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基于CAXA电子图板XP的二维参数化深沟球轴承比例图库的建立与应用
瓦房店轴承集团公司 高宇, 李玉泉, 曹晓辉
2004-06-09
成功故事
摘要：介绍了比例图库建立的必要性、设计目标、建库的方法与技巧，以及二维比例图库的结构与内容，给出了一个应用实例。结果表明，该图库便于实现轴承比例图的绘制。
关键词：CAXA;深沟球轴承;比例图库;参数化
中图分类号：TP311.52; TH133.33; TP391.72
The Founding of The Two Dimension Parameter Proportion Drawing-Base of Deep Groove Ball Bearing
Base on CAXA-EB/XP and Its Appliance
GAO Yu, LI Yu-quan, Cao xiao-hui
(Wafangdian Bearing Co.,Ltd., Wafangdian 116300, China)
Abstract: A brief introduction for the necessity, project intention, structure and contents, methods and some techniques of developing the two dimension parameter Drawing-base is given; an example using the drawing-base is offered. It is convenient for designer to draw ratio diagram of bearing by using the drawing-base.
Key word: CAXA; deep groove ball bearing; proportion Drawing-Base; parameter
1 概述
随着计算机辅助设计的快速发展，使机械设计人员在设计工作中提高了工作效率。据不完全统计，目前常用的标准件库已有400种以上，但软件公司不可能提供较为完整的标准零件图库。因此，用户有必要对标准件图库进行二次开发，使其发挥更大的作用。
2 比例图库设计目标
滚动轴承是高度标准化的机械元件，有着多种尺寸规格和精度等级的系列型号，但同一类型的轴承结构大都相似，只是尺寸大小不同。若把其结构特点进行归纳，做成图库，在必要时调出来应用，必将大大方便设计资源的管理，提高设计者的工作效率。据此笔者以深沟球轴承为例，在CAXA电子图版XP的基础上建立了一个二维比例图库，旨在为轴承设计人员提供一种简单、快捷的设计工具，有效地提高设计人员的工作效率。
3 比例图库的结构与内容
深沟球轴承比例图库的结构可用结构树表示，如下图1。
从内容上图库由七大部分组成，但实质上就两大部分，一是基本型，另一是在基本型基础上的结构变型，即增加了止动槽、防尘盖、密封圈。
4 比例图库的创建实例
4.1术语
图符--电子图版对图库中的标准件和图形符号统称为图符，是图库的基本组成单位。图符分为参量图符和固定图符。对于参量图符，设计可以在参数表中选取需要的规格尺寸后，直接输出相应的标准件图符；对于固定图符，设计可以按种类和规格选用各标准件图符。图符由一个视图或多个视图（不超过6个视图）组成。图符的每个视图在提取出来时可以定义为块，在调用时可以进行块消隐，同时可以利用各视图的基点准确地对图符进行点和角度定位。创建图库实际上就是定义图符并将图符入库的过程。
4.2 创建参量图符
CAXA电子图版XP软件提供了参数化零件库设计手段，参数化是指系统通过尺寸驱动的方式，以独立的几何约束条件按即定的几何参数生成一系列具有相同或相似几何特征的二维图形。参数化定义的图形是完全受约束的。参数化的优点是以尺寸值控制图形几何特征，利用CAXA电子图版XP软件创建二维图形时，视不同的几何特征逐一建立相应的几何参数和约束关系。这些参数所控制的图形几何特征有一个共同的基点，而且其相对位置是固定的，参数的数值可以改变，以生成一系列不同规格的图形。
对于参量图符，用户在提取时可以对图形的尺寸加以控制。参量图符与固定图符相比较，参量图符使用起来灵活、方便，使用面也广，但定义操作比较复杂。定义参量图符的过程如下：
（1）在绘图区绘制出所要定义的图形，并进行必要的尺寸标注，标注的尺寸在不影响定义和提取的前提下应尽量少，例如两个尺寸值相互间有确定关系的可只标注一个。
（2）图形绘制完成后（如图2所示），用“库操作”中的“定义图符”功能进行图符定义：
a.按系统提示输入需定义图符的视图个数；
b.提取该试图的所有元素；
c.指定该视图的基点；
d.为该视图的每个尺寸指定一个变量名。（变量名称及其代表意
义均来源于参考文献[2]）
(3)元素定义。元素定义就是将除尺寸外的所有图形元素的特征点相对于基点的坐标及圆的半径表示成尺寸变量名的函数。系统会自动根据元素类型设置相应的编辑框有效。系统也能自行分析出部分图形元素的定义作为缺省定义，其余的则给出坐标值；并不断地根据用户作出的定义来修改完善未定义元素的缺省定义。
这样构成基点的两条直线的定义分别为：起点“0,D/2+5”、终点“0,-D/2-5”和起点“-B/2-5,0”、终点“B/2+5,0”。圆弧起点和终点的横坐标表达式稍为复杂一些而且要多次用到，我们把它定义为中间变量。单击“中间变量”按钮，弹出“中间变量定义”对话框。在“变量名”列中输入给该值起的变量名“xarci”。根据基本的几何知识可以推出：
