＰ偷耐庑我蟊容^**的軟件中，且曲面幾何模型在3維消隱、著色等技術(shù)中比線框結(jié)構(gòu)的模型處理的方便和*。但曲面幾何模型也有一些缺點(diǎn)，就是在有限元分析、物性計算等方面很難施展。


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