CAD在閥門(mén)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2013-05-21  by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM  來(lái)源:仿真在線(xiàn)

本文對(duì)比介紹兩種CAD繪圖設(shè)計(jì)軟件AutoCAD 2000和CAXA電子圖板2005r4在閥門(mén)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況,重點(diǎn)講解了CAXA電子圖板是一套高效、方便、智能化的二維設(shè)計(jì)和繪圖軟件。充分運(yùn)用先進(jìn)的CAD軟件,進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì),可有效地提高閥門(mén)設(shè)計(jì)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

 羅小龍 來(lái)源:e-works
關(guān)鍵字:CAD AutoCAD2000 CAXA電子圖板 閥門(mén)設(shè)計(jì)

  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(kāi)發(fā),特別是二維設(shè)計(jì)繪圖方面,AutoCAD幾乎是PC機(jī)上唯一的CAD軟件。武鍋閥門(mén)公司原來(lái)使用中文版AutoCAD 2000繪圖操作系統(tǒng)并加載合肥通用機(jī)械研究所開(kāi)發(fā)的基于AUTOLISP編程的二次開(kāi)發(fā)軟件VALVE來(lái)進(jìn)行閥門(mén)設(shè)計(jì)。前后使用有4年多時(shí)間,基本可以滿(mǎn)足使用要求,但是效率不高。
    
二、AutoCAD軟件應(yīng)用現(xiàn)狀
    
筆者站在設(shè)計(jì)的觀念上看,的確AutoCAD軟件起步早,繪圖功能也十分強(qiáng)大,在計(jì)算機(jī)繪圖領(lǐng)域里具有不可低估的影響力。但AutoCAD是一個(gè)繪圖的平臺(tái)軟件,它為了占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng),其功能涵蓋了幾乎所有需要繪圖的領(lǐng)域,它并沒(méi)有制定專(zhuān)門(mén)針對(duì)某個(gè)特定行業(yè)(如機(jī)械設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)等)所需的行業(yè)功能,直接用它來(lái)搞機(jī)械設(shè)計(jì),特別是閥門(mén)設(shè)計(jì)是有一定困難和低效的,雖說(shuō)閥門(mén)公司購(gòu)買(mǎi)了二次開(kāi)發(fā)軟件VALVE,但是它的操作功能有限、圖庫(kù)資源不大,只包括了常見(jiàn)的連接件和緊固件的圖符選型,更多的是靠設(shè)計(jì)者在AutoCAD中一筆一劃把它繪制出來(lái),這樣一來(lái)設(shè)計(jì)效率非常低。另外,繪圖時(shí)圖框、標(biāo)題欄、圖層、線(xiàn)形等參數(shù)需自己設(shè)置定義,難度大,而且容易出錯(cuò);而且還需長(zhǎng)年累月一點(diǎn)點(diǎn)的自建圖庫(kù),這樣操作起來(lái)即繁瑣又十分不便,給設(shè)計(jì)圖紙帶來(lái)障礙。另一個(gè)原因就是閥門(mén)同行之間的技術(shù)交流比較頻繁,經(jīng)常探討閥門(mén)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(shù)交流帶來(lái)嚴(yán)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(lái)難度不小。
    
現(xiàn)在,使用了一段時(shí)間的繪圖軟件,感覺(jué)到在企業(yè)搞CAD是件非常嚴(yán)肅的事情,CAD軟件不同于其它設(shè)計(jì)應(yīng)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(shè)計(jì),重則會(huì)給企業(yè)技術(shù)革新、行業(yè)交流帶來(lái)障礙。根據(jù)我們現(xiàn)在的使用情況,從實(shí)用出發(fā),AutoCAD性?xún)r(jià)比不高,售價(jià)昂貴,中文版2006配加密狗、一套一機(jī),市場(chǎng)售價(jià)1.98萬(wàn)元?；隋X(qián)卻不能給企業(yè)帶來(lái)好的經(jīng)濟(jì)效益,就決定放棄AutoCAD,另找其它二維繪圖設(shè)計(jì)軟件。
    
