基于AutoLisp軸類零件參數(shù)化繪圖含程序及2張CAD圖,基于,autolisp,零件,參數(shù),繪圖,程序,cad 關(guān)于模內(nèi)裝配過(guò)程中產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)聯(lián)合間隙調(diào)查 Arvind Ananthanarayanan, Chandrasekhar Thamire 和Satyandra K. Gupta 摘要：回轉(zhuǎn)連接經(jīng)常用于鉸接結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)上，這種連接是由兩部分組裝成的。作為一種替代方法，模具內(nèi)使用模內(nèi)裝配過(guò)程可以創(chuàng)建轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)合。這個(gè)過(guò)程無(wú)需后成型裝配，從而大大減少了循環(huán)時(shí)間和元件數(shù)量。一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)功能的性能取決于聯(lián)合間隙。反過(guò)來(lái)，間隙取決于成型工藝對(duì)模具的部分收縮和變形。對(duì)部分聚合物只存在于第二次成型階段，由于熱傳遞和變形特性的差異使得模內(nèi)裝配過(guò)程顯著不同于傳統(tǒng)的成型過(guò)程。本文提出一個(gè)初步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模型來(lái)解釋由鋁合金模具和丙烯腈丁二烯與苯乙烯（ABS）的間隙嵌件鋁模具制作的區(qū)別。我們的數(shù)據(jù)表明，從這兩種不同類型的模具看出兩者的間隙是有顯著差異的。我們相信，間隙的產(chǎn)生很大程度上是由于各部分的受熱問(wèn)題。 1. 引言 注射成型在塑料零件生產(chǎn)制造中大規(guī)模流行。使用這種方法，有合理的力學(xué)強(qiáng)度和表面光潔度的復(fù)雜幾何形狀可以很容易生產(chǎn)。此外，零部件生產(chǎn)不需要通常用到的二次加工。對(duì)這些部件裝配時(shí)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，他們手動(dòng)組裝去完成鉸接聯(lián)合。在裝配過(guò)程中，可能會(huì)非常耗時(shí)并且勞動(dòng)密集。 模內(nèi)裝配過(guò)程提供了一個(gè)鉸接聯(lián)合間相互代替的方法。在這個(gè)過(guò)程中，成型操作在多個(gè)部件組裝成型階段，直接在模具內(nèi)產(chǎn)生，從而消除了對(duì)后成型組裝業(yè)務(wù)的需要。預(yù)期效益包括減少周期時(shí)間，部件數(shù)量，后者取決于緊固件的消除。 圖1顯示用模內(nèi)裝配過(guò)程可以產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)合。塑造這個(gè)聯(lián)合所涉及的步驟如下： （1） 第一階段的模具的第一次成型的框架是使用高熔點(diǎn)聚合物。 （2） 接下來(lái)該框架插入到第二階段的模具。 （3） 第二階段的一部分是用一個(gè)較低熔點(diǎn)的聚合物模壓從第一階段所形成的腔模具的第二階段。 （4） 冷卻后，部分在模內(nèi)組裝的轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)合會(huì)從模具彈出。 圖1：使用模內(nèi)裝配過(guò)程的轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)合的制作 在第二階段使用的聚合物通常是一個(gè)比第一階段所用的熔點(diǎn)低的聚合物。這是為了確保第一階段的聚合物在第二階段的注射部分不溶解，這將促進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)合不粘附。由于聯(lián)合的性能在很大程度上依賴于各組成部分之間的間隙，所以達(dá)到設(shè)計(jì)要求很重要。 圖2展示了在模內(nèi)裝配過(guò)程中一個(gè)聯(lián)合的間隙形成的簡(jiǎn)圖。第一幅為在第二階段的成型部分模具的嵌件，并且第二階段因?yàn)檫^(guò)程的壓力和溫度經(jīng)歷了變形。變形使有效尺寸從變成了。在凝固時(shí)，第二階段部分的收縮的發(fā)生導(dǎo)致它的最終尺寸不同于和。此外，由于注射壓力在冷卻時(shí)被移除，會(huì)更早經(jīng)歷第一階段部分可能恢復(fù)的部分機(jī)械變形和擴(kuò)張。兩部分間的最終間隙取決于第一階段和第二階段產(chǎn)生的收縮變形。 部分收縮取決于冷卻 第一階段部分為模具嵌件 第一階段的變形取決于壓力和溫度的上升速度 圖2：在模內(nèi)組裝時(shí)聯(lián)合的間隙 第二階段成型形成的聚合物使得模內(nèi)裝配過(guò)程明顯不同于一個(gè)單成型過(guò)程。對(duì)于工具鋼或鋁模具，相對(duì)于收縮值模具變形可以被認(rèn)為是微不足道的。換句話說(shuō)，在模內(nèi)裝配中，第一部分的硬度低于工具鋼和鋁，因而可能有相當(dāng)程度的變形，該變形應(yīng)被考慮在估測(cè)的間隙范圍內(nèi)。此外，不同的金屬和合金的聚合物的熱性能不同，它顯著影響著第二階段的冷卻。這反過(guò)來(lái)可能會(huì)影響收縮，因此估計(jì)間隙時(shí)需要考慮熱性能。 在這項(xiàng)研究中，第一階段要用模塑的套管和第二階段用銷去檢查模內(nèi)裝配過(guò)程中的注射成型回轉(zhuǎn)聯(lián)合組成一個(gè)圓柱套和銷形成的間隙。為了更好地理解這一過(guò)程，類似大小的銷也直接在鋁模具中成型，不用聚合物套管。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)提出了三個(gè)聯(lián)合的大小。一個(gè)初步的理論模型被用來(lái)理解一個(gè)鋁模具和有聚合物套筒的鋁模具的間隙的差異。 2. 相關(guān)工作 使用模內(nèi)裝配的鉸接裝置是一項(xiàng)相對(duì)較新的技術(shù)，并且很少有研究勾勒出零件及模具設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法。Priyadarshi[1]等提出了設(shè)計(jì)模內(nèi)裝配和成型工藝的模型，且使設(shè)計(jì)的聯(lián)合間隙和聯(lián)合間隙的變化滿足功能目標(biāo)。他們提出了一個(gè)系統(tǒng)化的方法來(lái)幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員確定零件尺寸和材料性能，提供了模具設(shè)計(jì)模板實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、柱狀和球狀聯(lián)合的證明。Banerjee[2]等最近發(fā)表了一份關(guān)于多材料注塑成型（MMM）過(guò)程的綜合報(bào)告。他們提出了一個(gè)可系統(tǒng)地找出潛在的制造問(wèn)題的方法，這是一種特有的進(jìn)程，并提出設(shè)計(jì)規(guī)則以避免這些問(wèn)題。他們的分析表明，該規(guī)則適用于傳統(tǒng)的單一材料成型，對(duì)多材料注塑成型有時(shí)必須壓制或修正。 有幾項(xiàng)研究已經(jīng)檢查了金屬模在模內(nèi)建模的熱塑性塑料收縮。一個(gè)簡(jiǎn)單的模型描述了壓力，體積和溫度（PVT）間從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)換到環(huán)境條件并獲得最終體積的圖解，在早期的研究,Jansen[3]和Titomanlio[4,5]通過(guò)熱彈性模型研究了壓力和泊松擴(kuò)展在厚度上收縮的影響。Jansen[1]等人的研究考察了4種非晶形樹脂和2種半晶體材料的收縮加工條件的影響。介紹了一種描述擁有良好收縮的非晶態(tài)材料熱彈性模型，但預(yù)測(cè)是結(jié)晶材料。一種描述非晶態(tài)[7]和半晶態(tài)[8]的模型被Kwon[7,8]等人提出，該模型是基于冷凍功能的定位，并且彈性恢復(fù)由一個(gè)非線性粘彈性構(gòu)成的方程來(lái)求解。他們的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果尚符合。Delaunay[9]等人研究了模具變形是由于注射和保壓壓力改變腔的基本形狀從而影響整體收縮的可能性。Bushko和Stokes[10,11]假設(shè)熱粘彈性性能的材料，模式化部分收縮的力學(xué)和熱變形和殘余應(yīng)力和對(duì)非晶態(tài)材料在冷卻板之間的熔融層的凝固應(yīng)變。同樣，已經(jīng)報(bào)告了其他一些涉及基于工藝參數(shù)和材料變量的收縮預(yù)測(cè)模型的研究報(bào)告。為此類研究制訂審查的讀者被稱為[3-11]。然而從這些調(diào)查產(chǎn)生的一些重要結(jié)果，大多已發(fā)表的研究集中于在工具鋼，鋁或其他硬金屬模具的聚合物收縮。似乎沒(méi)有研究報(bào)告處理軟模具聚合物的收縮。