CN110826185B - 一种基于cad二次开发轴承零件库的建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明基于CAD二次开发提出了一种轴承零件库的建立方法：依据国标手册，提取轴承的所有类型和主要尺寸参数，并建立CAD轴承模型参数数据库；通过确定轴承的特征点数目和相对位置，建立数学运算模型，建立人机对话框模型；通过设计驱动程序，实现各个类型轴承自动化建模；通过具体实例验证了该方法的可行性；最后将本发明作为CAD的一个绘图功能添加到CAD主界面。本发明实现了二维图纸设计过程中轴承组件CAD模型的参数化创建，可大幅度提升工程设计人员的设计效率，同时可扩展到其它建立标准零件库领域。
Description
技术领域
本发明属于CAD建库技术领域，涉及一种基于CAD二次开发的零件库的建立方法，特别涉及一种轴承零件库的建立方法。
背景技术
AutoCAD是目前我国应用最为广泛的通用计算机辅助设计和绘图软件，具有强大的二维绘图能力与编辑功能。但是AutoCAD本身没有符合我国国标的标准零件库。设计人员在CAD上绘制轴承的方法是先查询国标，然后根据查到的数据在手动绘制且需要反复查阅手册，这是因为轴承的绘制方法在国标中是有严格规定的，使得轴承绘制更加繁琐。因此，轴承的选用和绘制需要耗费大量时间，非常不便，大大降低了工程设计人员的设计效率。建立一种能够自动、快速、准确绘制标准轴承的零件库，对设计人员提高图纸设计效率具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法解决了现有技术中存在的在用CAD进行轴承绘制时因反复查阅手册导致的费时费力的问题。
本发明采用的技术方案为：一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，包括如下步骤：
步骤1：根据国标数据，提取轴承的主要参数，并建立CAD模型零件尺寸参数数据库；
步骤2：通过轴承类型和主要参数，绘制轴承的标准样图，并制作幻灯片文件；
步骤3：通过轴承的标准样图模型，确定每种类型轴承的初始点位置和特征点的数目及相对位置；
步骤4：通过特征点的位置和主要参数，分析各个特征点的位置与主要参数之间的运算关系，建立数学运算模型；
步骤5：通过CAD二次开发，建立人机交互页面；
步骤6：通过CAD二次开发，创建驱动程序；
步骤7：编写自定义菜单文件；
步骤8：通过CAD作业环境，添加自定义菜单，将本发明的内容添加到CAD主页面上，可随时使用。
步骤1中轴承主要参数用于确定轴承滚子和内圈和外圈的参数关系；所述参数数据库应包括轴承的尺寸系列代号、大小、轴承主要参数、规格、标准、配置名称和标识；将这些数据保存在Excel文件中。
轴承的主要参数包括：轴承外径、轴承内径和轴承宽度。
步骤2的具体操作为：根据轴承外径、轴承内径和轴承宽度计算轴承各个部分的相对尺寸，在CAD界面中绘制各个类型轴承标准样图模型，调整绘样图在绘图窗口中的合适位置；在CAD命令行中输入“MSLIDE”命令，将样图保存成“.sld”幻灯片格式，并将其存储到程序支持的路径下。
步骤3中所述特征点包括轴承绘制过程中的顶点、圆心和中点；根据顶点位置确定轴承类型和尺寸；根据圆心位置确定滚子的位置；根据中点确定中心线的位置。
步骤4的具体过程为，首先确定初始点的位置，并将其定义为坐标原点；第二个特征点的坐标根据坐标原点的位置，通过角度和距离来计算；第三及第三以后的特征点的坐标根据就近距离的已知点的坐标来计算；以此类推，直到确定每个特征点的坐标；所述距离取决于轴承外径、轴承内径和轴承宽度。
步骤5中所述人机交互页面包括各类轴承的文字信息、幻灯片信息、按钮信息、参数信息、线型信息和颜色信息；
具体操作为：
1)在CAD命令行中输入“LISP”进入Visual LISP编辑器编写对话框程序；
2)创建主对话框命名为“轴承种类选择”；
3)在主对话框中创建多个窗口并且用轴承类型名称来命名；
4)创建子对话框并以对应窗口的名称来命名；
5)添加必要功能按钮；程序完成后编译并保存为“.dcl”格式文件，并将其存储到程序支持的路径下；
