毕业设计论文液压常用密封元件参数化CAD图库设计.doc
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1、机电工程学院毕业设计说明书设计题目: 液压常用密封元件参数化CAD图库设计 学生姓名: 学 号: 专业班级: 机制F0706 指导教师: 2011年5月18日毕业设计(论文)任务书1本毕业设计(论文)课题应达到的目的:本题目是基于AutoCAD平台,应用AutoLISP等相关高级语言进行应用软件设计。密封元件是液压传动系统中应用量很大的辅助元件,其结构较复杂,品种多。在液压传动系统设计中绘图工作量较大。本软件的设计目的,就是使液压传动常用密封元件参数化,设计人员只需在程序引导下点选所需密封元件类型、规格,就可很快绘出相应密封元件视图,从而减轻设计人员劳动强度,提高设计效率。通过本设计可使学生在
2、分析了解液压传动常用密封元件结构和应用高级语言进行计算机软件设计方面得到较全面的训练。2本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):1技术要求:在熟悉加工精度统计分析方法、初步具备用高级语言编程的能力的基础上,设计液压常用密封元件参数化CAD图库,软件设计要求:(1)所绘制常用液压密封元件要符合国家标准;(2)能选择绘制常用液压密封元件的三视图;(3)要求人机交互界面友好,使用检索方便快捷。2工作要求:(1)收集相关资料,了解常用液压密封元件参数化CAD图库软件发展现状;(2)收集与本毕业设计相关的外文资料,翻译其中一篇;(3)制订软件设计方案,进行方案论证,
3、写出方案论证报告;(4)设计液压常用液压密封元件参数化CAD图库软件;(5)撰写毕业设计说明书。目次1 绪论12 AutoCAD的二次开发22.1 AutoCAD 二次开发的历史22.2 AutoCAD 二次开发的现状22.3 AutoCAD 二次开发的发展32.4 AutoCAD 二次开发工具种类33 CAD参数化设计技术63.1参数化设计技术63.2参数化设计的本质及意义63.3参数化设计在CAD中的应用64 液压密封元件参数化CAD图库系统开发84.1概述84.2开发流程94.2.1用DCL编写用户对话框界面94.2.2 SLD文件制作104.2.3国标数据文件制作104.2.4 LIS
4、P程序设计114.2.5自定义并加载局部菜单124.3程序的运行134.4液压常用密封元件参数化CAD图库开发结论165系统开发的优缺点及改进方向17谢辞18参考文献19附录120附录253附录3551 绪论在液压传动系统设计过程中, 常常需要绘制大量的密封元件, 有时在同一张总体设计图上也要绘制许多结构相似而尺寸不同的密封元件, 重复性工作量大, 浪费时间。如果能通过尺寸参数的变化来自动生成结构相似而尺寸不同的密封元件的图形, 就能缩短产品设计周期, 设计人员就可以从繁琐的绘图中解放出来, 把精力投入到创意设计中去。针对上述问题, 在AutoCAD环境下,应用Autolisp编写设计DCL对
5、话框控制程序,在执行Autolisp的同时,调用一个对话框,提供多样化的接口,并提供程序执行时所需的数据或选项于一身。成功开发了液压常用密封元件件的参数化图库, 大大提高了设计效率。AutoCAD荣登全球绘图软件的龙头宝座,主要是因为它具有开放的体系结构。它允许用户和开发者采用高级编程语言对其进行扩充和修改,即二次开发,能最大限度地满足用户的特殊要求。2 AutoCAD的二次开发2.1 AutoCAD 二次开发的历史CAD产业发展经历了以80年代后期的CAD初步应用,以及90年代中页的“甩图板工程”为代表的两次浪潮。而从2006年开始起,让人明显地感到,中国CAD产业发展的第三次浪潮已经来临了
6、。第一次浪潮源于AutoCAD进入中国。1990年。那时AutoCAD还是2.6版。这次浪潮促进了很多高校、科研院所和大型企业开始围绕AutoCAD进行二次开发。第二次浪潮源于科技部在“九五”期间推进“甩图板工程”。这期间,CAXA(当时叫北航海尔)、高华(现在的英泰)、凯思、开目、大天、凯图、大凯、CCAD(深圳乔纳森)等一批国内自主版权CAD在政府和市场的双重推动下成长起来。那时,对国产CAD软件最大的挑战是与AutoCAD盗版这种几乎不要钱的软件竞争;另外,与AutoCAD的兼容性,企业的工程师使用AutoCAD的习惯也是很大挑战,并且这些自主版权软件的开放性方面也存在不足。同时,国内基
7、于AutoCAD二次开发的商品化软件也空前繁荣,大恒、InteCAD、艾克斯特、天河、思普、浪潮(现华天软件)、天舟、欧磊等CAD软件得到了广泛的应用。两种类型的CAD软件厂商之间,也展开了激烈竞争。在这个阶段,二维CAD软件已经达到了实用化水平。在这次浪潮之中,CAXA脱颖而出,成为国产二维CAD的典型代表。当时,CAXA推出了400多元一套的二维CAD软件,彻底改变了市场格局,后来又推出了三维CAD软件,而CAXA的CAM也是一大特色。其它CAD软件公司则逐渐将重点转向了CAPP/PDM等产品,并开始代理国外CAD/PLM巨头的高端软件产品。而1998年,Autodesk收购Genuis,