目前的研究試圖提出在模內(nèi)裝配過(guò)程中制造剛體連接的研究。 3. 實(shí)驗(yàn)裝置 如前所述，模內(nèi)裝配通常涉及作為第二階段（圖1）模具嵌件的第一階段的模壓部分。在模內(nèi)裝配連接為了獲得檢查間隙，由于考慮到圓柱形幾何，我們利用元件的軸對(duì)稱性。因此，為了制造模內(nèi)裝配轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)合，首要在第一階段成型的是圓柱形套筒。這部分后來(lái)被用作第二階段的模具嵌件的銷。冷卻后，制造模內(nèi)組裝回轉(zhuǎn)連接。該研究中把銷放入到非唯一的孔中的成型方法使我們能夠檢查間隙在期望中運(yùn)行的情況。 被測(cè)試的部分是由低密度的聚乙烯（LDPE）制成的。為了比較硬和軟之間的模具收縮，許多大小不同用鋁以及丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS）制成的套筒被制作成型。這些部件被用Babyplast注塑機(jī)注塑成型。模具裝配包括了ABS套筒，模內(nèi)裝配中鋁殼內(nèi)的LDPE銷和單級(jí)鋁合金模中的LDPE銷。對(duì)后者而言，鋁模的加工和LDPE零件成型使用的模具由此產(chǎn)生。 圖3：模具裝配展示的ABS套筒 對(duì)于獲得ABS套筒過(guò)程涉及以下步驟：首先加工ABS模具嵌件的模具。然后用這些模具制造ABS套筒。接著制造鋁模殼。最后模具裝配包括的ABS模具和鋁殼被裝配（圖3）。接下來(lái)用這些模具裝配使LDPE零件成型。 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中三種尺寸的銷被使用到，分別是標(biāo)稱直徑為“”，“ ”和“”的銷。由于主要關(guān)注的是使用不同的模具材料獲得模具間隙，所以大多數(shù)其他的變量通過(guò)不斷擴(kuò)大維持不變。保持相同直徑的長(zhǎng)度來(lái)保持零件整體的比不變。注射壓力和溫度被保持在700和130不變。零件直徑被用作長(zhǎng)度和直徑的縮放比，和縮放速度來(lái)調(diào)整注射時(shí)間比。冷卻時(shí)間通過(guò)直徑平方和零件材料的熱擴(kuò)散率的比來(lái)調(diào)整。這導(dǎo)致不斷縮小的壓力和冷卻時(shí)間為各種尺寸使用。然而，ABS嵌件的縮放厚度不能保持恒定是由于加工的限制。 圖4：鋁模熱電偶的位置 圖5：ABS模熱電偶的位置 沒(méi)有ABS嵌件，塑造了五個(gè)不同尺寸的LDPE零件。陶氏聚乙烯722被用作零件的材料，Hival ABS HG6 被用來(lái)制作ABS嵌件，并且以鋁為基礎(chǔ)的鋁合金被用作鋁模件。ABS嵌件和鋁模的尺寸在成型前后都要測(cè)量。LDPE零件在成型和隨后的冷卻時(shí)被測(cè)量，以維持恒定的收縮冷卻時(shí)間。對(duì)三套尺寸為“”和“”的零件的溫度在圖4和圖5所顯示的位置被測(cè)量，是使用美國(guó)國(guó)家數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)儀，其中包括一個(gè)PCI-4221數(shù)據(jù)采集卡，SCXI1000和1002模塊和一個(gè)TC-2095熱電偶面板。四個(gè)K類型的熱電偶被用來(lái)測(cè)量涉及ABS的溫度，其中三個(gè)被用來(lái)測(cè)量不涉及ABS的溫度。兩個(gè)被貼放到模具表面，一個(gè)在模具內(nèi)的中心點(diǎn)以測(cè)量零件的溫度變化，第四個(gè)如果適用，穿過(guò)嵌件貼在ABS嵌件的底部以評(píng)估熱傳遞。在模具中心點(diǎn)的熱電偶被用一個(gè)和熱電偶穿過(guò)相同位置的剛性銅管固定。 4. 理論 模具裝配中的裝配間隙受各種參數(shù)影響，其中包括模具和嵌件之間的間隙，材料的物理性能，溫度和壓力變化，結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)。在這里提出的模型，我們假設(shè)這些裝配間隙的產(chǎn)生取決于聚合物嵌件由于壓力和溫度的升高而產(chǎn)生的變形，它所經(jīng)歷了聚合物嵌件的熱膨脹，降低加強(qiáng)結(jié)晶的熱傳遞而產(chǎn)生的體積收縮，和加壓凝固產(chǎn)生的體積膨脹。簡(jiǎn)單地說(shuō)，并不包括蠕變和松弛的影響。在圓柱結(jié)構(gòu)，在凝固后的任意時(shí)間里的直徑間隙已經(jīng)終止不變，可以表示為： （1） 在上面的表達(dá)式中，C為直徑間隙，T是測(cè)量位置的瞬時(shí)溫度，是凝固時(shí)的壓力，P是聚合物零件的瞬時(shí)壓力，是ABS嵌件的殘余變形。LDPE涉及的其余參數(shù)：是線性熱膨脹系數(shù)，是凝固溫度，是結(jié)晶度因數(shù)，是壓縮量。R是銷的半徑，和分別是角度和軸向坐標(biāo)。以上所提供的表達(dá)式相似于Jansen和Titomanlio[4]，Titomanlio和Jansen[5]和Jansen[1]等人研究出的表達(dá)式，但與他們的不同是固化時(shí)的嵌件變形的表示條件和與溫度相關(guān)的結(jié)晶。 為了計(jì)算和P，需要考察熔體的流動(dòng)特性，而為了計(jì)算和T需要考察熱傳遞。在目前的研究中，用以下的方法執(zhí)行以上的操作。首先，為了計(jì)算嵌件在凝固時(shí)產(chǎn)生的壓力，要解決非等溫流動(dòng)的問(wèn)題。然后計(jì)算熱傳遞來(lái)確定元件由于結(jié)晶產(chǎn)生的熱膨脹和收縮。對(duì)于流動(dòng)問(wèn)題，給出了方程： （2） （3） （4） 在此，是剪切應(yīng)變率，是凝固率，是比熱容量，是熱導(dǎo)率，是聚合物的放熱量，是動(dòng)力黏度，是密度，是速度向量，是質(zhì)量力矢量。由于的性能和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)很接近，故其是根據(jù)Kamal和Ryan[12]提出的一個(gè)模型來(lái)計(jì)算出的。，和的值來(lái)自從文獻(xiàn)[13-15]。被假定為以下形式[16]： （5） “”在上面的方程表示牛頓粘度，而“”表示與牛頓流體的偏差，它小于大多數(shù)的聚合物熔體[14]。 調(diào)整的方程在軸對(duì)稱的假設(shè)下得以求解。物體力被忽視和完全流動(dòng)的假設(shè)是以流動(dòng)為前提。邊界條件的假定是在嵌件和零件間沿軸對(duì)稱無(wú)表面滑移的情況下，大氣壓力是在流動(dòng)的前提下[15]，和恒定流量為的條件下，從而確定實(shí)驗(yàn)情況。對(duì)鋁模外的溫度場(chǎng)和模具方面，假定了對(duì)流邊界條件，而直到關(guān)嚴(yán)門時(shí)才假定加工溫度。 在能量方程中，由于能量的損耗，最初猜測(cè)速度分布和壓力并計(jì)算溫度場(chǎng)。然后用新的壓力分布計(jì)算一個(gè)新的速度分布。為了計(jì)算新的速度分布，接下來(lái)解決線性動(dòng)量方程。牛頓迭代法[17]應(yīng)用于為了計(jì)算溫度值而產(chǎn)生的壓力和速度分布收斂。速度場(chǎng)用新的值，并再次計(jì)算溫度場(chǎng)，重復(fù)進(jìn)行該程序，直到符合溫度和速度場(chǎng)的收斂。用上面提到的方法解決方向的問(wèn)題，直到達(dá)到最后的型腔。在稍后的階段計(jì)算間隙計(jì)算中用到的填充時(shí)間和壓力分布。 為了獲得熱變化，接下來(lái)解決能量方程。在適用時(shí)，對(duì)ABS套筒周圍的聚合物冷卻和鋁模進(jìn)行審議。在圓柱坐標(biāo)，這一步方程式可以寫為： （6） 在上面的方程，是材料的最大可能的結(jié)晶，是每單位質(zhì)量結(jié)晶的放熱量，是相對(duì)結(jié)晶度。ABS套筒和鋁模的調(diào)整方程與式（6）相似，由于結(jié)晶的變化產(chǎn)生熱量的時(shí)間被假定為不存在例外。除了噴嘴位置，在各種尺寸的模具中采用了自然對(duì)流邊界條件，在合適的壓力控制下在表面有一個(gè)完美的熱接觸，并且軸對(duì)稱。接觸熱導(dǎo)率被在適合的對(duì)流條件下在圓輪中的自然對(duì)流系數(shù)代替。這包括所占電導(dǎo)差開始產(chǎn)生收縮的比例。在注射后，零件表面和ABS嵌件的內(nèi)直徑采用了對(duì)流邊界條件。在后來(lái)的研究中，與-相關(guān)的被留在方程中，以研究非均勻熱接觸在使用的接觸部位中的影響。 調(diào)整方程用受邊界和初始條件限制的直接交替隱式（ADI）的方法[18]數(shù)字一體化。最初，零結(jié)晶被假設(shè)，并且根據(jù)初步估計(jì)的性質(zhì)計(jì)算溫度。在每個(gè)時(shí)間步后，對(duì)性能進(jìn)行了調(diào)整以配合溫度分布的計(jì)算。這個(gè)過(guò)程一直持續(xù)到達(dá)到穩(wěn)態(tài)。當(dāng)在本地的值最大變化和在每個(gè)整體能源率在外表面變得小于時(shí)，穩(wěn)態(tài)解決方案被認(rèn)為是收斂的。當(dāng)上述的規(guī)定不滿足時(shí)，完善網(wǎng)格的大小。獨(dú)立網(wǎng)格被用來(lái)檢查實(shí)驗(yàn)中用到的三種尺寸。