1 引言
AutoCAD软件作为一种自动计算机辅助设计软件,广泛用于二维绘图、三维设计和设计文档等方面,现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD能利用内嵌语言Autolisp、Visual Lisp、VBA等进行二次开发,用户可根据实际工作需要来扩展其功能。其中VBA是Visual Basic for Application的缩写,同VB一样,是一种面向对象的程序设计语言,功能强大、易学易用,共享AutoCAD的内存空间,运行速度快,便于与AutoCAD沟通[1]。笔者将以VBA为开发平台,编制计算软件,用于一种复杂刀具形线的辅助设计。
2 问题提出
螺杆压缩机转子加工行业采用的国产可转位螺杆转子铣刀主要由我公司研制生产,是一种科技含量较高的产品,该类铣刀是用于加工螺杆压缩机转子的专用高效粗加工铣刀。该类铣刀由阴、阳两种铣刀组成,分别加工螺杆的阴转子与阳转子,如图1所示。刀具形线设计时要保证刀片搭接出的形线符合用户的公差等要求,因此要求输入的铣刀形线必须准确。我们具体设计时依据用户提供的刀具坐标点,以此为基础在AutoCAD中来设计最初的刀具形线,排列刀片搭接图,然后转入具有CAM功能的三维软件进行建模、编制加工程序。
一般用户提供的刀具坐标点如下所示(部分):
1 -22.729639 102.295381 112.330200
2 -22.585449 102.363016 114.212410
3 -22.440509 102.425356 116.034782
……
218 9.759029 102.554520 39.770615
219 9.805530 102.494209 42.008438
220 9.852830 102.437416 44.161751
……
其中第二列为形线的X坐标,第三列为形线的Y坐标,每把铣刀形线的坐标点少则200多,多的达到400多,而且,不同规格的铣刀的形线又完全不同,每次设计新规格的铣刀,就要输入一次铣刀形线。因此,将螺杆转子铣刀形线输入到设计软件中,是进行铣刀设计的先决条件,其输入的准确率及效率直接影响到下一步的刀具的设计。
3 螺杆铣刀形线输入常用的三种方式
1) 手工输入
采用手工输入,为了减小工作量,只能分段截取部分坐标点,以坐标点的X坐标、Y坐标在AutoCAD中利用“多线”命令画出铣刀形线,采用此方法不但工作量大,而且容易出错。
2) 利用AutoCAD软件自身功能输入
把用户提供的坐标点在Word中进行编辑,仅保留X坐标及Y坐标,复制坐标点,在AutoCAD中利用“样条”命令生成铣刀形线,采用此种方式,输出的形线准确,相对效率较高,但该方法只能生成铣刀原形线,铣刀的中心线、公差带形线等需要手动输入,并且坐标点需要重新编辑。
3) 借助UG软件输入
采用此方式,同样需要编辑坐标点,保留X坐标及Y坐标,并添加Z坐标,每个Z坐标值都设为0。把编辑好的坐标点保存为“.dat”格式。在UG软件中利用“样条”功能生成铣刀形线。采用此种方式,可直接在UG中建模,但UG平面设计不如AutoCAD方便,常常需将形线二次输出到AutoCAD中进行排列刀片搭接图,重复劳动。
4 利用VBA二次开发形线输入软件
鉴于上述三种输入方式的缺点,结合实际情况,我们利用AutoCAD中的VBA对AutoCAD进行二次开发, 开发适合我们所需的功能:
1) 软件直接读取刀具坐标点,不需事先编辑,在AutoCAD中生成刀具形线;
2) 软件可根据需要生成铣刀的中心线、留磨量线、公差带形线、刀体形线等;
3) 软件可根据需要生成铣刀刀体的数控车程序。
我们利用VBA读文件命令读入刀具坐标点,读取时直接选择刀具的X坐标及Y坐标,再用创建轻型多段线的方法“AddLightWeightPolyline” 创建刀具形线图[1~3],利用“Offset”方法生成所需的公差带、刀体线等,利用VBA写文件命令输出数控车程序。二次开发出的软件界面如图2所示。
在AutoCAD中运行VBA,载入软件,在软件中设置磨量、公差、中心距等需要输出的形线选项,点击“确定”按钮即可,把用户提供的刀具坐标点直接生成所需的铣刀形线,如图3所示。
采用此种方式,输入的形线准确,效率高,不但能生成铣刀原形线,而且铣刀的中心线、留磨量线、公差带形线、刀体形线等也可以根据选择同时输入。同时,根据需要,刀体形线的数控车程序的坐标点也可以生成,程序如下所示。
……
N12 G01 X205.48 Z29.23
N14 G01 X205.35 Z29.374
N16 G01 X205.22 Z29.561
N18 G01 X205.11 Z29.747
……
5 结束语
通过对AutoCAD进行二次开发,开发出适合我们所需的功能,充分发挥出现有软件的功效,为复杂刀具设计提供一个有力辅助,经过不同规格的螺杆转子铣刀形线输入的多次验证,该软件应用起来灵活方便,大大提高了螺杆转子铣刀形线输入的效率与准确率,为下一步的铣刀设计提供了有力保障。
参考文献:
[1] 张国宝.AutoCAD2000 VBA 开发技术[M].北京:清华大学出版社,2000.
[2] 张帆. AutoCAD VBA 二 次开发教程[M].北京:清华大学出版社,2006.
[3] 二代龙震工作室.AutoCAD VBA函数库查询辞典[M].北京:中国铁道出版社,2003.
作者简介:李涛(1964-),工程师,本科,工学学士, 从事刀具的生产管理。