CAD在閥門設計中的應用

2013-05-21  by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM  來源:仿真在線

本文對比介紹兩種CAD繪圖設計軟件AutoCAD 2000和CAXA電子圖板2005r4在閥門設計中的應用情況,重點講解了CAXA電子圖板是一套高效、方便、智能化的二維設計和繪圖軟件。充分運用先進的CAD軟件,進行相關產(chǎn)品設計,可有效地提高閥門設計效率、縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,降低生產(chǎn)成本從而提升產(chǎn)品的市場競爭力。

 羅小龍 來源:e-works
關鍵字:CAD AutoCAD2000 CAXA電子圖板 閥門設計

  一、引言
     
  AutoDesk公司是全球著名的CAD軟件研發(fā)公司,多年從事CAD軟件的開發(fā),特別是二維設計繪圖方面,AutoCAD幾乎是PC機上唯一的CAD軟件。武鍋閥門公司原來使用中文版AutoCAD 2000繪圖操作系統(tǒng)并加載合肥通用機械研究所開發(fā)的基于AUTOLISP編程的二次開發(fā)軟件VALVE來進行閥門設計。前后使用有4年多時間,基本可以滿足使用要求,但是效率不高。
    
二、AutoCAD軟件應用現(xiàn)狀
    
筆者站在設計的觀念上看,的確AutoCAD軟件起步早,繪圖功能也十分強大,在計算機繪圖領域里具有不可低估的影響力。但AutoCAD是一個繪圖的平臺軟件,它為了占領國際市場,其功能涵蓋了幾乎所有需要繪圖的領域,它并沒有制定專門針對某個特定行業(yè)(如機械設計、電路設計、建筑設計等)所需的行業(yè)功能,直接用它來搞機械設計,特別是閥門設計是有一定困難和低效的,雖說閥門公司購買了二次開發(fā)軟件VALVE,但是它的操作功能有限、圖庫資源不大,只包括了常見的連接件和緊固件的圖符選型,更多的是靠設計者在AutoCAD中一筆一劃把它繪制出來,這樣一來設計效率非常低。另外,繪圖時圖框、標題欄、圖層、線形等參數(shù)需自己設置定義,難度大,而且容易出錯;而且還需長年累月一點點的自建圖庫,這樣操作起來即繁瑣又十分不便,給設計圖紙帶來障礙。另一個原因就是閥門同行之間的技術交流比較頻繁,經(jīng)常探討閥門圖紙,由于AutoCAD版本眾多,有AutoCAD2000版、AutoCAD2002版……直至現(xiàn)在最近的AutoCAD2007版,同樣的文件在不同的版本AUTOCAD內(nèi)容顯示不一致,甚至混亂,給行業(yè)的技術交流帶來嚴重障礙,違背了工程圖紙"完整、正確、統(tǒng)一、清晰"的原則。而且AutoCAD內(nèi)容龐大、界面混亂、掌握起來難度不小。
    
現(xiàn)在,使用了一段時間的繪圖軟件,感覺到在企業(yè)搞CAD是件非常嚴肅的事情,CAD軟件不同于其它設計應用軟件,一定不能貪圖便宜而使用盜版,否則輕則影響產(chǎn)品設計,重則會給企業(yè)技術革新、行業(yè)交流帶來障礙。根據(jù)我們現(xiàn)在的使用情況,從實用出發(fā),AutoCAD性價比不高,售價昂貴,中文版2006配加密狗、一套一機,市場售價1.98萬元?；隋X卻不能給企業(yè)帶來好的經(jīng)濟效益,就決定放棄AutoCAD,另找其它二維繪圖設計軟件。
    