在方向上的空間分辨率從21到101都不同，在方向上從21到81都不同，而在方向上從17到97都不同。獨(dú)立網(wǎng)格以細(xì)于為好。由于考慮到間隙，這里使用了尺寸為的網(wǎng)格。 在注射零件中心的溫度變化的計(jì)算值被用來(lái)與實(shí)測(cè)值比較。通過(guò)反復(fù)的過(guò)程，對(duì)固化動(dòng)力進(jìn)行調(diào)整以試圖符合溫度分布。一旦這個(gè)過(guò)程穩(wěn)定，適合的值被調(diào)整去解釋式（6）中的結(jié)晶度變化，且結(jié)晶度和屬性值都被反復(fù)調(diào)整直至計(jì)算值在測(cè)量值的內(nèi)。 最后，在接下來(lái)的計(jì)算中算出壓力變化，并且保壓應(yīng)用被用來(lái)計(jì)算受材料環(huán)境影響的塑性變形。一個(gè)空心圓柱軸對(duì)稱平面被假設(shè)，并且結(jié)果假設(shè)受到限制。破壞準(zhǔn)則被假定為是有效的。在彈性區(qū)，位移應(yīng)變和線性動(dòng)量方程被給出： （7） 和 （8） 為了確定塑性區(qū)可能的彎曲度，最大主應(yīng)力的破壞準(zhǔn)則在最初代入線性動(dòng)量平衡方程和集成。在內(nèi)半徑的平均內(nèi)應(yīng)力的邊界條件是用于確定在塑性區(qū)的徑向應(yīng)力分布的。再次使用破壞準(zhǔn)則，接下來(lái)確定塑性區(qū)的環(huán)向應(yīng)力分布。為了確定彈性區(qū)和塑性區(qū)的邊界，彈性應(yīng)力應(yīng)等于塑性應(yīng)力，且解決邊界上的半徑。利用應(yīng)變位移關(guān)系，最終獲得內(nèi)表面的徑向位移。然后，所有間隙計(jì)算中涉及的各組成部分被加入到式（1）中使用，并與實(shí)測(cè)值比較。 結(jié)果與討論 在表1中列出了平均相對(duì)間隙的測(cè)量值和計(jì)算值。在這里，相對(duì)間隙被認(rèn)為是銷的直徑測(cè)量值的物理縮放間隙，以百分比表示。相對(duì)間隙被用2種方式的方差分析程序[19]分析。結(jié)果表明，相對(duì)間隙測(cè)量值明顯不同于上面兩種情況（）。使用杜克-克萊默程序[19]多重比較,在每種材料的尺寸上沒(méi)有顯示明顯的不同，這可能是由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中加入了縮放。這兩種模具的最初尺寸的比較方式表明所有三種尺寸的測(cè)量相對(duì)間隙明顯不同。 圖6和圖7顯示了尺寸為“0.375”的兩種銷沿軸向的溫度變化測(cè)量樣本。在鋁模（圖6）中直接用LDPE制成的樣本散熱相對(duì)較快。在鋁模中制成的銷的熱傳遞計(jì)算，預(yù)示著溫度變化，而不需要多次迭代結(jié)晶變化。相比之下，圖7顯示ABS嵌件比LDPE銷的冷卻速率慢得多。這里的散熱率低于以前的情況是因?yàn)锳BS的熱性能較差，而當(dāng)時(shí)表明，LDPE零件可能會(huì)出現(xiàn)致密化和更高的收縮。這反過(guò)來(lái)又影響了冷卻速率，而LDPE的熱性能是由結(jié)晶差異決定的。因此，計(jì)算值不符合測(cè)量值，除非包含了結(jié)晶度變化的合適的熱變化。 表1 絕對(duì)間隙和相對(duì)間隙的平均值 一旦具體量的變化被運(yùn)用到方程（1）中的代換和合并變化，包括那里提到的間隙的其他組成部分，尺寸為“0.375”和“0.5”零件的間隙計(jì)算值被用來(lái)和測(cè)量值比較。尺寸為“0.375”的計(jì)算值非常接近測(cè)量值，分別用實(shí)測(cè)平均為（鋁模）和（ABS模）與計(jì)算平均值為和的相比較。然而，尺寸為“0.5”的間隙計(jì)算值和測(cè)量值出現(xiàn)較大偏差。 間隙計(jì)算值出現(xiàn)和測(cè)量值相同的趨勢(shì)，預(yù)測(cè)著用ABS嵌件的裝配會(huì)出現(xiàn)更高的間隙值。然而這種方式的預(yù)測(cè)間隙值使用高達(dá)（鋁模約為），它有望成為一個(gè)實(shí)用的工具，一旦進(jìn)行更多的參數(shù)研究以計(jì)算最后相關(guān)函數(shù)的形式，從而提高其預(yù)測(cè)能力。ABS嵌件的塑性變形并不是一個(gè)主要因素，占不到間隙觀察總額的。由于模具不取用外經(jīng)的干預(yù)，故這個(gè)結(jié)果未必適用于所有的情況，這需要進(jìn)一步研究。對(duì)嵌件的幾何外徑進(jìn)行了限制，這導(dǎo)致界面壓力會(huì)作為嵌件的外部壓力，并在模具中作為一個(gè)內(nèi)部壓力，且在計(jì)算中不得不考慮進(jìn)去。 從設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，在研究中的實(shí)驗(yàn)獲得的間隙很有吸引力，因?yàn)樗麄兪窃谶m合的范圍內(nèi)運(yùn)行的。例如，ANSI B 4.2 [20]提供了間隙極限或適合運(yùn)行的“0.375”的標(biāo)稱尺寸為。在ABS/LDPE裝配中“0.013”的平均間隙測(cè)量值與“0.375”的相比，顯而易見的是，在模內(nèi)裝配過(guò)程似乎是有可能產(chǎn)生符合的運(yùn)行配合。盡管模具的預(yù)測(cè)值似乎是實(shí)驗(yàn)觀察的比較有利，但還是有許多改進(jìn)的可能。在該模具中，流動(dòng)誘導(dǎo)結(jié)晶，彈性恢復(fù)和更易實(shí)現(xiàn)的熱接觸電導(dǎo)率值需要被納入。軸對(duì)稱和平面應(yīng)變假設(shè)為了更準(zhǔn)確的間隙預(yù)測(cè)需要有松弛。建立在連接間隙的熱接觸電阻需要更準(zhǔn)確地計(jì)算，通過(guò)測(cè)量多個(gè)位置的溫度和說(shuō)明非均勻接觸。這可能是一個(gè)重要的參數(shù)，如Sridhar等人[21]在研究中指出的。因此需要進(jìn)一步驗(yàn)證該模具的更多實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 時(shí)間（S） 溫度（C） 圖6：鋁模中“0.375”尺寸的LDPE直接成型樣本的溫度變化 時(shí)間（S） 溫度（C） 圖7：放置在鋁模中ABS嵌件的“0.375”尺寸的LDPE成型樣本的溫度變化測(cè)量 結(jié)論 要達(dá)到模內(nèi)裝配中預(yù)期的間隙，無(wú)論從設(shè)計(jì)和制造的觀點(diǎn)來(lái)看，由聚合物組成的部分都是一個(gè)挑戰(zhàn)。在目前的研究中，對(duì)三種不同尺寸的聚合物裝配件產(chǎn)生的間隙進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行使用了縮放過(guò)程參數(shù)，發(fā)現(xiàn)模具中聚合物部件產(chǎn)生的裝配間隙與那些在純金屬模中產(chǎn)生的聚合物嵌件相比，存在顯著的差異性。因此，我們需要新的模具來(lái)估算模具和聚合物嵌件產(chǎn)生的間隙。導(dǎo)致這些差異的可能機(jī)制被用熱力學(xué)和有限查分法進(jìn)行了研究。雖然研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是有限的，間隙的產(chǎn)生似乎更依賴于零件的熱變化。因此，我們認(rèn)為，配件的材料熱性能能夠強(qiáng)烈地影響聚合物裝配中的裝配間隙。我們正計(jì)劃進(jìn)行更詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)研究來(lái)驗(yàn)證我們的模型。 致謝 這項(xiàng)研究由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)撥款10457058馬克支持和陸軍研究辦公室通過(guò)穆里微型飛行器計(jì)劃（批準(zhǔn)號(hào)：陸軍W91NF0410176）。本文表達(dá)的意見是作者的觀點(diǎn)，并不一定反映贊助商的意見。 參考文獻(xiàn) [1] A.K. 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Narh, Parametric Study of Heat Transfer in Injection Molding - Effect of Thermal Contact Resistance, Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME, Novermber 2000, Vol. 122, 698-705. 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容 采用Autolisp 語(yǔ)言編程對(duì)AutoCAD 進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)不同軸徑、槽寬和槽深的軸剖面圖的自動(dòng)繪制及尺寸標(biāo)注，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪制軸類零件。最終實(shí)現(xiàn)提高了軸類零件的繪圖效率。