法兰盘参数化绘图设计

法兰盘参数化绘图设计
【摘要】本文通过在AutoCAD基础上进行二次开发,以Auto LISP标准法兰盘、开U形槽法兰盘等几种零件的编程介绍,并通过在AutoCAD界面中添加法兰盘工具栏按纽,在绘图时只需点击相应的工具栏按纽输入图形参数,所需的图形就可以快速生成,避免了工程技术人员重复绘图,提高了设计和绘图的速度,最大可能地节省了绘图时间,尽显参数化编程的优势,从而显著地提高了工作效率。

【关键词】计算机绘图Auto LISP法兰盘工具栏按纽参数化绘图
Flange parametric drawing design
【Abstract】In this paper, we present the programming on several Components including Auto LISP standard flange, U-shaped groove flange ect. based on AutoCAD redevelopment. Adding a flange toolbar button in the AutoCAD interface, we can draw our graphs simply by clicking the toolbar button and inputting corresponding parameters. In this way, the graphs we need can be generated immediately and avoids repeating graphing. The toolbar button boosts the?? designing and graphing speed thus saves time at utmost. It perfectly exhibits the advantages of parameter programming, and efficiency can be improved significantly.
【Key words】computer graphics;Auto LISP;flange;toolbar button;parametric drawing
计算机辅助设计绘图软件Auto CAD在机械、电子、建筑等专业设计领域应用越来越广泛,使用CAD技术可以快速方便地绘制和编辑图形。

Auto LISP是一种嵌入Auto CAD内部的LISP语言,LISP是List Processor(表处理程序)的缩写,在其程序中可以直接使用Auto CAD的命令,Auto LISP编程语言作为参数化编程,成为了更强大的CAD工具。

它可以使重复多次或经常使用的绘图任务自动化,从而显著地提高工作效率。

法兰零件是化工设备、公用工程等专业使用极为普遍,涉及面非常广泛的一种零部件。

对于相同形状,尺寸规格不同且使用频率较高的法兰图形,如果利用AutoLISP编程语言对其编制程序,同时设计出方便快捷的工具栏按纽,在绘图时只需点击相应的工具栏按纽输入图形参数,所需的图形就可以快速生成,避免了工程技术人员重复绘图,提高了设计和绘图的速度。

2 法兰盘零件程序的编制
2.1 标准法兰盘图形的编程
所需绘制的标准法兰盘图形见图1,图形参数分析如下:
2.1.1 设置标准法兰盘设计参数
共有5个:
d1:法兰盘外径;d2:螺栓孔中心圆直径;d3:法兰盘内径;d4:螺
图1 标准法兰盘图2 开U形槽法兰盘
图3 直角三角形
表1 法兰盘的图标
栓孔直径;n:螺栓孔的数量。

2.1.2 设置标准法兰盘辅助参数点
共8个:
P0:标准法兰盘圆心,P1:法兰盘左端螺栓孔圆心,P2、P3:该螺栓孔中心线端点,P4～P7:标准法兰盘中心线端点。

见图1所示。

2.1.3 作图过程
按如下步骤进行作图:
画左端螺栓孔中心线→以P0为圆心画法兰盘外径、内径→以P1为圆心画法兰盘左端螺栓孔→对螺栓孔及其中心线进行阵列复制→删除法兰盘水平及垂直方向的螺栓孔的中心线→以P0为圆心画法兰盘螺栓孔中心圆直径→分别以P4、P5、P6、P7为端点画法兰盘的中心线。

2.2 开U形槽法兰盘图形的编程
开U形槽法兰盘图形见图2,图形参数分析如下:
2.2.1 设置开U形槽法兰盘设计参数
共有4个:
d1:法兰盘外径;d2:U形槽圆弧中心圆直径;d3:法兰盘内径;r:开槽半径。

2.2.2 设置法兰盘辅助参数点
共11个:
图4 自定义对话框
工具栏对话框
图6 空白按钮的工具栏
表2 PN0.6Mpa对焊环松套钢制管法兰(mm)
图7 按纽编辑器对话框
图8 创建文件对话框
P0:法兰盘圆心;P1:法兰盘左端U形槽圆弧圆心;P2、P3:该圆弧90o、270o位置;P4、P5:该U形槽与法兰盘外圆的交点;P6:下方U形槽与法兰盘外圆左端的交点;aa、bb、cc、dd:法兰盘中心线端点。