目前,市面上二維機械繪圖軟件很多很雜,其中使用率較高的就數(shù)CAXA電子圖板2005、清華天河TH-MCAD、KM開目CAD、中望CAD等2D繪圖軟件。就目前繪圖而言,畫一條直線、一個圓,無論是AutoCAD、電子圖板、或是其它CAD軟件都是大同小異的,選用任何一種軟件都無所謂。但我們的工作重點畢竟不僅僅是畫簡單的幾何圖形,我們從事的是機械設計、閥門設計,它不但要求我們繪制機械零件,更要求我們所畫的圖紙符合行業(yè)的相關標準。不但如此,還要求快捷、方便、準確的畫出圖紙才是最終的目的。從這個方面來講選擇CAD軟件是非常重要的。電子圖板是北航海爾公司系列化軟件CAXA中的二維繪圖軟件,主要針對機械行業(yè),兼顧建筑和電子行業(yè),目前最新版本是CAXA電子圖板2005r4版。該軟件在國內(nèi)有10多萬套裝機量。是現(xiàn)今國內(nèi)使用最廣泛的CAD軟件之一。此外該公司還有三維設計軟件CAXA實體設計和工藝軟件CAPP,以及CAM領域內(nèi)的"數(shù)控車"、"數(shù)控銑"、"制造工程師"等全套的CIMS(集成化制造系統(tǒng))軟件等。閥門公司向其它使用過CAXA電子圖板的企業(yè)調(diào)研咨詢,均反映使用繪圖效率高,運行穩(wěn)定、功能強大、售后服務優(yōu)良等。另外我們自己也從閥門設計、工藝設計、自我需求等方面考慮之后,認為CAXA電子圖板滿足閥門設計要求,符合中國人的操作習慣,在繪圖方面與AutoCAD極為相似,功能比較齊全,較之AutoCAD刪繁就簡,可以迅速掌握,突出機械設計的重點。其擁有的豐富參數(shù)化標準件庫(機床夾具、法蘭、管接頭等)符合機械行業(yè)的相關標準,使用靈活、高效、準確。另外一方面它兼容/.dwg/.dxf/.exb文件,這樣公司原有CAD文檔能方便讀寫。種種因素,最終我們選擇了CAXA公司的電子圖板2005r4版。
    
三、CAXA電子圖板的應用及特點
    
閥門公司經(jīng)歷了CAXA公司組織的軟件培訓,只用了半天時間,就能熟練的操作,軟件轉型無障礙,直到現(xiàn)在有半年多時間,認為CAXA電子圖板是一套高效、方便、智慧化的軟件。
    
     1.自主版權易學易用
    
具有友好的全中文用戶界面,靈活方便的操作方式。其設計功能和繪圖步驟均是從實用角度出發(fā),操作步驟簡練,易于掌握,是用戶充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維的有力工具。
    
     2.參數(shù)化的標準圖庫。
    
閥門中的連接件、結構件相當多,涉及到方方面面,如(圖1)所示為電站閘閥裝配示意圖中,緊固件、密封件、潤滑件、軸承等標準件特別多,且規(guī)格尺寸各異,原來使用的二次開發(fā)軟件VALVE只有幾種常見的螺栓、螺母選型,考慮的不多、不全,給設計帶來諸多不便,沒有辦法只有翻手冊、翻標準、查數(shù)據(jù),最后還得設計者自己畫出來,既繁瑣又不符合國標?，F(xiàn)在使用CAXA電子圖板后,系統(tǒng)備有大量國家標準的參量化圖庫,它覆蓋了機械設計、電氣設計等所有類型。其中機械類圖庫有:螺栓和螺柱、螺母、螺釘、銷、鍵、彈簧、液壓氣動、電氣、軸承、電機、密封件、機床夾具等20多個大類,1000余種,近30000個規(guī)格的標準圖符。每一個大類又分成10~20個小類,如螺栓和螺柱又分成(如GB27-1988六角頭鉸制孔用螺栓-A、GB/T18230.2-2000栓接結構用大六角頭螺栓短螺紋長度C級8.8和10.9級)
    

圖1

     
此外該系統(tǒng)還提供圖庫管理、尺寸驅動、定制圖庫手段等功能,可以對圖庫中復雜的零件圖或裝配圖進行編輯修改,用戶不編程,只需把圖形繪制出來,標上尺寸,將尺寸定義后,可方便快捷的建立、擴充自己的參數(shù)化圖庫。圖庫設置為機械圖的繪制提供了極大的方便。

(圖2)