所述窗口是通过驱动程序显示步骤2保存的幻灯片信息，可以实现轴承幻灯片和轴承类型名称一一对应；所述人机交互页面包括各类轴承的文字信息、幻灯片窗口信息、按钮信息、数据信息和线型颜色选择信息；所述必要功能按钮应包括“继续”按钮、“确定”按钮、“退出”按钮、“光标拾取角度”按钮、“光标拾取坐标”按钮、“线型颜色选择”按钮；所述“线型颜色选择”按钮功能需要调用CAD本身的颜色窗口。
步骤6的具体操作为
1)在CAD命令行中输入“LISP”进入Visual LISP编辑器编写驱动程序；
2)加载指定路径下的对话框程序；
3)加载指定路径下的幻灯片文件，将这些文件按照对话框窗口的名称对应显示；
4)创建两个列表，选择EXCEL列表中的一组轴承的参数信息输入至这两个列表中；第一个列表将参数信息显示在对应轴承子对话框中，第二个列表用子轴承对话框中显示的参数信息计算轴承特征点坐标；
5)根据数据库中的参数信息和数学运算模型计算每个特征点的坐标；
6)激活对话框中的其它按钮功能；实现各个类型轴承的自动化建模；程序完成后，编译并保存为“.lsp”文件格式，并将其存储到程序支持的路径下。
步骤7的具体操作为：
建立一个“.txt”格式文件，根据AUTOCAD菜单文件编写要求输入一级标题和二级标题；本发明一级标题为“零件库”，二级标题为“轴承”；菜单文件完成后，编译并保存为“MNU”文件格式，并将其保存到程序支持路径下；所述二级标题需指定步骤6创建的驱动函数的函数名。
步骤8的具体操作为在CAD命令行中输入“MENULOAD”命令，系统则会出现菜单加载对话框；在“文件名”中单击“浏览”，选择步骤7中建立文件所在的位置，然后单击“加载”按钮加载该菜单文件，在CAD主页中就能出现已加载的自定义菜单按钮。
本发明的有益效果是：本发明的一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，实现轴承标准件建模过程的人机交互功能、参数化建模功能、自动绘制轴承功能。为自动、准确、快速建模提供技术支撑。同时可以扩展到其他标准零件库建立的领域；建立了标准轴承零件库和CAD参数化模型，工程设计人员可以根据设计要求快速准确的建模，提高了设计效率和自动化程度。相比较其他使用二次开发对轴承标准件的建模方法，本发明具有以下优越性：
1、其他同类方法没有存入国标数据，建模过程需要依靠人为输入轴承主要参数，工程设计人员在使用时依然需要反复查阅国标，本发明可以很好的解决这个问题；
2、其他同类方法在建模过程中需要手动输入初始点坐标，用户在使用时需要首先确定初始点坐标和建模的角度，而本发明既有手动输入初始点坐标和角度，还可以使用鼠标定位初始点和选择角度；
3、其他同类方法在使用前需要先进入二次开发界面运行程序，非常麻烦，本发明在CAD主菜单添加了“零件库”按钮，将本发明添加为CAD的一个功能，使用时可直接在CAD界面就完成操作。
本发明所需要解决的技术问题是：1、在CAD绘图页面上提供一种能够选择轴承类型和参数的人机交互页面的方法；2、通过CAD二次开发，实现交互页面上的功能。
附图说明
图1为本发明一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法整个轴承零件库的系统建模流程图；
图2为本发明一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法实施例的样图；
图3为本发明一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法实施例的所有特征点图；
图4为本发明一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法人机交互设计流程图；
图5为本发明一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法驱动程序设计流程图；
图6为本发明一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法实施例中缺少特定轴承工程图；
图7为使用本发明一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法补充轴承后的工程图；