见图2所示。

2.2.3 设置法兰盘中间变量
共1个:
设h为法兰盘圆心至U形槽边界的距离,为得到h的长度,连接P0、P4,并过P4作法兰盘水平方向中心线的垂线,组成直角三角形如图3所示。

根据直角三角形的勾股定理知,h=。

2.2.4 作图过程
按如下步骤进行作图:
以P1为圆心,画P3P2圆弧(U形槽),以P0为圆心,画P5P6外径圆弧→以P0为圆心d2为直径画U形槽圆弧中心圆→以P0为圆心d3为直径画内径→连接P2P4、P3P5,形成U形槽→以P0为中心,对U形槽及P5P6外径圆弧进行环行阵列复制→分别以aa、bb、cc、dd为端点画法兰盘的中心线。

3 法兰盘工具栏按纽的设计
3.1 工具栏按纽的图标设计
根据法兰盘的俯视图形状,设计图标如表1所示。

3.2 工具栏按纽的定制
(1)启动AutoCAD2004进入用户界面后,在命令输入窗口的“Command”提示行输入“toolbar”,或者在菜单栏点击“视图”下拉式菜单中的“工具栏”,则会弹出“自定义”对话框,如图4所示;
(2)新建工具栏,如图5所示,定义工具栏名称为“法兰盘”,即可产生一个名为“法兰盘”的空工具栏;
(3)拖动空白按纽到“法兰盘”的工具栏内,形成一个有若干空白按纽的工具栏,如图6所示;
(4)定义空白按纽,输入按纽名称(例如:“开U形槽法兰盘”),输入相应程序名称(例如:“KC”),在“按纽编辑器”对话框中按表1中法兰盘的图标样式,画出相应的图标,如图7所示;
图10 新用户界面
图11 开U形槽法兰盘效果图图12 标准法兰盘效果图
(5)点击“另存为”,弹出“创建文件”对话框如图8所示,在文件名框中对图形命名并保存;
(6)通过上述方法,依次可完成开U形槽法兰盘、标准法兰盘零件的按纽编制,最终完成本文法兰盘工具栏的设计,如图9所示。

3.3 程序的加载
利用工具栏按纽绘图的新用户界面如图10产生后,通过“工具”下拉菜单“加载应用程序”,将编制的程序添加到启动组,则在以后每启动AutoCAD2004进入用户界面后,点击法兰盘工具栏按纽,便可通过输入设计参数完成法兰盘绘图工作。

4 使用效果
查阅文献[4]中公称压力PN0.6Mpa对焊环松套钢制管法兰,不同公称通径下的法兰尺寸列举见表2。

任选法兰规格,点击设计图标,在命令行输入设计参数,便可得到图11、图12所示图形。

5 结语
通过AutoLISP计算机语言编制法兰盘零件程序并设计方便快捷的工具栏按
纽的过程,在绘图时只需点击相应的工具栏按纽输入图形参数的应用,实现了参数化绘图。

工程技术人员在绘图时使用这种二次开发的软件,就象在AutoCAD中绘制直线、圆、多边形一样方便,可以将设计和绘图有机地结合起来,只须在命令提示行中输入有关参数,就可以快速生成零件图形,有效地提高了生产效率。

这一方法同样适用于AutoCAD下所有图形的快速绘制。

参考文献:
[1]宋小春等主编.AutoCAD2002应用教程[M].北京:中国水利水电出版社,2003.
[2]钱可强主编.机械制图[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2001.
[3]赵月芳主编.微机绘图与AutoCAD[M].北京:电子工业出版社.
[4]化工部设备设计技术中心站主编.HG20592～20635—97钢制管法兰、垫片、紧固件[S].北京:化工部工程建设标准编辑中心,1998.
[5]Ellen Finkelstein.Auto CAD 2002 Bible. BEIJING:Publishing House of Electronics Industry.。