計(jì)算機(jī)技術(shù)在鑄造工藝CAD軟件開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

     隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在鑄造中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，鑄造工藝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD是在鑄造工藝設(shè)計(jì)中利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)要設(shè)計(jì)的鑄件進(jìn)行最佳設(shè)計(jì)，其中包括資料檢索、參數(shù)及設(shè)計(jì)信息查詢、工藝方案確定、計(jì)算、自動(dòng)繪圖等。鑄造工藝CAD將鑄造工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，方便、快捷準(zhǔn)確地代替人工和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行鑄造工藝設(shè)計(jì)，在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中充分利用了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)。

1 鑄造工藝CAD的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

鑄造工藝CAD軟件的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，不僅要求系統(tǒng)能夠進(jìn)行復(fù)雜的二維繪圖、尺寸標(biāo)注、填寫標(biāo)題欄和對(duì)圖形、文字的編輯功能，同時(shí)也要具備完善的工藝設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)和參數(shù)化的圖形庫(kù)，以及設(shè)計(jì)過(guò)程中生成的各種文字、數(shù)據(jù)、圖形的收集整理功能，以供設(shè)計(jì)完成后的相關(guān)數(shù)據(jù)、圖形分類管理和補(bǔ)充、擴(kuò)大，豐富數(shù)據(jù)庫(kù)資源。鑄造工藝CAD是指從零件圖輸入到鑄件工藝圖輸出之間應(yīng)完成的全部工藝設(shè)計(jì)工作。主要包括鑄件的分型面、加工余量、拔模斜度、芯頭、澆注系統(tǒng)、冒口及各種工藝符號(hào)的設(shè)計(jì)。

2 鑄造工藝CAD 數(shù)據(jù)庫(kù)建立與管理

建立鑄造工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，以便貯存和管理鑄造工藝設(shè)計(jì)所需要的設(shè)計(jì)信息，數(shù)據(jù)庫(kù)是鑄造工藝CAD系統(tǒng)的核心，所有的設(shè)計(jì)和繪圖工作都建立在這個(gè)公共數(shù)據(jù)庫(kù)里，其功能有：能提供設(shè)計(jì)過(guò)程中所有設(shè)計(jì)內(nèi)容所需的工藝參數(shù)，如金屬密度、收縮率、分型負(fù)數(shù)，澆注系統(tǒng)參數(shù)，冒口系統(tǒng)參數(shù)等。冒口設(shè)計(jì)模塊和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊所采用的數(shù)學(xué)模型和結(jié)構(gòu)都是固定的，而不同的只是鑄件的具體尺寸。因此，這類模塊首先根據(jù)鑄件的種類、形狀、模數(shù)、尺寸等參數(shù)，用 Miscrosoft Access建立標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫(kù)，在繪圖前汁算機(jī)先計(jì)算鑄件的工藝參數(shù)，然后，根據(jù)計(jì)算結(jié)果自動(dòng)查詢標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)件不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，由自定義數(shù)據(jù)程序模塊通過(guò)交互的數(shù)據(jù)傳遞在屏幕上將計(jì)算結(jié)果自動(dòng)轉(zhuǎn)化為圖形。

為了對(duì)鑄造工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行有效的管理，本軟件提供一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序，在程序里可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操作(包括數(shù)據(jù)的瀏覽，添加，刪除，查詢等)。

數(shù)據(jù)庫(kù)程序設(shè)計(jì)本軟件根據(jù)實(shí)際需要，充分利用各種數(shù)據(jù)庫(kù)操作的優(yōu)點(diǎn)，分別使用了。 DBC (Open Database Connectivity 開(kāi)放式數(shù)據(jù)庫(kù)接) ,DAO (DataAccess Objects 數(shù)據(jù)訪問(wèn)對(duì)象)等數(shù)據(jù)庫(kù)處理方法，從而方便、安全地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，保證了數(shù)據(jù)的使用和存儲(chǔ)。

3 鑄造工藝CAD 軟件的圖形庫(kù)

3.1 AutoCAD2000的圖形系統(tǒng)

鑄造工藝CAD的主要目的是以人機(jī)對(duì)話的形式輸出工藝、工裝設(shè)計(jì)圖紙，因此圖形系統(tǒng)是鑄造工藝CAD的重要組成部分。從根本上講CAD圖形系統(tǒng)是由一個(gè)圖形核心系統(tǒng)(繪圖軟件)和一系列嵌套在某種高級(jí)語(yǔ)言中的圖形輸入輸出函數(shù)及子程序構(gòu)成的。近幾年來(lái)，微型機(jī)圖形系統(tǒng)發(fā)展十分迅速，以美國(guó) Autodesk公司推出的AutoCAD 軟件最流行。AutoCAD 強(qiáng)大的繪圖功能、豐富的編輯子段以及良好的人機(jī)界面等，使得AutoCAD 在各行各業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，同時(shí)它也提供了一個(gè)開(kāi)放式的平臺(tái)，給有心開(kāi)發(fā)各行各業(yè)的AutoCAD軟件廠商一個(gè)理想的環(huán)境。在AutoAD 平臺(tái)上進(jìn)行的二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工程領(lǐng)域，并且用于AutoCAD 二次開(kāi)發(fā)的方法和環(huán)境也在不斷地發(fā)展和完善。