图8为本发明一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法自定义菜单示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：根据国标数据，提取轴承的主要参数，并建立CAD模型零件尺寸参数数据库；
步骤2：通过轴承类型和主要参数，绘制轴承的标准样图，并制作幻灯片文件；
步骤3：通过轴承的标准样图模型，确定每种类型轴承的初始点位置和特征点的数目及相对位置；
步骤4：通过特征点的位置和主要参数，分析各个特征点的位置与主要参数之间的运算关系，建立数学运算模型；
步骤5：通过CAD二次开发，建立人机交互页面；
步骤6：通过CAD二次开发，创建驱动程序；
步骤7：编写自定义菜单文件，
步骤8：通过CAD作业环境，添加自定义菜单，将本发明的内容添加到CAD主页面上，可随时使用。
步骤1中轴承主要参数用于确定轴承滚子和内圈和外圈的参数关系；所述参数数据库应包括轴承的尺寸系列代号、大小、轴承主要参数、规格、标准、配置名称和标识；将这些数据保存在Excel文件中。
轴承的主要参数包括：轴承外径、轴承内径和轴承宽度。
步骤2的具体操作为：根据轴承外径、轴承内径和轴承宽度计算轴承各个部分的相对尺寸，在CAD界面中绘制各个类型轴承标准样图模型，调整绘样图在绘图窗口中的合适位置；在CAD命令行中输入“MSLIDE”命令，将样图保存成“.sld”幻灯片格式，并将其存储到程序支持的路径下。
步骤3中所述特征点包括轴承绘制过程中的顶点、圆心和中点；根据顶点位置确定轴承类型和尺寸；根据圆心位置确定滚子的位置；根据中点确定中心线的位置。
步骤4的具体过程为，首先确定初始点的位置，并将其定义为坐标原点；第二个特征点的坐标根据坐标原点的位置，通过角度和距离来计算；第三及第三以后的特征点的坐标根据就近距离的已知点的坐标来计算；以此类推，直到确定每个特征点的坐标；所述距离取决于轴承外径、轴承内径和轴承宽度。
步骤5中所述人机交互页面包括各类轴承的文字信息、幻灯片信息、按钮信息、参数信息、线型信息和颜色信息；
具体操作为：
1)在CAD命令行中输入“LISP”进入Visual LISP编辑器编写对话框程序；
2)创建主对话框命名为“轴承种类选择”；
3)在主对话框中创建多个窗口并且用轴承类型名称来命名；
4)创建子对话框并以对应窗口的名称来命名；
5)添加必要功能按钮；程序完成后编译并保存为“.dcl”格式文件，并将其存储到程序支持的路径下；
所述窗口是通过驱动程序显示步骤2保存的幻灯片信息，可以实现轴承幻灯片和轴承类型名称一一对应；所述人机交互页面包括各类轴承的文字信息、幻灯片窗口信息、按钮信息、数据信息和线型颜色选择信息；所述必要功能按钮应包括“继续”按钮、“确定”按钮、“退出”按钮、“光标拾取角度”按钮、“光标拾取坐标”按钮、“线型颜色选择”按钮；所述“线型颜色选择”按钮功能需要调用CAD本身的颜色窗口。
步骤6的具体操作为
1)在CAD命令行中输入“LISP”进入Visual LISP编辑器编写驱动程序；
2)加载指定路径下的对话框程序；
3)加载指定路径下的幻灯片文件，将这些文件按照对话框窗口的名称对应显示；
4)创建两个列表，选择EXCEL列表中的一组轴承的参数信息输入至这两个列表中；第一个列表将参数信息显示在对应轴承子对话框中，第二个列表用子轴承对话框中显示的参数信息计算轴承特征点坐标；
5)根据数据库中的参数信息和数学运算模型计算每个特征点的坐标；
6)激活对话框中的其它按钮功能；实现各个类型轴承的自动化建模；程序完成后，编译并保存为“.lsp”文件格式，并将其存储到程序支持的路径下。
步骤7的具体操作为：
建立一个“.txt”格式文件，根据AUTOCAD菜单文件编写要求输入一级标题和二级标题；本发明一级标题为“零件库”，二级标题为“轴承”；菜单文件完成后，编译并保存为“MNU”文件格式，并将其保存到程序支持路径下；所述二级标题需指定步骤6创建的驱动函数的函数名。
步骤8的具体操作为在CAD命令行中输入“MENULOAD”命令，系统则会出现菜单加载对话框；在“文件名”中单击“浏览”，选择步骤7中建立文件所在的位置，然后单击“加载”按钮加载该菜单文件，在CAD主页中就能出现已加载的自定义菜单按钮，其使用界面如图8所示。