  3.圖幅設置 
    
原來用AutoCAD繪圖有標準的圖框,但沒有標題欄、明細表、零件序號等功能,需要技術人員手動繪制,十分復雜。而CAXA電子圖板中的圖幅設置包括了以上功能,系統(tǒng)支持最新國家標準,并通過國家機械CAD標準審查。軟件提供符合國際的圖框、標題欄、明細表,從而保證了設計過程的全面標準化。并且能根據(jù)自我需要自定義以上功能,給設計者很大的創(chuàng)作空間和自由度,非常便捷。它的零件序號功能更是讓AutoCAD望塵莫及。在AutoCAD中只有一個個劃出序號,再來劃出明細欄,最后依次填寫,不能有錯,否則修改起來比較復雜。但在CAXA電子圖板中那就完全不一樣了,點擊零件序號后進行編輯輸入相關明細項目,就可生成明細欄(圖2)等,所以在繪制裝配圖零件序號、明細表時,系統(tǒng)會自動實現(xiàn)零件序號與明細表聯(lián)動。此外明細表還支持Access和FoxPro數(shù)據(jù)庫接口。這些功能對繪制裝配圖十分有益,大大加快了設計速度和設計效率。
    
     4.轉圖工具
    
在CAXA電子圖板2007中,可通過【應用程序管理器】來加載二次開發(fā)程序【轉圖工具】,【轉圖工具】主要功能是將其它軟件繪制的明細表和標題欄轉換為符合CAXA專用的明細表和標題欄,為方便BOM表生成,明細表數(shù)據(jù)關聯(lián)、輸出,以及與ERP或者PDM等軟件進行數(shù)據(jù)轉換提供數(shù)據(jù)基礎,擴展實用功能。因為公司以前是用autoCAD軟件制圖,圖庫中大量的圖紙在目前使用時需要轉換成CAXA格式,以滿足公司標準模版的要求,所以CAXA的轉圖工具就顯得很方便、高效了。
    
轉圖工具包括【幅面初始化】、【填寫標題欄】、【定義明細表頭】、【轉換明細表】、【補充序號】五部分內(nèi)容,各方面完善圖紙轉換工作。以前半小時甚至更長時間的工作量現(xiàn)在一分鐘即可完成,轉換后的圖紙標題樣和明細表信息內(nèi)容準確、完整,大大提高了工作效率。
    
加載之后,在電子圖板的界面上就會増加【轉圖工具】的選項,如圖3所示。
    

   (圖3)    

     4.1【幅面初始化】
    
在【轉換圖紙】下拉菜單中,單擊【幅面初始化】選項,則會彈出一個對話框,在此對話框中可以設置圖紙的幅面、加長系數(shù)、圖紙比例以及圖紙的方向。
    
     4.2【填寫標題欄】
    
在【轉換圖紙】下拉菜單中選擇【填寫標題欄】選項,此時光標變?yōu)槭叭顟B(tài),選擇圖紙中標題欄對角位置,如圖4中紅色矩形位置,完成后會彈出填寫信息,如圖5所示:
    

     圖4

     圖5

     
     4.3【定義明細表頭】
    
在【轉換圖紙】下拉菜單中選擇【定義明細表頭】選項,此時光標變?yōu)槭叭顟B(tài),選擇圖紙中明細表表頭對角位置,使用方法與【填寫標題欄】方法相同。單擊【確定】按鈕后,明細表頭定義完畢。
    
     4.4【轉換明細表】
    
在【轉換圖紙】下拉菜單中選擇【轉換明細表】選項,此時光標變?yōu)槭叭顟B(tài),選擇圖紙中明細表對角位置,如下圖紅色矩形位置,完成后,會彈出【填寫明細表】信息,如圖所示
    

     圖6 拾取明細表

     
單擊【確定】按鈕完成轉換。
    

     圖7  轉換后明細表內(nèi)容

     
【轉換圖紙】操作簡單,易學易用,為企業(yè)存在的大量老圖紙、其他格式圖紙轉換提供了一種全新的方法。
    
另外,如果您使用過CAXA繪圖,那么您肯定會發(fā)現(xiàn)在CAXA軟件中,如果將一張有圖框、明細表、標題欄的圖紙拷貝到新的界面中時,會認為圖紙中沒有明細表,無法使用明細表填寫功能。采用轉圖工具轉換的圖紙一般是需要拷貝到新的界面中,這時也會發(fā)生同樣的問題,要是明細表不被軟件認可的話,我們的轉圖意義還有多大呢?要解決該問題,只需要將標題欄、明細表生成塊,然后再拷貝到新的界面中,再將塊打散,就可以使用明細表填寫功能了。