3.2 AutoCAD2000 的二次開(kāi)發(fā)環(huán)境

AutoCAD 之所以得到廣泛的應(yīng)用，與其開(kāi)放式體系、豐富的開(kāi)發(fā)工具和開(kāi)發(fā)方法是分不開(kāi)的。從第一代的編程語(yǔ)言Autolisp到ADS、ARX、Objec隊(duì)RX、 VBA、及最新發(fā)布的Java， 體現(xiàn)了AutoCAD 開(kāi)放的應(yīng)用開(kāi)發(fā)體系結(jié)構(gòu)，真正擴(kuò)展了AutoCAD 系統(tǒng)的功能。AutoCAD 的二次開(kāi)發(fā)環(huán)境也逐漸從基于結(jié)構(gòu)化的、過(guò)程的編程環(huán)境轉(zhuǎn)向面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)平臺(tái)。ARX是R13之后推出的一個(gè)全新的面向?qū)ο蟮拈_(kāi)發(fā)環(huán)境。也是 AutoCAD第一次直接提供面向?qū)ο蟮亩�次開(kāi)發(fā)工具。ARX更著眼于應(yīng)用程序的智能性。ARX程序在很多方面與ADS、Autolsp程序不同，ARX 程序是)個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。它和AutoCAD共享同樣的地址空間并且直接和AutoCAD進(jìn)行通訊。ARX 訪問(wèn)AutoCAD 數(shù)據(jù)庫(kù)的速度更快，并且ARX 程序可以創(chuàng)建新的類，這些類可以為其它程序所共享，從而充分利用面向?qū)ο缶幊痰膬?yōu)點(diǎn)。ARX程序創(chuàng)建的實(shí)體幾乎與AutoCAD內(nèi)在實(shí)體是等同的。ARX 提供了六個(gè)主要的類庫(kù)來(lái)訪問(wèn)和控制AutoCAD 及處理CAD 常見(jiàn)的事物，它們是：(1)AcRx AutoCAD 運(yùn)行擴(kuò)展庫(kù)o (2)AcEd AutoCAD命令擴(kuò)展庫(kù)。(3 )AcDb AutoCAD 數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)庫(kù)。(4)AcGe 通用幾何庫(kù)。(5)AcGi AutoCAD 圖形界面庫(kù)。(6)AcBr邊界描述庫(kù)。

4 圖形參數(shù)化程序設(shè)計(jì)的機(jī)制

圖形參數(shù)化程序設(shè)計(jì)主要是將工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)和Auto CAD圖形庫(kù)相結(jié)合。作為一個(gè)參數(shù)化圖庫(kù)系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)、用戶界面和參數(shù)化繪圖程序三個(gè)部分。其中，數(shù)據(jù)庫(kù)主要用來(lái)存放圖形的系列尺寸數(shù)據(jù)和性能參數(shù)；參數(shù)化繪圖程序用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖形繪制的程序化；用戶界面用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)與參數(shù)化繪圖程序的連接，設(shè)計(jì)上以對(duì)話框的形式實(shí)現(xiàn)；在數(shù)據(jù)的流程設(shè)計(jì)上，采用自定義繪圖類的方式，該方式充分考慮了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，完全實(shí)現(xiàn)了變量與方法的封裝。自定義繪圖類，其成員變量為圖形的尺寸參數(shù)，其成員函數(shù)為用于繪制圖形的功能函數(shù)， 在對(duì)話框類中聲明白定義繪圖類的對(duì)象指針。

圖1 是實(shí)現(xiàn)"柴油機(jī)-灰鑄鐵件明頂胃口"的參數(shù)化繪圖界面。在"新建冒口"標(biāo)綏的界面里，右邊是冒口的繪圖參數(shù)，左邊是冒口示意圖，根據(jù)冒口重量選取繪圖參數(shù)到左上的編輯框中，然后單擊"繪圖"按鈕繪制冒口。同樣在"修改冒口"標(biāo)簽的界面里，可對(duì)已經(jīng)繪制的胃口進(jìn)行修改。明頂冒口繪圖類的構(gòu)造代碼如下:

class cjming_dinlLmaokou II 明頂胃口類
protected: II 繪圖參數(shù)
double T; II 熱節(jié)大小
double DR;
double HR;
doubleh;
double R;
double d;
public : //操作函數(shù)
cjming_ding_maokou (data,double bpoint,CString);// 構(gòu)造函數(shù)
cjming_ding_maokou();
virtual BOOL draw(); //冒口繪制函數(shù)
virtual BOOL dim (); //旨口標(biāo)注函數(shù)

5 結(jié)論

(1) 鑄造工藝CAD根據(jù)工廠實(shí)際需要，建立鑄造工藝參數(shù)庫(kù)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用參數(shù)化繪圖書機(jī)制建立符合需要的澆冒口系統(tǒng)圖庫(kù)、芯頭圖庫(kù)、工藝符號(hào)庫(kù)等，能快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。

(2) 將AutoCAD 強(qiáng)大的繪圖功能及二次開(kāi)發(fā)技術(shù)ObjectARX和Visual C++ 的MFC(微軟基本類庫(kù))相結(jié)合，使軟件界面友好，操作方便。軟件的開(kāi)放性很好，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和參數(shù)化圖形庫(kù)進(jìn)行添加、刪除、修改等操作。

(3) 軟件提供的設(shè)計(jì)功能自動(dòng)化程度高，適合各種層次的設(shè)計(jì)人員。