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù) 1、熟悉軸類零件的參數(shù)化； 2、熟悉autolisp語(yǔ)言的編程方法； 3、進(jìn)行AutoCAD 的二次開發(fā)； 4、實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪制軸類零件。 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作 1、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）一份，內(nèi)容包括軸類零件的參數(shù)化方法和AutoCAD 進(jìn)行二次開發(fā)方法等部分，字?jǐn)?shù)2萬(wàn)左右，并附300－500個(gè)單詞的英文摘要； 2、繪制零部件圖，折合A0圖紙1張，其中包括用計(jì)算機(jī)繪制的至少兩張A3圖紙； 3、設(shè)計(jì)一個(gè)減速器傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪參數(shù)計(jì)算系統(tǒng)的軟件。 4、獨(dú)立完成與課題相關(guān)，不少于四萬(wàn)字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）。 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1] 湯峻. 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Keywords:shaft parts;parameterization design;secondary development;AutoLisp language 目 錄 引言 1 1 AutoCAD及其二次開發(fā)技術(shù) 2 1.1 第一代開發(fā)工具——AutoLISP 2 1.2 第二代開發(fā)工具——ADS 2 1.3 第三代開發(fā)工具——Visual LISP，ARS及基于ActiveX Automation技術(shù)的VBA等 3 1.3.1 Visual LISP(VLISP) 3 1.3.2 ARX 3 1.3.3 基于ActiveX Automation技術(shù)的VBA等開發(fā)工具 4 1.4 總結(jié) 5 2 利用AutoLisp進(jìn)行參數(shù)化繪圖的方案 6 2.1 鼠標(biāo)拖動(dòng) 6 2.2 尺寸驅(qū)動(dòng) 6 2.3 總結(jié) 7 3 對(duì)話框的設(shè)計(jì) 8 3.1 DCL語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī) 8 3.2 對(duì)話框設(shè)計(jì)中用到的控件和屬性 8 3.3 對(duì)話框的程序編譯 9 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 4.1 軸設(shè)計(jì)的總體方案 14 4.2 主程序的設(shè)計(jì) 14 4.2.1 對(duì)話框PDB函數(shù) 14 4.2.2 主程序的編譯 16 4.3 程序的運(yùn)行 25 5 結(jié)論 29 謝 辭 30 參考文獻(xiàn) 31 引言 AutoLisp是集成在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件AutoCAD和MDT中，為擴(kuò)展它們的功能和編寫應(yīng)用程序而設(shè)計(jì)的一種編程語(yǔ)言，它的起源可以追溯到20世紀(jì)50年代末的LISP語(yǔ)言。LISP最初是為了編寫人工智能（AI）應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的，現(xiàn)在仍是很多人工智能程序的基礎(chǔ)。LISP之所以被選為AutoCAD最初的應(yīng)用程序編輯接口，是因?yàn)橹挥兴胚m合于工程中的非結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)過(guò)程。美國(guó)Autodesk公司在AutoCAD內(nèi)部嵌入AutoLisp語(yǔ)言的目的是使用戶充分利用AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)直接增加和修改AutoCAD命令，隨意擴(kuò)大圖形編輯功能，建立圖形庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)并對(duì)當(dāng)前圖形進(jìn)行直接訪問(wèn)和修改，開發(fā)CAD軟件包等。AutoLisp語(yǔ)言最典型的應(yīng)用之一就是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)，包括尺寸驅(qū)動(dòng)程序和鼠標(biāo)拖動(dòng)程序等。尺寸驅(qū)動(dòng)是指通過(guò)改變實(shí)體標(biāo)注的尺寸值來(lái)實(shí)現(xiàn)圖形的自動(dòng)修改，鼠標(biāo)拖動(dòng)即利用AutoLisp語(yǔ)言提供的（GRREAD[]）函數(shù)，讓用戶直接讀取AutoCAD的輸入設(shè)備（通常為鼠標(biāo)），任選項(xiàng)追蹤光標(biāo)移動(dòng)存在且為真時(shí)，調(diào)整所需的參數(shù)值而達(dá)到自動(dòng)改變屏幕圖形的屬性。到目前為止，大多數(shù)參數(shù)化程序都是針對(duì)二維平面圖編制的。另一個(gè)AutoLisp的典型應(yīng)用就是驅(qū)動(dòng)利用AutoCAD提供的PDB模板構(gòu)成DCL（Dialog Control Language）文件創(chuàng)建自己的對(duì)話框。 自從AutoLisp嵌入AutoCAD之后，使僅僅作為交互式圖形編輯軟件的AutoCAD編輯能真正進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、繪圖的CAD軟件。由于LISP靈活多變、易于學(xué)習(xí)和使用，因而AutoCAD成為功能強(qiáng)大的工具性軟件。 1 AutoCAD及其二次開發(fā)技術(shù) AutoCAD是目前微機(jī)上應(yīng)用最為廣泛的通用的交互式計(jì)算機(jī)輔助繪圖與設(shè)計(jì)軟件包。AutoCAD的強(qiáng)大生命力在于它的通用性、多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和開放的體系結(jié)構(gòu)。其通用性使得它在機(jī)械、電子、航空、輪船、建筑、服裝等領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。但是，不同的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)使得各領(lǐng)域在使用AutoCAD的過(guò)程中均需要根據(jù)自身特點(diǎn)進(jìn)行定制或開發(fā)。Autodesk公司為滿足廣大用戶的需求，自AutoCAD v2.18版至AutoCAD2000的短短十幾年間，就相繼推出了三代二次開發(fā)工具。可以說(shuō)，AutoCAD的通用性為其二次開發(fā)提供了必要條件，而AutoCAD開放的體系結(jié)構(gòu)則使其二次開發(fā)成為可能。下面對(duì)AutoCAD的三代開發(fā)工具進(jìn)行淺析。 1.1 第一代開發(fā)工具——AutoLISP AutoLISP是1986年隨AutoCAD v2.18提供的二次開發(fā)工具。它是一種人工智能語(yǔ)言，是嵌入AutoCAD內(nèi)部的COMMON LISP的一個(gè)子集。在AutoCAD的二次開發(fā)工具中，它是唯一的一種解釋型語(yǔ)言。使用AutoLISP可直接調(diào)用幾乎所有的AutoCAD命令。 AutoLISP語(yǔ)言最典型的應(yīng)用之一是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)，包括尺寸驅(qū)動(dòng)程序和鼠標(biāo)拖動(dòng)程序等。另一個(gè)典型應(yīng)用就是驅(qū)動(dòng)AutoCAD提供PDB模塊構(gòu)成DCL（Dialog Control Language）文件創(chuàng)建自己的對(duì)話框。 AutoLISP具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）語(yǔ)言規(guī)則十分簡(jiǎn)單，易學(xué)易用； （2）直接針對(duì)AutoCAD，易于交互； （3）解釋執(zhí)行，立竿見影。 AutoLISP的缺點(diǎn)是： （1）功能單一，綜合處理能力差； （2）解釋執(zhí)行，程序運(yùn)行速度慢； （3）缺乏很好的保護(hù)機(jī)制，源程序保密性差； （4）LISP用表來(lái)描述一切，并不能很好地反映現(xiàn)實(shí)世界和過(guò)程，跟人的思維方式也不一致； （5）不能直接訪問(wèn)硬件設(shè)備、進(jìn)行二進(jìn)制文件的讀寫。 AutoLISP的這些特點(diǎn)，使其僅適合于有能力的終端用戶完成一些自己的開發(fā)任務(wù)。 