計算機技術應用在鑄造工藝CAD軟件開發(fā)中

隨著計算機技術的發(fā)展，計算機在鑄造中的應用越來越廣泛，鑄造工藝計算機輔助設計CAD是在鑄造工藝設計中利用計算機系統(tǒng)對要設計的鑄件進行最佳設計，其中包括資料檢索、參數(shù)及設計信息查詢、工藝方案確定、計算、自動繪圖等。鑄造工藝CAD將鑄造工藝設計與計算機技術結合起來，方便、快捷準確地代替人工和個人經(jīng)驗來進行鑄造工藝設計，在開發(fā)的過程中充分利用了計算機數(shù)據(jù)庫技術和計算機圖形技術。 
1 鑄造工藝CAD的系統(tǒng)結構 
　　　鑄造工藝CAD軟件的開發(fā)設計，不僅要求系統(tǒng)能夠進行復雜的二維繪圖、尺寸標注、填寫標題欄和對圖形、文字的編輯功能，同時也要具備完善的工藝設計數(shù)據(jù)庫和參數(shù)化的圖形庫，以及設計過程中生成的各種文字、數(shù)據(jù)、圖形的收集整理功能，以供設計完成后的相關數(shù)據(jù)、圖形分類管理和補充、擴大，豐富數(shù)據(jù)庫資源。鑄造工藝CAD是指從零件圖輸入到鑄件工藝圖輸出之間應完成的全部工藝設計工作。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的設計。 
2 鑄造工藝CAD 數(shù)據(jù)庫建立與管理 
　　　建立鑄造工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫，以便貯存和管理鑄造工藝設計所需要的設計信息，數(shù)據(jù)庫是鑄造工藝CAD系統(tǒng)的核心，所有的設計和繪圖工作都建立在這個公共數(shù)據(jù)庫里，其功能有：能提供設計過程中所有設計內(nèi)容所需的工藝參數(shù)，如金屬密度、收縮率、分型負數(shù)，澆注系統(tǒng)參數(shù)，冒口系統(tǒng)參數(shù)等。冒口設計模塊和澆注系統(tǒng)設計模塊所采用的數(shù)學模型和結構都是固定的，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建立標準件數(shù)據(jù)庫，在繪圖前汁算機先計算鑄件的工藝參數(shù)，然后，根據(jù)計算結果自動查詢標準件數(shù)據(jù)庫，當標準件不能滿足設計要求時，由自定義數(shù)據(jù)程序模塊通過交互的數(shù)據(jù)傳遞在屏幕上將計算結果自動轉化為圖形。 
　　　為了對鑄造工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫進行有效的管理，本軟件提供一個數(shù)據(jù)庫管理程序，在程序里可以對數(shù)據(jù)進行各種操作(包括數(shù)據(jù)的瀏覽，添加，刪除，查詢等)。 
　　　數(shù)據(jù)庫程序設計本軟件根據(jù)實際需要，充分利用各種數(shù)據(jù)庫操作的優(yōu)點，分別使用了。DBC (Open Database Connectivity 開放式數(shù)據(jù)庫接) ,DAO (DataAccess Objects 數(shù)據(jù)訪問對象)等數(shù)據(jù)庫處理方法，從而方便、安全地對數(shù)據(jù)進行管理，保證了數(shù)據(jù)的使用和存儲。 
3 鑄造工藝CAD 軟件的圖形庫 
3.1 AutoCAD2000的圖形系統(tǒng) 
　　　鑄造工藝CAD的主要目的是以人機對話的形式輸出工藝、工裝設計圖紙，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)是由一個圖形核心系統(tǒng)(繪圖軟件)和一系列嵌套在某種高級語言中的圖形輸入輸出函數(shù)及子程序構成的。近幾年來，微型機圖形系統(tǒng)發(fā)展十分迅速，以美國 Autodesk公司推出的AutoCAD 軟件最流行。AutoCAD 強大的繪圖功能、豐富的編輯子段以及良好的人機界面等，使得AutoCAD 在各行各業(yè)中發(fā)揮著重要的作用， 同時它也提供了一個開放式的平臺，給有心開發(fā)各行各業(yè)的AutoCAD軟件廠商一個理想的環(huán)境。在AutoAD 平臺上進行的二次開發(fā)應用軟件已廣泛應用于各個工程領域，并且用于AutoCAD 二次開發(fā)的方法和環(huán)境也在不斷地發(fā)展和完善。 