4.工程標注
CAXA電子圖板的尺寸標注比AutoCAD更加齊全,集成度更高。系統(tǒng)提供強大的智能化工程標注方式,包括尺寸標注、坐標標注、尺寸公差標注、形位公差標注、粗糙度標注、標注編輯等幾大類,大類中又包括若干個子項目。單就一個尺寸標注就包括了基本標注、基準標注、半標注、大圓弧標注等多項內(nèi)容。最明顯的是基準標注,以前用AutoCAD標注尺寸的配合公差,需要查手冊,然后再來回填數(shù)據(jù),既繁瑣又容易出差錯。現(xiàn)在用CAXA電子圖板就不同了,它自帶公差配合查詢功能,依設計查找相應公差相當快捷(圖8)。標注的過程處處體現(xiàn)"所見既所得"的智能化思想,使用時只需要點擊標注的方式,系統(tǒng)會自動捕捉用戶的設計意圖,具體標注的所有細節(jié)由系統(tǒng)自動完成。不僅如此,還有它的粗糙度標注、形位公差標注、焊接符號標注都沒有AutoCAD那么繁瑣、復雜,更加簡潔、便于掌握。
    
系統(tǒng)支持在Truetype矢量字庫和Shx形文件,可以利用中文平臺的漢字輸入方法輸入漢字,方便地在圖紙上輸入各種字體的文字。
    

     圖8

     
     5.編輯和繪圖功能
    
系統(tǒng)提供強大的智能化圖形繪制和編程功能,包括基本的點、直線、圓弧、矩形、多邊形以及樣條線、中心線、等距線、橢圓、孔/軸、波浪線、公式曲線等的繪制,提供裁剪、變換、拉伸、鏡像、陣列、比例放大、局部放大、過渡、粘貼、文字和尺寸的修改等。其強大的智能化和圖形繪制和編輯功能,可使技術人員繪制各種復雜的工程圖紙。系統(tǒng)采用全面的動態(tài)拖放設計,支持動態(tài)導航,繪制圖形時系統(tǒng)自動捕捉中點、端點、垂足點等特征點,成倍提高繪圖時工作效率。
    
     四、圖庫的應用實例
    
利用功能強大的圖庫,可以快速而準確的繪制各種復雜的圖形。如繪制公稱通徑為100mm的法蘭盤對接安裝圖的步驟為例來進行說明:
    

     圖9   電子圖板啟動界面

     
     (1) 進入CAXA電子圖板,如圖9所示

     (2) 由下拉菜單"繪圖"中點擊"庫操作"至"提取圖符",彈出"提取圖符"對話框,如圖10所示
    

     
     (3) 在圖符大類中選擇法蘭,在圖符小類中選擇整體法蘭,在圖符列表中選擇GB/T9115.2-2000凹凸面對焊鋼制管法蘭(PN5.0MPa),右圖所示為法蘭圖形顯示。進入"下一步"在圖符預處理中選取公稱通徑DN為100mm,按"確定"即可。并用同樣方法選取相應尺寸規(guī)格的螺栓、螺母和墊圈等,如圖11所示。

     (4) 把螺栓、螺母和墊圈移動到法蘭上相應的位置,完成圖紙裝配見圖12。
    

     圖12  法蘭裝配圖
    

     五、結束語
    
通過使用比較,充分體現(xiàn)了該軟件對于機械行業(yè)的了解,以實用為出發(fā)點,對CAD軟件的現(xiàn)實需求,切身感覺到在功能方面CAXA電子圖板比AutoCAD更加人性化,更全面、且符合中國人的操作習慣,總之一句話多快好省。隨著CAXA電子圖板軟件的不斷更新升級,功能也日益強大,如CAXA給我們的閥門設計帶來極大的便利。
    
     參考文獻
    
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     2. 鐘建琳. CAXA電子圖板XP實用教程. 北京:機械工業(yè)出版社, 2004.
     3. 尚鳳武. 計算機繪圖. 北京:中央電大出版社, 2001.
     4. 陳  進. AutoCAD2004基礎與實例教程. 廣州科普出版社,2004.
     5. 孔慶復. 計算機輔助設計與制造[M]. 哈爾濱工業(yè)出版社,1999.

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