目前,市面上二維機(jī)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(kāi)目CAD、中望CAD等2D繪圖軟件。就目前繪圖而言,畫(huà)一條直線(xiàn)、一個(gè)圓,無(wú)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(wú)所謂。但我們的工作重點(diǎn)畢竟不僅僅是畫(huà)簡(jiǎn)單的幾何圖形,我們從事的是機(jī)械設(shè)計(jì)、閥門(mén)設(shè)計(jì),它不但要求我們繪制機(jī)械零件,更要求我們所畫(huà)的圖紙符合行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。不但如此,還要求快捷、方便、準(zhǔn)確的畫(huà)出圖紙才是最終的目的。從這個(gè)方面來(lái)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(duì)機(jī)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(guó)內(nèi)有10多萬(wàn)套裝機(jī)量。是現(xiàn)今國(guó)內(nèi)使用最廣泛的CAD軟件之一。此外該公司還有三維設(shè)計(jì)軟件CAXA實(shí)體設(shè)計(jì)和工藝軟件CAPP,以及CAM領(lǐng)域內(nèi)的"數(shù)控車(chē)"、"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(mén)公司向其它使用過(guò)CAXA電子圖板的企業(yè)調(diào)研咨詢(xún),均反映使用繪圖效率高,運(yùn)行穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、售后服務(wù)優(yōu)良等。另外我們自己也從閥門(mén)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)、自我需求等方面考慮之后,認(rèn)為CAXA電子圖板滿(mǎn)足閥門(mén)設(shè)計(jì)要求,符合中國(guó)人的操作習(xí)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(jiǎn),可以迅速掌握,突出機(jī)械設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。其擁有的豐富參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)(機(jī)床夾具、法蘭、管接頭等)符合機(jī)械行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),使用靈活、高效、準(zhǔn)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(xiě)。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(yīng)用及特點(diǎn)
    
閥門(mén)公司經(jīng)歷了CAXA公司組織的軟件培訓(xùn),只用了半天時(shí)間,就能熟練的操作,軟件轉(zhuǎn)型無(wú)障礙,直到現(xiàn)在有半年多時(shí)間,認(rèn)為CAXA電子圖板是一套高效、方便、智慧化的軟件。
    
     1.自主版權(quán)易學(xué)易用
    
具有友好的全中文用戶(hù)界面,靈活方便的操作方式。其設(shè)計(jì)功能和繪圖步驟均是從實(shí)用角度出發(fā),操作步驟簡(jiǎn)練,易于掌握,是用戶(hù)充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維的有力工具。
    
     2.參數(shù)化的標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)。
    
閥門(mén)中的連接件、結(jié)構(gòu)件相當(dāng)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(rùn)滑件、軸承等標(biāo)準(zhǔn)件特別多,且規(guī)格尺寸各異,原來(lái)使用的二次開(kāi)發(fā)軟件VALVE只有幾種常見(jiàn)的螺栓、螺母選型,考慮的不多、不全,給設(shè)計(jì)帶來(lái)諸多不便,沒(méi)有辦法只有翻手冊(cè)、翻標(biāo)準(zhǔn)、查數(shù)據(jù),最后還得設(shè)計(jì)者自己畫(huà)出來(lái),既繁瑣又不符合國(guó)標(biāo)?，F(xiàn)在使用CAXA電子圖板后,系統(tǒng)備有大量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的參量化圖庫(kù),它覆蓋了機(jī)械設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)等所有類(lèi)型。其中機(jī)械類(lèi)圖庫(kù)有:螺栓和螺柱、螺母、螺釘、銷(xiāo)、鍵、彈簧、液壓氣動(dòng)、電氣、軸承、電機(jī)、密封件、機(jī)床夾具等20多個(gè)大類(lèi),1000余種,近30000個(gè)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)圖符。每一個(gè)大類(lèi)又分成10~20個(gè)小類(lèi),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(jié)構(gòu)用大六角頭螺栓短螺紋長(zhǎng)度C級(jí)8.8和10.9級(jí))
    