3.2 AutoCAD2000 的二次開發(fā)環(huán)境 
　　　AutoCAD 之所以得到廣泛的應用，與其開放式體系、豐富的開發(fā)工具和開發(fā)方法是分不開的。從第一代的編程語言Autolisp到ADS、ARX、Objec隊RX、 VBA、及最新發(fā)布的Java， 體現(xiàn)了AutoCAD 開放的應用開發(fā)體系結構，真正擴展了AutoCAD 系統(tǒng)的功能。AutoCAD 的二次開發(fā)環(huán)境也逐漸從基于結構化的、過程的編程環(huán)境轉向面向對象的開發(fā)平臺。ARX是R13之后推出的一個全新的面向對象的開發(fā)環(huán)境。也是 AutoCAD第一次直接提供面向對象的二次開發(fā)工具。ARX更著眼于應用程序的智能性。ARX程序在很多方面與ADS、Autolsp程序不同，ARX 程序是)個動態(tài)鏈接庫。它和AutoCAD共享同樣的地址空間并且直接和AutoCAD進行通訊。ARX 訪問AutoCAD 數(shù)據(jù)庫的速度更快，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，從而充分利用面向對象編程的優(yōu)點。ARX程序創(chuàng)建的實體幾乎與AutoCAD內(nèi)在實體是等同的。ARX 提供了六個主要的類庫來訪問和控制AutoCAD 及處理CAD 常見的事物，它們是：(1)AcRx AutoCAD 運行擴展庫o (2)AcEd AutoCAD命令擴展庫。(3 )AcDb AutoCAD 數(shù)據(jù)庫訪問庫。(4)AcGe 通用幾何庫。(5)AcGi AutoCAD 圖形界面庫。(6)AcBr邊界描述庫。 
4 圖形參數(shù)化程序設計的機制 
　　　圖形參數(shù)化程序設計主要是將工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫和Auto CAD圖形庫相結合。作為一個參數(shù)化圖庫系統(tǒng)，主要包括數(shù)據(jù)庫、用戶界面和參數(shù)化繪圖程序三個部分。其中，數(shù)據(jù)庫主要用來存放圖形的系列尺寸數(shù)據(jù)和性能參數(shù)；參數(shù)化繪圖程序用來實現(xiàn)圖形繪制的程序化；用戶界面用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與參數(shù)化繪圖程序的連接，設計上以對話框的形式實現(xiàn)；在數(shù)據(jù)的流程設計上，采用自定義繪圖類的方式，該方式充分考慮了面向對象的設計方法，完全實現(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)， 在對話框類中聲明白定義繪圖類的對象指針。


　　　　圖1 是實現(xiàn)"柴油機-灰鑄鐵件明頂胃口"的參數(shù)化繪圖界面。在"新建冒口"標綏的界面里，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"標簽的界面里，可對已經(jīng)繪制的胃口進行修改。明頂冒口繪圖類的構造代碼如下: 
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);// 構造函數(shù) 
cjming_ding_maokou(); 
virtual BOOL draw(); //冒口繪制函數(shù) 
virtual BOOL dim (); //旨口標注函數(shù) 
5 結論 
(1) 鑄造工藝CAD根據(jù)工廠實際需要，建立鑄造工藝參數(shù)庫，結合經(jīng)驗，運用參數(shù)化繪圖書機制建立符合需要的澆冒口系統(tǒng)圖庫、芯頭圖庫、工藝符號庫等，能快速、準確的進行工藝設計。 
(2) 將AutoCAD 強大的繪圖功能及二次開發(fā)技術ObjectARX和Visual C++ 的MFC(微軟基本類庫)相結合，使軟件界面友好，操作方便。軟件的開放性很好，設計人員可以對數(shù)據(jù)庫和參數(shù)化圖形庫進行添加、刪除、修改等操作。 
(3) 軟件提供的設計功能自動化程度高，適合各種層次的設計人員。