8、自己推出机械版和电气版,使得国内基于AutoCAD进行二次开发的CAD软件的生存空间减小了很多。值得赞赏的是,2001年,新洲协同软件公司研发、推出了自主品牌的三维CAD软件Solid2000(Solid3000的前身)。2.2 AutoCAD 二次开发的现状AutoCAD应该是机械工程师最为熟悉的工程软件了,而且在工程师眼中AutoCAD几乎成了CAD软件的代名词了,一提到CAD三个字母,首先会想到的是AutoCAD,这也不得不让人对Autodesk 公司的推广手段感到敬佩。AutoCAD发展到现在已经是一个比较通用的适合各个行业进行设计工作的平台了,这是毋庸置疑的,在这里只谈AutoCAD
9、的二维功能,可能有好多人都不知道AutoCAD还能够进行三维建模,不过比起其三维平台Inventor的建模功底AutoCAD的这点小伎俩可以忽略了。尽管AutoCAD已经提供足够强大的各种功能,但是为了提高效率、也为了满足各个企业不同产品生产、设计的需求,可能会对AutoCAD做一些可以满足自己需求功能的二次开发,以提高自己的设计效率,例如建立自己公司产品的模型数据库,对模型实现可参数化设计,一些快捷功能的开发等等。AutoCAD 不是一个密闭的软件,它给设计者预留了一扇通向AutoCAD内部系统的大门API。对于AutoCAD进行二次开发可以使用的语言工具有内部集成的AutoLisp、VBA
10、、外围过象VB、C、及最新的.NET平台通过COM对AutoCAD 进行二次开发。2.3 AutoCAD 二次开发的发展随着AutoCAD软件在各行各业的应用日趋广泛,其二次开发的应用研究也逐渐深入,不在局限于上述的领域的参数化设计。像利用AUTOLISP二次开发语言对分形几何图形进行设计研究,用AUTOLISP开发出注塑模浇注系统,用AutoCAD二次开发技术实现了技术要求自动标注系统,用VBA开发出了AutoCAD标注图纸图栏系统等,等各种技术,从而为AutoCAD二次开发的技术应用开辟了一条新路径。2.4 AutoCAD 二次开发工具种类AutoCAD可用多种方法进行二次开发,为Auto
11、CAD二次开发者提供了巨大的方便。2.4.1 AutoLISPAutoLISP的全名是LIST Processing Language,她出现于1985年推出的AutoCAD R2.18中,是一种嵌入在AutoCAD内部的编程语言,是LISP原版的一个子集,她一直是低版本AutoCAD的首选编程语言。它是一种表处理语言,是被解释执行的,任何一个语句键入后就能马上执行,它对于交互式的程序开发非常方便。其缺点是继承了LISP语言的编程规则而导致繁多的括号。2.4.2 ADSADS的全名是AutoCAD Development System,它是AutoCAD的C语言开发系统,ADS本质上是一组可以
12、用C语言编写AutoCAD应用程序的头文件和目标库,它直接利用用户熟悉的各种流行的C语言编译器,将应用程序编译成可执行的文件在AutoCAD环境下运行,这种可以在AutoCAD环境中直接运行的可执行文件叫做ADS应用程序。ADS由于其速度快,又采用结构化的编程体系,因而很适合于高强度的数据处理,如二次开发的机械设计CAD、工程分析CAD、建筑结构CAD、土木工程CAD、化学工程CAD、电气工程CAD等。2.4.3 ObjectARXObjectARX是一种崭新的开发AutoCAD应用程序的工具,她以C+为编程语言,采用先进的面向对象的编程原理,提供可与AutoCAD直接交互的开发环境,能使用户
13、方便快捷地开发出高效简洁的Auto CAD应用程序。ObjectARX并没有包含在AutoCAD中,可在AutoDESK公司网站中去下载,其最新版本是ObjectARX for AutoCAD 2000,它能够对AutoCAD的所有事务进行完整的、先进的、面向对象的设计与开发,并且开发的应用程序速度更快、集成度更高、稳定性更强。2.4.4 VlispVLISP已经被完整地集成到AutoCAD 2000中,她为开发者提供了崭新的、增强的集成开发环境,一改过去在AutoCAD中内嵌AtuoLISP运行引擎的机制,这样开发者可以直接使用AutoCAD中的对象和反应器,进行更底层的开发。其特点为自身是
14、AutoCAD 2000中默认的代码编辑工具;用它开发AutoLISP程序的时间被大大地缩短,原始代码能被保密,以防盗版和被更改;能帮助大家使用ActiveX对象及其事件;使用了流行的有色代码编辑器和完善的调试工具,使大家很容易创建和分析LISP程序的运行情况。2.4.5 VBAVBA 即Mcrosoft office中的Visual Basic for Applications,它被集成到AutoCAD 2000中。VBA为开发者提供了一种新的选择,也为用户访问AutoCAD 2000中丰富的技术框架打开一条新的通道。VBA和AutoCAD 2000中强大的ActiveX自动化对象模型的结合