圖1

     
此外該系統(tǒng)還提供圖庫(kù)管理、尺寸驅(qū)動(dòng)、定制圖庫(kù)手段等功能,可以對(duì)圖庫(kù)中復(fù)雜的零件圖或裝配圖進(jìn)行編輯修改,用戶(hù)不編程,只需把圖形繪制出來(lái),標(biāo)上尺寸,將尺寸定義后,可方便快捷的建立、擴(kuò)充自己的參數(shù)化圖庫(kù)。圖庫(kù)設(shè)置為機(jī)械圖的繪制提供了極大的方便。

(圖2)

  3.圖幅設(shè)置 
    
原來(lái)用AutoCAD繪圖有標(biāo)準(zhǔn)的圖框,但沒(méi)有標(biāo)題欄、明細(xì)表、零件序號(hào)等功能,需要技術(shù)人員手動(dòng)繪制,十分復(fù)雜。而CAXA電子圖板中的圖幅設(shè)置包括了以上功能,系統(tǒng)支持最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并通過(guò)國(guó)家機(jī)械CAD標(biāo)準(zhǔn)審查。軟件提供符合國(guó)際的圖框、標(biāo)題欄、明細(xì)表,從而保證了設(shè)計(jì)過(guò)程的全面標(biāo)準(zhǔn)化。并且能根據(jù)自我需要自定義以上功能,給設(shè)計(jì)者很大的創(chuàng)作空間和自由度,非常便捷。它的零件序號(hào)功能更是讓AutoCAD望塵莫及。在AutoCAD中只有一個(gè)個(gè)劃出序號(hào),再來(lái)劃出明細(xì)欄,最后依次填寫(xiě),不能有錯(cuò),否則修改起來(lái)比較復(fù)雜。但在CAXA電子圖板中那就完全不一樣了,點(diǎn)擊零件序號(hào)后進(jìn)行編輯輸入相關(guān)明細(xì)項(xiàng)目,就可生成明細(xì)欄(圖2)等,所以在繪制裝配圖零件序號(hào)、明細(xì)表時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)零件序號(hào)與明細(xì)表聯(lián)動(dòng)。此外明細(xì)表還支持Access和FoxPro數(shù)據(jù)庫(kù)接口。這些功能對(duì)繪制裝配圖十分有益,大大加快了設(shè)計(jì)速度和設(shè)計(jì)效率。
    
     4.轉(zhuǎn)圖工具
    
在CAXA電子圖板2007中,可通過(guò)【應(yīng)用程序管理器】來(lái)加載二次開(kāi)發(fā)程序【轉(zhuǎn)圖工具】,【轉(zhuǎn)圖工具】主要功能是將其它軟件繪制的明細(xì)表和標(biāo)題欄轉(zhuǎn)換為符合CAXA專(zhuān)用的明細(xì)表和標(biāo)題欄,為方便BOM表生成,明細(xì)表數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、輸出,以及與ERP或者PDM等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),擴(kuò)展實(shí)用功能。因?yàn)楣疽郧笆怯胊utoCAD軟件制圖,圖庫(kù)中大量的圖紙?jiān)谀壳笆褂脮r(shí)需要轉(zhuǎn)換成CAXA格式,以滿(mǎn)足公司標(biāo)準(zhǔn)模版的要求,所以CAXA的轉(zhuǎn)圖工具就顯得很方便、高效了。
    
轉(zhuǎn)圖工具包括【幅面初始化】、【填寫(xiě)標(biāo)題欄】、【定義明細(xì)表頭】、【轉(zhuǎn)換明細(xì)表】、【補(bǔ)充序號(hào)】五部分內(nèi)容,各方面完善圖紙轉(zhuǎn)換工作。以前半小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間的工作量現(xiàn)在一分鐘即可完成,轉(zhuǎn)換后的圖紙標(biāo)題樣和明細(xì)表信息內(nèi)容準(zhǔn)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(huì)増加【轉(zhuǎn)圖工具】的選項(xiàng),如圖3所示。
    