本发明的一种基于CAD二次开发的标准轴承零件库的建立方法，是针对目前标准轴承建模方法繁琐，工程图设计效率低下的现状，提供一种能够自动、快速、准确的标准轴承建模方法。该方法首先以国标数据为基础建立轴承数据库；再确定每类轴承的所有特征点及相对位置；然后建立对话框程序模型；其次通过二次开发，设计驱动程序，实现对话框的所有功能；最后将本发明作为CAD的一个绘图功能添加到CAD主界面，可随时使用。
下面给出了本发明中角接触球轴承零件库的实例，具体包括以下步骤：
步骤1：根据国标中关于角接触球轴承的资料，提取轴承的主要参数和类型，并建立如表1所示的CAD模型零件尺寸参数数据库，保存为Excel文件；
表1角接触轴承部分参数
步骤2：根据角接触球轴承的主要参数计算轴承各个部分的相对尺寸，在CAD界面中绘制各个类型轴承标准样图模型，如图2所示。调整绘样图在绘图窗口中的合适位置。在CAD命令行中输入“MSLIDE”命令，将样图保存成“.sld”幻灯片格式，并将其存储到程序支持的路径下。
图中：D.轴承外径，d.轴承内径，B.轴承宽度，A.中间变量；中间变量为轴承外径与内径之差的一半。
步骤3：通过角接触球轴承的标准样图模型，确定轴承的初始点位置、特征点的数目和相对位置，如图3所示；
步骤4：通过角接触球轴承特征点的位置和主要参数，分析各个特征点的位置与主要参数之间的运算关系，建立数学运算模型。
首先确定初始点P0的位置，并将其定义为坐标原点；P1点坐标的计算方法为P0逆时针旋转π/2，距离为d/2；P8点的计算方法为P1点顺时针旋转π，距离为B。其他特征点的计算方法与P1和P8计算方法类似，按照这种方法一直计算至P27即可。
步骤5：通过CAD二次开发，建立人机交互页面，人机交互流程图如图4所示。CAD命令行中输入“LISP”进入Visual LISP编辑器编写对话框程序。其次在对话框中创建一个窗口并命名为“角接触球轴承”；最后添加必要功能按钮；程序完成后编译并保存为“.dcl”格式文件，并将其存储到程序支持的路径下。
步骤6：通过CAD二次开发，创建交互页面的驱动程序，在CAD命令行中输入“LISP”进入Visual LISP编辑器编写驱动程序；加载指定路径下的对话框程序；加载指定路径下的角接触球轴承幻灯片文件，将它显示在主对话框对应位置和角接触球轴承的子对话框上。创建两个列表，选择EXCEL列表中的角接触球轴承的参数信息输入至这两个列表中；第一个列表将参数信息显示在对应轴承子对话框中，第二个列表用子轴承对话框中显示的参数信息计算轴承特征点坐标；根据数据库中的参数信息和数学运算模型计算每个特征点的坐标；实现角接触球轴承的自动化建模，流程如图5所示；
图6中虚线框内缺少了一个外径为110mm，内径为55mm，宽度为21的角接触球轴承，使用本发明可以自动、快速、准确的完成轴承的绘制。绘制步骤如下：
1、调出主对话框选择轴承类型，角接触球轴承；
2、进入子对话框界面，选择对应参数的轴承，设置好对应线型的颜色；3、利用鼠标定位初始点并选择角度，点击“确定”按钮；
4、修建掉多余的线。结果如图7所示。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。对于本领域的其他技术人员来说，再不脱离本发明构想的前提下，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：根据国标数据，提取轴承的主要参数，并建立CAD模型零件尺寸参数数据库；
步骤2：通过轴承类型和主要参数，绘制轴承的标准样图，并制作幻灯片文件；
步骤3：通过轴承的标准样图模型，确定每种类型轴承的初始点位置和特征点的数目及相对位置；
步骤4：通过特征点的位置和主要参数，分析各个特征点的位置与主要参数之间的运算关系，建立数学运算模型；
步骤5：通过CAD二次开发，建立人机交互页面；
步骤6：通过CAD二次开发，创建驱动程序；
步骤7：编写自定义菜单文件，
步骤8：通过CAD作业环境，添加自定义菜单，将本发明的内容添加到CAD主页面上，可随时使用。
2.根据权利要求1所述的一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，所述步骤1中轴承主要参数用于确定轴承滚子和内圈和外圈的参数关系；所述参数数据库应包括轴承的尺寸系列代号、大小、轴承主要参数、规格、标准、配置名称和标识；将这些数据保存在Excel文件中。