1.2 第二代開發(fā)工具——ADS ADS（AutoCAD Development System）是AutoCAD R11開始支持的一種基于C語(yǔ)言的靈活的開發(fā)環(huán)境。ADS可直接利用用戶熟悉的C編譯器，將應(yīng)用程序編譯成可執(zhí)行文件后在AutoCAD環(huán)境下運(yùn)行，從而既利用了AutoCAD環(huán)境的強(qiáng)大功能，又利用了C語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)化編程、運(yùn)行效率高的優(yōu)勢(shì)。 與AutoLISP 相比，ADS優(yōu)越之處在于： （1）具備錯(cuò)綜復(fù)雜的大規(guī)模處理能力； （2）編譯成機(jī)器代碼后執(zhí)行速度快； （3）編譯時(shí)可以檢查出程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的邏輯錯(cuò)誤； （4）程序源代碼的可讀性好于AutoLISP。 而其不便之處在于： （1）C語(yǔ)言比LISP語(yǔ)言難于掌握和熟練應(yīng)用； （2）ADS程序的隱藏錯(cuò)誤往往導(dǎo)致AutoCAD，乃至操作系統(tǒng)的崩潰； （3）需要編譯才能運(yùn)行，不易見到代碼的效果； （4）同樣功能ADS程序源代碼比AutoLISP代碼長(zhǎng)很多。 1.3 第三代開發(fā)工具——Visual LISP，ARS及基于ActiveX Automation技術(shù)的VBA等 1.3.1 Visual LISP(VLISP) VLISP是AutoLISP的換代產(chǎn)品。它與AutoLISP完全兼容，并提供它所有的功能，是新一代的AutoCAD LISP語(yǔ)言。VLISP對(duì)語(yǔ)言進(jìn)行了擴(kuò)展，可以通過(guò)Microsoft ActiveX Automation接口與對(duì)象交互。同時(shí)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器函數(shù)，還擴(kuò)展AutoLISP響應(yīng)事件的能力。作為開發(fā)工具，VLISP提供了一個(gè)完整的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），包括編譯器、調(diào)試器和其他工具，可以提高二次開發(fā)的效率 。另外，VLISP還提供了工具用于發(fā)布獨(dú)立的應(yīng)用程序。 1.3.2 ARX ARX（AutoCAD Runtime eXtension）是AutoCAD R13之后推出的一個(gè)以C++語(yǔ)言為基礎(chǔ)的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)環(huán)境和應(yīng)用程序接口。ARX程序本質(zhì)上Windows動(dòng)態(tài)連接庫(kù)（DLL）程序，與AutoCAD共享地址空間，直接調(diào)用AutoCAD的核心函數(shù)，可直接訪問(wèn)AutoCAD數(shù)據(jù)庫(kù)的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼，以便能夠在運(yùn)行期間擴(kuò)展AutoCAD固有的類及其功能，創(chuàng)建能夠全面享受AutoCAD固有命令特權(quán)的新命令。ARX程序與AutoCAD、Windows之間均采用Windows消息傳遞機(jī)制直接通訊。 AutoLISP、ADS、ARX都是AutoCAD提供的內(nèi)嵌式編程語(yǔ)言。AutoLISP和ADS都是通過(guò)內(nèi)部進(jìn)程通訊（IPC）來(lái)和AutoCAD通訊，它們與AutoCAD是相互分離的過(guò)程，而ARX以DLL形式與AutoCAD共享地址空間。因此，與前兩者相比，其速度更快、運(yùn)行更穩(wěn)定、更簡(jiǎn)單。由于是在Windows及VC++編程環(huán)境里運(yùn)行，所以，對(duì)開發(fā)者的編程能力要求較高。 ObjectARX應(yīng)用程序以C++為基本開發(fā)語(yǔ)言，具有面向?qū)ο缶幊谭绞降臄?shù)據(jù)可封裝性、可繼承性及多態(tài)性的特點(diǎn)，用其開發(fā)的CAD軟件具有模塊性好、獨(dú)立性強(qiáng)、連接簡(jiǎn)單、使用方便、內(nèi)部功能高效實(shí)現(xiàn)以及代碼可重用性強(qiáng)等特點(diǎn)，并且支持MFC基本類庫(kù)，能簡(jiǎn)潔高效地實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜功能。 這里順便提一下ADSRX。AutoCAD R14的開發(fā)環(huán)境ADSRX是ARX的一個(gè)子集，它等效于ADS。使用ADSRX，能夠用C語(yǔ)言編寫基于AutoCAD的程序，也能很方便地將ADS程序移植為ARX程序。 盡管ARX接口是四個(gè)API中最強(qiáng)有力的，它也具有產(chǎn)生嚴(yán)重編程錯(cuò)誤的最大潛在性，如破壞AutoCAD數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。其它編程環(huán)境要求較少的編程經(jīng)驗(yàn)，但提供的功能和范圍也較小。 可以說(shuō)，AutoLISP著眼于應(yīng)用程序的交互性，ADS C/C++著眼于應(yīng)用程序的綜合性，而ARX則著眼于應(yīng)用程序的智能性。 1.3.3 基于ActiveX Automation技術(shù)的VBA等開發(fā)工具 ActiveX Automation是一套微軟標(biāo)準(zhǔn)，以前稱為OLE Automation技術(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)允許通過(guò)外顯的對(duì)象由一個(gè)Windows應(yīng)用程序控制另一個(gè)Windows應(yīng)用程序，這也是面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)的精髓所在。AutoCAD從R14開始增加了作為ActiveX Automation服務(wù)器應(yīng)用程序的功能，使得許多面向?qū)ο缶幾g語(yǔ)言和應(yīng)用程序可以通過(guò)ActiveX與AutoCAD進(jìn)行通信，并操縱AutoCAD的許多功能。 ActiveX Automation服務(wù)器應(yīng)用程序是通過(guò)自身對(duì)象的屬性、方法、事件外顯其功能。對(duì)象是服務(wù)器應(yīng)用程序的簡(jiǎn)單而抽象的代表。不管是用VB、VC、OFFICE VBA等從外部，還是用AutoCAD VBA從內(nèi)部對(duì)AutoCAD進(jìn)行二次開發(fā)，都是通過(guò)調(diào)用AutoCAD的對(duì)象體系結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行的。AutoCAD 2000 ActiveX Automation技術(shù)將AutoCAD 2000的各種功能封裝在AutoCAD ActiveX對(duì)象中，供編程使用。AutoCAD 2000中提供的所有對(duì)象組成一個(gè)樹形結(jié)構(gòu)，最高層是Application對(duì)象，其它對(duì)象都是它的后代。為了得到一個(gè)特定的對(duì)象，必須從Application對(duì)象對(duì)其子孫進(jìn)行遍歷，直到找到該特定的對(duì)象。 ActiveX Automation技術(shù)的完全面向?qū)ο蠡幊痰奶攸c(diǎn)，使其開發(fā)環(huán)境具備了強(qiáng)大的開發(fā)能力和簡(jiǎn)單易用的優(yōu)良特點(diǎn)，開發(fā)工具的選擇也具有很大的靈活性。所以，利用ActiveX Automation技術(shù)，是極具潛力的一種開發(fā)手段。 實(shí)際上，CAD系統(tǒng)能否真正體現(xiàn)出它的存在價(jià)值，最明顯的標(biāo)志就是上述專業(yè)設(shè)計(jì)軟件。這些軟件真正起到了“設(shè)計(jì)”的作用。實(shí)踐證明，在某個(gè)專業(yè)性很強(qiáng)的設(shè)計(jì)上，它確實(shí)能夠替代工程師！ 對(duì)于設(shè)計(jì)支持軟件和專業(yè)設(shè)計(jì)軟件，可以由一些不必很了解設(shè)計(jì)，而軟件知識(shí)較多的人來(lái)寫。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)由現(xiàn)場(chǎng)工程師進(jìn)行測(cè)評(píng)，防止寫成“學(xué)院派”的設(shè)計(jì)支持軟件。而對(duì)于專業(yè)設(shè)計(jì)軟件，就只能由設(shè)計(jì)師直接參與來(lái)寫，這樣的題目范圍較小，幾乎是開發(fā)商永遠(yuǎn)的“盲區(qū)”。