   (圖3)    

     4.1【幅面初始化】
    
在【轉(zhuǎn)換圖紙】下拉菜單中,單擊【幅面初始化】選項(xiàng),則會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話(huà)框,在此對(duì)話(huà)框中可以設(shè)置圖紙的幅面、加長(zhǎng)系數(shù)、圖紙比例以及圖紙的方向。
    
     4.2【填寫(xiě)標(biāo)題欄】
    
在【轉(zhuǎn)換圖紙】下拉菜單中選擇【填寫(xiě)標(biāo)題欄】選項(xiàng),此時(shí)光標(biāo)變?yōu)槭叭顟B(tài),選擇圖紙中標(biāo)題欄對(duì)角位置,如圖4中紅色矩形位置,完成后會(huì)彈出填寫(xiě)信息,如圖5所示:
    

     圖4

     圖5

     
     4.3【定義明細(xì)表頭】
    
在【轉(zhuǎn)換圖紙】下拉菜單中選擇【定義明細(xì)表頭】選項(xiàng),此時(shí)光標(biāo)變?yōu)槭叭顟B(tài),選擇圖紙中明細(xì)表表頭對(duì)角位置,使用方法與【填寫(xiě)標(biāo)題欄】方法相同。單擊【確定】按鈕后,明細(xì)表頭定義完畢。
    
     4.4【轉(zhuǎn)換明細(xì)表】
    
在【轉(zhuǎn)換圖紙】下拉菜單中選擇【轉(zhuǎn)換明細(xì)表】選項(xiàng),此時(shí)光標(biāo)變?yōu)槭叭顟B(tài),選擇圖紙中明細(xì)表對(duì)角位置,如下圖紅色矩形位置,完成后,會(huì)彈出【填寫(xiě)明細(xì)表】信息,如圖所示
    

     圖6 拾取明細(xì)表

     
單擊【確定】按鈕完成轉(zhuǎn)換。
    

     圖7  轉(zhuǎn)換后明細(xì)表內(nèi)容

     
【轉(zhuǎn)換圖紙】操作簡(jiǎn)單,易學(xué)易用,為企業(yè)存在的大量老圖紙、其他格式圖紙轉(zhuǎn)換提供了一種全新的方法。
    
另外,如果您使用過(guò)CAXA繪圖,那么您肯定會(huì)發(fā)現(xiàn)在CAXA軟件中,如果將一張有圖框、明細(xì)表、標(biāo)題欄的圖紙拷貝到新的界面中時(shí),會(huì)認(rèn)為圖紙中沒(méi)有明細(xì)表,無(wú)法使用明細(xì)表填寫(xiě)功能。采用轉(zhuǎn)圖工具轉(zhuǎn)換的圖紙一般是需要拷貝到新的界面中,這時(shí)也會(huì)發(fā)生同樣的問(wèn)題,要是明細(xì)表不被軟件認(rèn)可的話(huà),我們的轉(zhuǎn)圖意義還有多大呢?要解決該問(wèn)題,只需要將標(biāo)題欄、明細(xì)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(xì)表填寫(xiě)功能了。