因此在“变量定义表达式”列中按系统要求的格式输入“sqrt(Ri*Ri-(Ri+di/2-d2/2)*(Ri+di/2-d2/2))”。如图4所示。单击“确定”按钮退出中间变量定义。
现在就可以利用xarci对圆弧进行定义如图所示。然后单击“下一元素”按钮接着定义其它元素。可以看到对多数元素系统已经给出了正确的定义。如果您不想按照系统确定的顺序进行定义，可以直接用鼠标左键单击预显框的图形元素，则被点中的图形元素成为当前元素。但这样需要避免不小心遗漏一些未定义的元素。
在“变量属性定义”对话框中，按国家标准中的顺序修改变量的序号。该图符中没有系列尺寸和适合作为动态尺寸的尺寸，因此其它属性不需修改。单击“下一步>”按钮。在“图符入库”对话框中，单击“数据录入”按钮，在弹出的“标准数据录入与编辑”对话框中输入标准数据如图６所示。还可以单击“读入外部文本文件”按钮。在弹出的“读入外部文本文件” 对话框中调入已有数据库的文本文件如图７所示。单击“确定”按钮返回。
单击“属性定义”按钮，在弹出的“属性录入与编辑”对话框中输入属性信息，如图8所示。录入完毕后单击“确定”按钮返回。
在“图符入库”对话框的“图符名”编辑框中输入名字，如果想将这个图符存入已有的类中，单击“图符大类”和“图符小类”组合框的下拉按钮，从列表中选择合适的类；如果想创建新的大类或小类来存储这个图符，直接在组合框中输入给该类起的名字，如图9所示。单击“确定”按钮退出，图符的定义过程至此全部完成。以后提取图符时切换到相应的类就可以看到这个图符，如果提取时发现存在错误，可以从“图库管理”对话框应用“图符编辑”功能进入编辑修改。
4.3比例图库的调用
设计人员可以通过CAXA-EB/XP的友好人机界面查询和调用自己开发的图库的信息和二维图形。图库的调用非常简便，只要从库中选定需要调用的图符名，按系统提示即可完成特定规格图形的调用，并且能实现准确定位。调用过程大致如下：
（1）打开图库，选定图符
点击主菜单“绘制”子菜单中“库操作”的“提取图符”子菜单，或单击快捷工具栏中的“库操作”（按钮）的“提取图符”按钮，就可以打开图库，如图10所示，用鼠标右键单击预显框内任一点，则图形将以该点为中心放大显示，可以反复放大；在预显框内同时按下鼠标的左右两键则图形恢复最初的显示大小。如果不清楚要提取的图符在哪个类或者需要察看图库中符合一定条件的所有图符，可以使用图符检索的功能。
（2）选择图符规格
用户选定图符后，点击“下一步”按钮就可以进入“图符预处理”对话框，如图11所示。
从左边的表格中选择合适的规格尺寸。可以用鼠标或键盘将插入符移到任一单元格并输入数值来替换原有的数值。按下F2键则当前单元格进入编辑状态且插入符被定位在单元格内文本的最后。尺寸开关控制图符提取后的尺寸标注情况，"关"表示提取出的图符不标注任何尺寸；"尺寸值"表示提取后标注实际尺寸值；"尺寸变量"表示提取出的图符里的尺寸文本是尺寸变量名，而不是实际尺寸值。图符处理控制图符的输出形式，图符的每一个视图在缺省情况下作为一个块插入。"打散"是指将块打散，也就是将每一个视图打散成相互独立的元素；"消隐"是指允许图符提取后可消隐；"原态"是指图符提取后，保持原有状态不变，不被打散，也不消隐。右边是图符预览区，下面排列有六个视图控制开关，用鼠标左键点取可打开或关闭任意一个视图，被关闭的视图将不被提取出来。如果预览区里的图形显示太小，用鼠标右键单击预览区内任一点，则图形将以该点为中心放大显示，可以反复放大；在预览区内同时按下鼠标的左右两键则图形恢复最初的显示大小。在设置完各个选项并选取了一组规格尺寸后，单击“确定”按钮，进入插入图符的交互过程。
（3）完成调用
确定了要提取的图符并做了相应选择后，对话框消失，在大十字光标处将出现提取的图符的第一个打开的视图。图符的基点被吸附在光标的中心。图符的位置随十字光标的移动而移动。根据状态栏的提示“图符定位点：”将图符的基点定位在合适的位置。在拖动过程中可以按下空格键弹出工具点菜单帮助精确定位，也可以利用智能点、导航点等定位。图符定位后，状态栏的提示变为“图符旋转角度(0)：”，此时单击鼠标右键则接受缺省值，图符的位置完全确定。否则输入旋转角度值并按回车键或用鼠标拖动图符旋转至合适的角度并单击鼠标左键定位。插入完图符的第一个打开的视图后光标处又出现该图符的下一个打开的视图(如果有的话)或同一视图(如果图符只有一个打开的视图)，因此可以将提取的图符一次插入多个，插入的交互过程同上。当不再需要插入时，单击鼠标右键结束插入过程。结果如图12所示。
图12 6409比例图
5 结束语
该图库在深沟球改造项目得到初步应用，效果良好，大大减少了轴承设计人员设计过程中重复绘制比例图符的工作量。还可以使已有的数据库资源得到充分利用。对于提高设计人员的工作效率，缩短研发周期，降低设计成本，均具有重要的意义。
参考文献:
[1] 郑晨升、贺炜. CAXA电子图板实用绘图及二次开发.西安：西安电子科技大学出版社，2003
[2] 深沟球轴承优化设计方法.洛阳轴承研究所,1989
[3] 王振华. 实用轴承手册.上海科学技术文献出版社，1990.6 |
发表于 2004-12-22 17:41:31
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