由于專業(yè)性太強(qiáng)，知識(shí)結(jié)構(gòu)太偏，對(duì)于工科大學(xué)畢業(yè)，沒(méi)有在這個(gè)行業(yè)里，做過(guò)幾個(gè)真正的設(shè)計(jì)的人，很難聽懂專業(yè)設(shè)計(jì)師的敘述，要求他完成這個(gè)程序，就太過(guò)分了。 1.4 總結(jié) 可見，必須有一個(gè)能夠被專業(yè)設(shè)計(jì)師所掌握，又能夠發(fā)揮他們的長(zhǎng)處（熟悉設(shè)計(jì)和交互操作），避開他們的短處（軟件知識(shí)較少）的開發(fā)方法。這就是AutoLISP。 可以在AutoLISP程序中引用AutoCAD的幾乎所有的功能，進(jìn)行圖形處理的自動(dòng)化，尤其是較深層的應(yīng)用——對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。 在Visual LISP的協(xié)助下，從對(duì)AutoCAD進(jìn)行操作的功能上討論，僅比ARX少幾個(gè)功能：自定義AutoCAD對(duì)象、多圖檔的深入管理等。從目前的情況看，AutoLISP是AutoCAD中幾乎所有的應(yīng)用程序的“總管、大管家”，而且目前只有AutoLISP 表達(dá)式，才能以添加在腳本文件、對(duì)話框程序、菜單、甚至VBA程序，更可以直接用在AutoCAD的命令行中響應(yīng)幾乎所有的命令。 總的來(lái)說(shuō)，LISP是典型的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，AutoLISP是解釋運(yùn)行，源程序保密性差，巨量數(shù)據(jù)的復(fù)雜運(yùn)算效率較低，文件管理功能簡(jiǎn)單，但可以在絕大多數(shù)源程序內(nèi)容不變的條件下，用Visual LISP將其編譯成VLX程序包或者FAS程序，這樣處理之后的AutoLISP程序，將具有與ARX程序相同的高保密性能，也將具有比解釋運(yùn)行明顯提高的運(yùn)行效率。而且，AutoLISP程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)大大低與ARX，絕少在程序崩潰后連帶AutoCAD崩潰。 2 利用AutoLisp進(jìn)行參數(shù)化繪圖的方案 用AutoLisp進(jìn)行開發(fā)的一個(gè)典型的也是最重要的應(yīng)用就是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化繪圖程序設(shè)計(jì)，參數(shù)化繪圖包括尺寸驅(qū)動(dòng)和鼠標(biāo)拖動(dòng)。 鼠標(biāo)拖動(dòng)，就是用AutoLisp語(yǔ)言提供的（GRREAD[]）函數(shù)，讓用戶直接讀AutoCAD的輸入設(shè)備（如鼠標(biāo)），通過(guò)鼠標(biāo)移動(dòng)光標(biāo)，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)拖動(dòng)實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)與屏幕圖形的同時(shí)變動(dòng)。 尺寸驅(qū)動(dòng)，就是通過(guò)改變幾何圖形的形狀和大小的繪圖參數(shù)，即改變圖形尺寸，而驅(qū)動(dòng)圖形的自動(dòng)變化。 2.1 鼠標(biāo)拖動(dòng) 用AutoCAD提供的AutoLISP語(yǔ)言進(jìn)行二次開發(fā)，修改、擴(kuò)充AutoCAD的功能；用AutoLISP語(yǔ)言提供的（GRREAD[]）函數(shù)，讓用戶直接讀AutoCAD的輸入設(shè)備（如鼠標(biāo)），任選項(xiàng)追蹤光標(biāo)移動(dòng)存在且為真時(shí)，通過(guò)鼠標(biāo)移動(dòng)光標(biāo)，達(dá)到從鼠標(biāo)那里不斷返回坐標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)拖動(dòng)實(shí)體數(shù)據(jù)庫(kù)與屏幕圖形的一致變化，深化AutoCAD的作圖環(huán)境，使鼠標(biāo)拖動(dòng)圖形的參數(shù)化繪圖成為可能。 設(shè)計(jì)人員不需要考慮圖形的原始尺寸，只需用鼠標(biāo)移動(dòng)屏幕上的光標(biāo)，調(diào)整所需的參數(shù)值即可，同時(shí)也免去了編制大量繪圖程序的工作。 用鼠標(biāo)拖動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)繪圖操作非常簡(jiǎn)便直觀，靈活迅速，符合用戶習(xí)慣，適應(yīng)當(dāng)今AutoCAD的發(fā)展趨勢(shì)。但用于拖動(dòng)的原始草圖一般是一些簡(jiǎn)單實(shí)體（由line命令繪制的角、梯形、矩形和多邊形）。若草圖是用pline命令繪制的復(fù)雜實(shí)體，需要對(duì)程序另外加入entnext函數(shù)等。 2.2 尺寸驅(qū)動(dòng) 參數(shù)化繪圖在現(xiàn)代機(jī)械CAD中應(yīng)用很廣，特別是對(duì)于定型的機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，需要形成系列，以便針對(duì)用戶的生產(chǎn)特點(diǎn)提供不同大小、功率、規(guī)格的產(chǎn)品。這就要求該產(chǎn)品的CAD系統(tǒng)具有參數(shù)化的設(shè)計(jì)功能，使得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖可以方便地隨著某些結(jié)構(gòu)尺寸的修改而修改并自動(dòng)地重新繪出所要求的圖紙，實(shí)現(xiàn)尺寸驅(qū)動(dòng)圖形的自動(dòng)變化。 參數(shù)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)對(duì)象（即機(jī)械圖）的結(jié)構(gòu)形狀一般比較定型，其尺寸關(guān)系可以用一組參數(shù)來(lái)確定，從而確定所要畫的圖紙。在AutoCAD R12以上版本中可以設(shè)計(jì)對(duì)話框來(lái)輸入?yún)?shù)，若要改變圖形的尺寸參數(shù)，可以使用對(duì)話框重新輸入一組數(shù)據(jù)重畫即可。對(duì)于實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的，且曲線、曲面較多，形狀復(fù)雜等的零件，比較適合采用AutoLISP編程，用尺寸驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繪制。 2.3 總結(jié) 由于鼠標(biāo)拖動(dòng)過(guò)程過(guò)于繁瑣，不易操作。故本次設(shè)計(jì)采用尺寸驅(qū)動(dòng)參數(shù)化繪圖。通過(guò)對(duì)對(duì)話框的設(shè)計(jì)，用戶只要在對(duì)話框中改變參數(shù)值，就可得出不同軸徑、槽寬和槽深的軸的自動(dòng)繪制和尺寸標(biāo)注。 3 對(duì)話框的設(shè)計(jì) AutoCAD有自己的一套對(duì)話框設(shè)計(jì)語(yǔ)言，稱為對(duì)話框控制語(yǔ)言（DCL）。該語(yǔ)言以文件形式定義對(duì)話框，對(duì)話框中的各種元素（如按鈕和編輯框）又稱為控件，空間的尺寸和功能由空間的屬性控制。使用對(duì)話框，分為二步來(lái)完成：第一步對(duì)話框的界面設(shè)計(jì)，即用DCL語(yǔ)言定義一個(gè)對(duì)話框界面；第二步使用AutoLISP程序來(lái)驅(qū)動(dòng)用DCL語(yǔ)言定義的對(duì)話框，并完成對(duì)話框中各控件（如按鈕）對(duì)應(yīng)的操作。 3.1 DCL語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī) 在提出編寫的DCL文件時(shí)，先簡(jiǎn)單地介紹一下DCL的語(yǔ)言語(yǔ)法規(guī)。 （1）DCL語(yǔ)言采用類似C語(yǔ)言的形式來(lái)描述，每個(gè)空件的定義由一對(duì)匹配的“｛｝” 大括號(hào)包容，其內(nèi)容說(shuō)明屬性，每個(gè)屬性賦值語(yǔ)句和調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)控件語(yǔ)句都以“；”分隔。 （2）控件的定義和屬性用小寫字母書寫，用戶只有在給控件的屬性（如label）賦值時(shí)才可以使用大寫字母。 （3）DCL文件應(yīng)采用縮格形式以便清楚地表達(dá)語(yǔ)句的從屬關(guān)系。例如，在列的聲明中，列中的按鈕控件的聲明應(yīng)該縮進(jìn)幾格，而且這些同等位置的按鈕聲明應(yīng)該對(duì)折。 （4）構(gòu)件的名字可包括字母、數(shù)字和若干個(gè)下劃線，但要以字母開頭。 （5）屬性用等號(hào)來(lái)賦值，分號(hào)結(jié)束。 （6）空行被忽略。 （7）文件中可以用“//”表示從“//”后直到行末尾部分為注釋；第二種注釋以/*開始，以*/結(jié)束，/*和*/可以處在不同的行，也可以處在同一行中間，這樣方便用戶用以大段的文檔說(shuō)明和行中間的消息說(shuō)明。 （8）另外指出，在用AutoLISP驅(qū)動(dòng)時(shí)，AutoCAD會(huì)對(duì)其編譯檢查，如果用戶定義的DCL文件，存在嚴(yán)重錯(cuò)誤，AutoCAD會(huì)在當(dāng)前工作目錄下生成ACAD.DCE文本文件，該文件給出出錯(cuò)說(shuō)明。 3.2 對(duì)話框設(shè)計(jì)中用到的控件和屬性 （1）關(guān)鍵字和值屬性 key（關(guān)鍵字）是用雙引號(hào)括起來(lái)的字符串（無(wú)缺省值）。它為特定的控件給出了一個(gè)ASCII名字。應(yīng)用程序利用這個(gè)名字來(lái)引用相應(yīng)的控件。在一個(gè)特定的對(duì)話框內(nèi)部，每個(gè)key取值必須是唯一的。Key的值對(duì)應(yīng)用是不可見的，其名稱可任意指定（但在對(duì)話框中必須是唯一的）。同理，key屬性也不需要用多種語(yǔ)言轉(zhuǎn)換到應(yīng)用程序中。 value（值）是用雙引號(hào)括起來(lái)的字符串（也無(wú)缺省值）。它規(guī)定了控件的初值。Value的含義隨控件的類型不同而變化。在運(yùn)行期間，控件值可以由用戶輸入或調(diào)用（set_tile）函數(shù)來(lái)改變。打開對(duì)話框時(shí)（即在調(diào)用new_dialog函數(shù)之前），不必考慮控件值屬性。只是在對(duì)話框顯示出來(lái)后，new_dialog才使用這些值來(lái)初始化對(duì)話框中的每一個(gè)控件。這意味著value屬性不會(huì)影響控件在對(duì)話框中的大小和定位。 （2）編輯框及其專用屬性 編輯框（edit_box）是用戶能夠輸入和編輯單行文本的控件窗口。而且可以在編輯框的左側(cè)顯示任意的label（標(biāo)簽）。如果輸入的文本比編輯框更長(zhǎng)，文本則可作水平滾動(dòng)。 1　 label用雙引號(hào)括起來(lái)的字符串（缺省值為空串：（））。該文本顯示在框的左邊。如果給定了label值，它將按左對(duì)齊顯示在edit_box控件中。 2　 edit_width一個(gè)整數(shù)或?qū)崝?shù)值，并用字符寬度單位表示。編輯框的輸入部分的寬度就是edit_box類型控件的實(shí)際邊框部分的寬度。如果沒(méi)有給定edit_width值或?qū)⑺脼?，那么控件的寬度是不確定的，編輯框?qū)U(kuò)展到占滿可用空間為止；如果給定edit_width非零值，則編輯框在該控件所占據(jù)的空間內(nèi)是右對(duì)齊的。出于布局考慮，伸展控件的尺寸是有必要的。PDB工具能在label與框的編輯部分插入適當(dāng)空白。 （3） 加框列 加框列（boxed_column）是指一種周圍畫邊界線的列。對(duì)話框的布局就像boxed_column（加框列）描述的那樣。如果加框列具有l(wèi)abel，則label會(huì)出現(xiàn)在邊框的上方。若不要出現(xiàn)label，用空白（" "）或空（null）或""就只顯示邊框。 （4）加框行 加框行（boxed_column）是指一種周圍畫有邊界線的行。如果加框行具有l(wèi)abel，則label會(huì)出現(xiàn)在邊框的上方，若不要出現(xiàn)label，用空白（" "）或空（null）或""就只顯示邊框。 3.3 對(duì)話框的程序編譯 圖3-1 對(duì)話框圖示 對(duì)話框如圖3-1所示，其編譯的程序如下： myshaft:dialog{ label="軸的參數(shù)化設(shè)計(jì)"; :boxed_column{label="軸的參數(shù)"; :boxed_row{ :edit_box{ label="左側(cè)軸直徑d1(mm)"; key="d1"; edit_width=8; } :edit_box{ label="左側(cè)軸長(zhǎng)度a1(mm)"; key="a1"; edit_width=8; } :edit_box{ label="倒角距離c(mm)"; key="c"; edit_width=8; } } :boxed_row{ :edit_box{ label="第二段軸直徑d2(mm)"; key="d2"; edit_width=14; } :edit_box{ label="第二段軸長(zhǎng)度a2(mm)"; key="a2"; edit_width=14; } } :boxed_row{ :edit_box{ label="鍵槽寬b(mm)"; key="b"; edit_width=10; } :edit_box{ label="鍵槽深t(mm)"; key="t"; edit_width=10; } :edit_box{ label="鍵槽長(zhǎng)L(mm)"; key="L"; edit_width=10; } } :boxed_row{ :edit_box{ label="第三段軸直徑d3(mm)"; key="d3"; edit_width=14; } :edit_box{ label="第三段軸長(zhǎng)度a3(mm)"; key="a3"; edit_width=14; } } :boxed_row{ :edit_box{ label="退刀槽直徑d7(mm)"; key="d7"; edit_width=16; } :edit_box{ label="退刀槽長(zhǎng)度a7(mm)"; key="a7"; edit_width=16; } } :boxed_row{ :edit_box{ label="第四段軸直徑d4(mm)"; key="d4"; edit_width=14; } :edit_box{ label="第四段軸長(zhǎng)度a4(mm)"; key="a4"; edit_width=14; } } :boxed_row{ :edit_box{ label="第五段軸直徑d5(mm)"; key="d5"; edit_width=14; } :edit_box{ label="第五段軸長(zhǎng)度a5(mm)"; key="a5"; edit_width=14; } } :boxed_row{ :edit_box{ label="右側(cè)軸直徑d6(mm)"; key="d6"; edit_width=16; } :edit_box{ label="右側(cè)軸長(zhǎng)度a6(mm)"; key="a6"; edit_width=16; } } } ok_cancel; } 4 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 軸設(shè)計(jì)的總體方案 開始 初始化變量，讀入數(shù)據(jù)文件 輸入軸的參數(shù) N 輸入完成 進(jìn)入繪圖程序 結(jié)束 圖4-1程序流程圖 整個(gè)軸的參數(shù)化繪圖流程如圖4-1所示。為了實(shí)現(xiàn)軸類零件的參數(shù)化繪圖設(shè)計(jì)，采用了建立圖元庫(kù)的方法。圖元庫(kù)是將具有相同結(jié)構(gòu)的繪圖元素，組合到一起形成繪圖元素集合，在繪制類似結(jié)構(gòu)特征的零件時(shí)，便可從圖元庫(kù)調(diào)用某一圖元，輸入圖元的特征尺寸，在屏幕上自動(dòng)繪出此圖元的圖形。通過(guò)對(duì)話框的設(shè)計(jì)，利用對(duì)話框?qū)S的各段直徑及長(zhǎng)度尺寸進(jìn)行輸入和修改，從而實(shí)現(xiàn)不同軸徑、槽寬和槽深的軸剖面圖的自動(dòng)繪制及尺寸標(biāo)注，進(jìn)而提高軸類零件的繪圖效率。 4.2 主程序的設(shè)計(jì) 4.2.1 對(duì)話框PDB函數(shù) （1）對(duì)話框打開和關(guān)閉函數(shù) 1　 （load_dialog delfile）本函數(shù)將一個(gè)DCL文件加載到內(nèi)存，一個(gè)應(yīng)用程序通過(guò)多次調(diào)用本函數(shù)而裝入多個(gè)文件，本函數(shù)按照AutoCAD庫(kù)搜索路徑來(lái)搜索指定的DCL文件。 defile變量指定要裝入的DCL文件的一個(gè)字符串，若未指定擴(kuò)展名，則假定它的擴(kuò)展名是.DCL。若本函數(shù)調(diào)用成功，則返回一個(gè)正整數(shù)值（假設(shè)存入變量在index_value中）；否則，返回一個(gè)負(fù)整數(shù)，這個(gè)index_value在隨后調(diào)用new_dialog和unload_dialog時(shí)可用作被裝入的DCL文件的句柄使用。 2　 （unload_dialog index_value）本函數(shù)卸載與文件句柄index_value相聯(lián)系的那個(gè)DCL文件（這個(gè)句柄是在先前調(diào)用nex_dialog函數(shù)時(shí)取得的）。本函數(shù)總是返回nil。本函數(shù)與load_dialog函數(shù)互為反函數(shù)。 3　 （new_dialog dlgname index_value [action[screen_pt]]）本函數(shù)開始一個(gè)新的對(duì)話框，并顯示該對(duì)話框，還能指定一個(gè)隱含動(dòng)作。 