4.工程標(biāo)注
CAXA電子圖板的尺寸標(biāo)注比AutoCAD更加齊全,集成度更高。系統(tǒng)提供強(qiáng)大的智能化工程標(biāo)注方式,包括尺寸標(biāo)注、坐標(biāo)標(biāo)注、尺寸公差標(biāo)注、形位公差標(biāo)注、粗糙度標(biāo)注、標(biāo)注編輯等幾大類(lèi),大類(lèi)中又包括若干個(gè)子項(xiàng)目。單就一個(gè)尺寸標(biāo)注就包括了基本標(biāo)注、基準(zhǔn)標(biāo)注、半標(biāo)注、大圓弧標(biāo)注等多項(xiàng)內(nèi)容。最明顯的是基準(zhǔn)標(biāo)注,以前用AutoCAD標(biāo)注尺寸的配合公差,需要查手冊(cè),然后再來(lái)回填數(shù)據(jù),既繁瑣又容易出差錯(cuò)?，F(xiàn)在用CAXA電子圖板就不同了,它自帶公差配合查詢(xún)功能,依設(shè)計(jì)查找相應(yīng)公差相當(dāng)快捷(圖8)。標(biāo)注的過(guò)程處處體現(xiàn)"所見(jiàn)既所得"的智能化思想,使用時(shí)只需要點(diǎn)擊標(biāo)注的方式,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)捕捉用戶(hù)的設(shè)計(jì)意圖,具體標(biāo)注的所有細(xì)節(jié)由系統(tǒng)自動(dòng)完成。不僅如此,還有它的粗糙度標(biāo)注、形位公差標(biāo)注、焊接符號(hào)標(biāo)注都沒(méi)有AutoCAD那么繁瑣、復(fù)雜,更加簡(jiǎn)潔、便于掌握。
    
系統(tǒng)支持在Truetype矢量字庫(kù)和Shx形文件,可以利用中文平臺(tái)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(qiáng)大的智能化圖形繪制和編程功能,包括基本的點(diǎn)、直線(xiàn)、圓弧、矩形、多邊形以及樣條線(xiàn)、中心線(xiàn)、等距線(xiàn)、橢圓、孔/軸、波浪線(xiàn)、公式曲線(xiàn)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(guò)渡、粘貼、文字和尺寸的修改等。其強(qiáng)大的智能化和圖形繪制和編輯功能,可使技術(shù)人員繪制各種復(fù)雜的工程圖紙。系統(tǒng)采用全面的動(dòng)態(tài)拖放設(shè)計(jì),支持動(dòng)態(tài)導(dǎo)航,繪制圖形時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)捕捉中點(diǎn)、端點(diǎn)、垂足點(diǎn)等特征點(diǎn),成倍提高繪圖時(shí)工作效率。
    
     四、圖庫(kù)的應(yīng)用實(shí)例
    
利用功能強(qiáng)大的圖庫(kù),可以快速而準(zhǔn)確的繪制各種復(fù)雜的圖形。如繪制公稱(chēng)通徑為100mm的法蘭盤(pán)對(duì)接安裝圖的步驟為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明:
    

     圖9   電子圖板啟動(dòng)界面

     
     (1) 進(jìn)入CAXA電子圖板,如圖9所示

     (2) 由下拉菜單"繪圖"中點(diǎn)擊"庫(kù)操作"至"提取圖符",彈出"提取圖符"對(duì)話(huà)框,如圖10所示
    

     
     (3) 在圖符大類(lèi)中選擇法蘭,在圖符小類(lèi)中選擇整體法蘭,在圖符列表中選擇GB/T9115.2-2000凹凸面對(duì)焊鋼制管法蘭(PN5.0MPa),右圖所示為法蘭圖形顯示。進(jìn)入"下一步"在圖符預(yù)處理中選取公稱(chēng)通徑DN為100mm,按"確定"即可。并用同樣方法選取相應(yīng)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(dòng)到法蘭上相應(yīng)的位置,完成圖紙裝配見(jiàn)圖12。
    

     圖12  法蘭裝配圖
    

     五、結(jié)束語(yǔ)
    
通過(guò)使用比較,充分體現(xiàn)了該軟件對(duì)于機(jī)械行業(yè)的了解,以實(shí)用為出發(fā)點(diǎn),對(duì)CAD軟件的現(xiàn)實(shí)需求,切身感覺(jué)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(guó)人的操作習(xí)慣,總之一句話(huà)多快好省。隨著CAXA電子圖板軟件的不斷更新升級(jí),功能也日益強(qiáng)大,如CAXA給我們的閥門(mén)設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的便利。
    
     參考文獻(xiàn)
    
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