3.根据权利要求2所述的一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，所述轴承主要参数包括：轴承外径、轴承内径和轴承宽度。
4.根据权利要求1所述的一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，所述步骤2的具体操作为：根据轴承外径、轴承内径和轴承宽度计算轴承各个部分的相对尺寸，在CAD界面中绘制各个类型轴承标准样图模型，调整绘样图在绘图窗口中的合适位置；在CAD命令行中输入“MSLIDE”命令，将样图保存成“.sld”幻灯片格式，并将其存储到程序支持的路径下。
5.根据权利要求1所述的一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，所述步骤3中所述特征点包括轴承绘制过程中的顶点、圆心和中点。
6.根据权利要求1所述的一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，所述步骤4的具体过程为，首先确定初始点的位置，并将其定义为坐标原点；第二个特征点的坐标根据坐标原点的位置，通过角度和距离来计算；第三及第三以后的特征点的坐标根据就近距离的已知点的坐标来计算；以此类推，直到确定每个特征点的坐标；所述距离取决于轴承外径、轴承内径和轴承宽度。
7.根据权利要求1所述的一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，所述步骤5中所述人机交互页面包括各类轴承的文字信息、幻灯片信息、按钮信息、参数信息、线型信息和颜色信息；
具体操作为：
1)在CAD命令行中输入“LISP”进入Visual LISP编辑器编写对话框程序；
2)创建主对话框命名为“轴承种类选择”；
3)在主对话框中创建多个窗口并且用轴承类型名称来命名；
4)创建子对话框并以对应窗口的名称来命名；
5)添加必要功能按钮；程序完成后编译并保存为“.dcl”格式文件，并将其存储到程序支持的路径下；
所述窗口是通过驱动程序显示步骤2保存的幻灯片信息，可以实现轴承幻灯片和轴承类型名称一一对应；所述人机交互页面包括各类轴承的文字信息、幻灯片窗口信息、按钮信息、数据信息和线型颜色选择信息；所述必要功能按钮应包括“继续”按钮、“确定”按钮、“退出”按钮、“光标拾取角度”按钮、“光标拾取坐标”按钮、“线型颜色选择”按钮；所述“线型颜色选择”按钮功能需要调用CAD本身的颜色窗口。
8.根据权利要求1所述的一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，所述步骤6的具体操作为
1)在CAD命令行中输入“LISP”进入Visual LISP编辑器编写驱动程序；
2)加载指定路径下的对话框程序；
3)加载指定路径下的幻灯片文件，将这些文件按照对话框窗口的名称对应显示；
4)创建两个列表，选择EXCEL列表中的一组轴承的参数信息输入至这两个列表中；第一个列表将参数信息显示在对应轴承子对话框中，第二个列表用子轴承对话框中显示的参数信息计算轴承特征点坐标；
5)根据数据库中的参数信息和数学运算模型计算每个特征点的坐标；
6)激活对话框中的其它按钮功能；实现各个类型轴承的自动化建模；程序完成后，编译并保存为“.lsp”文件格式，并将其存储到程序支持的路径下。
9.根据权利要求1所述的一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，所述步骤7的具体操作为：
建立一个“.txt”格式文件，根据AUTOCAD菜单文件编写要求输入一级标题和二级标题；本发明一级标题为“零件库”，二级标题为“轴承”；菜单文件完成后，编译并保存为“MNU”文件格式，并将其保存到程序支持路径下；所述二级标题需指定步骤6创建的驱动函数的函数名。
10.根据权利要求1所述的一种基于CAD二次开发轴承零件库的建立方法，所述步骤8的具体操作为在CAD命令行中输入“MENULOAD”命令，系统则会出现菜单加载对话框；在“文件名”中单击“浏览”，选择步骤7中建立文件所在的位置，然后单击“加载”按钮加载该菜单文件，在CAD主页中就能出现已加载的自定义菜单按钮。
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