如果new_dialog調(diào)用成功，它返回T；否則，它返回nil。 在應(yīng)用程序中，在調(diào)用start_dialog函數(shù)之前，必須先調(diào)用new_dialog。所有對(duì)話框的初始化工作，如：設(shè)置控件值、生成圖像、生成列表框的表以及將各個(gè)動(dòng)作與特定的控件聯(lián)系起來(lái)（用action_tile函數(shù)完成）等等，都必須發(fā)生在調(diào)用new_dialog函數(shù)之后，同時(shí)也必須發(fā)生在調(diào)用start_dialog函數(shù)之前。 在應(yīng)用程序中應(yīng)該總是檢查由new_dialog函數(shù)返回的狀態(tài)。當(dāng)new_dialog函數(shù)調(diào)用失敗時(shí)，調(diào)用start_dialog函數(shù)將有可能導(dǎo)致無(wú)法預(yù)料的后果。 4　 （start_dialog）本函數(shù)顯示一個(gè)對(duì)話框，并開始接受用戶的輸入。 在調(diào)用本函數(shù)之前，必須調(diào)用new_dialog函數(shù)，首先將對(duì)話框進(jìn)行初始化。對(duì)話框一直保持激活狀態(tài)，直到一個(gè)動(dòng)作表達(dá)式或回調(diào)函數(shù)調(diào)用done_dialog的函數(shù)。通常，done_dialog函數(shù)與關(guān)鍵字為“accept”的那個(gè)控件相聯(lián)系（典型情況下是OK按鈕），也可以與關(guān)鍵字為“cancel”的那個(gè)控件相聯(lián)系（典型情況下是cancel按鈕）。 調(diào)用start_dialog函數(shù)不帶變量。它返回一個(gè)傳遞函數(shù)給done_dialog函數(shù)的狀態(tài)代碼。如果用戶按下了OK按鈕，start_dialog函數(shù)返回隱含值1，如果用戶按下了cancel按鈕，start_dialog函數(shù)返回值0，而如果所有對(duì)話框都被term_dialog函數(shù)終止，那么start_dialog函數(shù)就返回-1。但是，如果done_dialog函數(shù)傳遞了一個(gè)大于1的整型狀態(tài)代碼，start_dialog函數(shù)就會(huì)將這個(gè)值返回，它的含義由應(yīng)用程序決定。 5　 （done_dialog[status]）本函數(shù)終止一個(gè)對(duì)話框。必須從一個(gè)動(dòng)作表達(dá)式或一個(gè)回調(diào)函數(shù)中調(diào)用done_dialog函數(shù)。 如果為關(guān)鍵字“accept”或“cancel”的按鈕（通常是OK和cancel按鈕）提供了一個(gè)回調(diào)函數(shù)，那么，該回調(diào)函數(shù)必須顯示地調(diào)用done_dialog函數(shù)。如果不這樣做，用戶就會(huì)被困在這個(gè)對(duì)話框中，如果不為這些按鈕提供一個(gè)顯示的回調(diào)函數(shù)，而使用標(biāo)準(zhǔn)的退出按鈕，AutoCAD將自動(dòng)處理他們。此外，為“accept”按鈕提供的一個(gè)顯式的回調(diào)函數(shù)必須使其在調(diào)用done_dialog時(shí)將變量status指定為1（或由應(yīng)用程序定義的其他值）；否則，start_dialog函數(shù)會(huì)返回隱含值0，而0意味著用戶取消了該對(duì)話框。 （2） 控件和屬性處理函數(shù) 1　 （action_tile key action_expression）本函數(shù)為某一控件指定一個(gè)動(dòng)作表達(dá)式。當(dāng)用戶在對(duì)話框中選擇了這個(gè)控件時(shí)，就會(huì)對(duì)這個(gè)動(dòng)作表達(dá)式進(jìn)行求值。 2　 （get_tile key）本函數(shù)檢索一個(gè)對(duì)話框控件的當(dāng)前運(yùn)行時(shí)的值。變量key是指定控件的一個(gè)字符串，它區(qū)分大小寫，并以字符串的形式返回控件的值。本函數(shù)被更多地用于回調(diào)函數(shù)之中，而不是用于構(gòu)件的初始化。此函數(shù)還可用于查看未被選中的控件的值。例如對(duì)對(duì)話框進(jìn)行出錯(cuò)檢查并檢查其設(shè)定值的一致性，這時(shí)只知道被選中的控件的值（在變量value中）是不夠的，還要知道別的控件的值。 3　 （set_tile key value）本函數(shù)為一個(gè)對(duì)話框控件設(shè)置值，key變量是指定控件的一個(gè)字符串，而value則是指定新值的一個(gè)字符串變量名（控件的初始值由value屬性設(shè)置）。 4.2.2 主程序的編譯 程序如下： ;主程序 (defun C:MYSHAFT () (setq id_load (load_dialog "myshaft.dcl")) (if (<= id_load 0) (alert "\n加載DCL文件出錯(cuò)！") (progn (setq id_disp (new_dialog "myshaft" id_load)) (if (not id_disp) (alert "\n顯示對(duì)話框時(shí)出錯(cuò)！") (progn (set_tile "d1" "50") ;設(shè)置初始值 (set_tile "a1" "35") (set_tile "c" "2") (set_tile "d2" "54") (set_tile "a2" "60") (set_tile "b" "16") (set_tile "t" "6") (set_tile "L" "45") (set_tile "d3" "60") (set_tile "a3" "30") (set_tile "d7" "50") (set_tile "a7" "5") (set_tile "d4" "56") (set_tile "a4" "35") (set_tile "d5" "50") (set_tile "a5" "25") (set_tile "d6" "40") (set_tile "a6" "55") (action_tile "accept" "(getdata) (done_dialog 1)") ;用getdata函數(shù)獲取用戶輸入數(shù)據(jù) (action_tile "cancel" "(done_dialog 0)") (setq id_start (start_dialog)) ;顯示對(duì)話框 ) ;end progn inner and if display ) ) ;end progn outter and if load ) (if (= id_start 1) (Drawshaft) ) (unload_dialog id_load) (princ) ) ;end defun return parameters ;獲取數(shù)據(jù)函數(shù) (defun getdata () (setq dd1 (atoi (get_tile "d1"))) ;獲取左側(cè)軸直徑數(shù)據(jù) (setq aa1 (atoi (get_tile "a1"))) ;獲取左側(cè)軸長(zhǎng)度數(shù)據(jù) (setq cc (atoi (get_tile "c"))) ;獲取倒角距離數(shù)據(jù) (setq dd2 (atoi (get_tile "d2"))) ;獲取第二段軸直徑數(shù)據(jù) (setq aa2 (atoi (get_tile "a2"))) ;獲取第二段軸長(zhǎng)度數(shù)據(jù) (setq bb (atoi (get_tile "b"))) ;獲取鍵槽寬 (setq tt (atoi (get_tile "t"))) ;獲取鍵槽深 (setq LL (atoi (get_tile "L"))) ;獲取鍵槽長(zhǎng) (setq dd3 (atoi (get_tile "d3"))) ;獲取第三段軸直徑數(shù)據(jù) (setq aa3 (atoi (get_tile "a3"))) ;獲取第三段軸長(zhǎng)度數(shù)據(jù) (setq dd7 (atoi (get_tile "d7"))) ;獲取退刀槽直徑數(shù)據(jù) (setq aa7 (atoi (get_tile "a7"))) ;獲取退刀槽長(zhǎng)度數(shù)據(jù) (setq dd4 (atoi (get_tile "d4"))) ;獲取第四段軸直徑數(shù)據(jù) (setq aa4 (atoi (get_tile "a4"))) ;獲取第四段軸長(zhǎng)度數(shù)據(jù) (setq dd5 (atoi (get_tile "d5"))) ;獲取第五段軸直徑數(shù)據(jù) (setq aa5 (atoi (get_tile "a5"))) ;獲取第五段軸長(zhǎng)度數(shù)據(jù) (setq dd6 (atoi (get_tile "d6"))) ;獲取左側(cè)軸直徑數(shù)據(jù) (setq aa6 (atoi (get_tile "a6"))) ;獲取左側(cè)軸長(zhǎng)度數(shù)據(jù) )