15、,代表了一种新型的定制AutoCAD的模式构架。通过VBA,我们可以操作AutoCAD,控制ActiveX和其它一些应用程序,使之相互之间发生互易活动。3 CAD参数化设计技术应用AutoLISP和DCL,能够编写出人机交互强,功能强大的程序,对AutoCAD进行十分有效的二次开发,从而提高绘图效率,并使AutoCAD真正地起到辅助设计作用。3.1参数化设计技术参数化设计是Revit Building的一个重要思想,它分为两个部分:参数化图元和参数化修改引擎。Revit Building中的图元都是以构件的形式出现,这些构件之间的不同,是通过参数的调整反映出来的,参数保存了图元作为数字化建筑构
16、件的所有信息。3.2参数化设计的本质及意义在参数化设计系统中,设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。要满足这些设计要求,不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值,而且要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系,即将参数分为两类:其一为各种尺寸值,称为可变参数;其二为几何元素间的各种连续几何信息,称为不变参数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下,系统能够自动维护所有的不变参数。因此,参数化模型中建立的各种约束关系,正是体现了设计人员的设计意图。参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度,在产品的系列设计、相似设计及专用CAD系统开发方面都具有较大的应用价值。目前,参数化设计中的参数化建模方
17、法主要有变量几何法和基于结构生成历程的方法,前者主要用于平面模型的建立,而后者更适合于三维实体或曲面模型。3.3 参数化设计在CAD中的应用用CAD方法开发产品时,零件设计模型的建立速度是决定整个产品开发效率的关键。产品开发初期,零件形状和尺寸有一定模糊性,要在装配验证、性能分析和数控编程之后才能确定。这就希望零件模型具有易于修改的柔性。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化,使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同数值,就可得到不同大小和形状的零件模型。在CAD中要实现参数化设计,参数化模型的建立是关键。参数化模型表示了零件图形的几何约束和工程约束。几何约束包括结构约束和尺寸约束。
18、结构约束是指几何元素之间的拓扑约束关系,如平行、垂直、相切、对称等;尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束,如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的约束关系,通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。参数化设计是20世纪80年代提出的一种CAD产品设计方法。他的基本思想是保持图形结构之间的相互拓扑关系不变,通过设置一组参数来来控制图形的几何尺寸大小,部分参数值的改变能够直接导致设计结果的自动修改。参数化设计极大的改善了图形设计的重构能力,提高了设计的柔性。参数化设计特别适合于结构形式固定而结构尺寸变化的规格化、系列化产品,尤其的机械领域的标准件设计,如螺栓、螺母、导柱
19、、导套 液压密封元件等。他不仅可以使CAD系统具有交互式绘图功能而且还具有自动绘图功能利用参数化设计手段开发抓用的设计系统,可以使设计人员从大量繁琐的绘图工作中解脱出来,极大的提高设计速度。4 液压密封元件参数化CAD图库系统开发4.1 概述随着生产和科学技术的不断发展,液压系统图样现代越来越复杂,作用也显得越加重要,同时也对产品的设计提出了更高的要求。其中产品设计周期,设计性能,出图速度等成为衡量产品设计优劣的重要指标。然而在液压系统设计中,设计人员根据要求在用AutoCAD 绘制一张张液压原理图时 ,经常要使用大量的、重复性的液压符号。众所周知 ,液压原理图的绘制 ,需要严格按国家标准规定
20、的图形符号进行组合。由于 AutoCAD 是通用性的绘图软件 ,本身并未提供绘制液压符号工具条 ,而液压界推出的液压原理绘图软件因综合性强、规模庞大、价格高而未得到中小企业及高校的充分利用 ,因而有必要设计和开发一套用于绘制液压原理图的专用 CAD 软件 ,以解决液压工程技术人员的设计需要。该液压原理图绘图软件应具有使用方便、用户界面友好、编辑功能强、用户可根据自己的需要 ,进行针对性的开发利用的特点。随着计算机的普及和其在液压领域的广泛应用,特别是软件技术的飞速发展,为液压设计人员开发出方便实用的CAD软件,已成为亟待解决的问题。系统组成DCL对话框参数化设计图形绘制程序驱动程序AutoCA
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