陳光霞

(江漢大學(xué)智能制造學(xué)院，湖北 武漢 430056)

0 前言

在設(shè)計、制造、裝配機械零部件的過程中，工藝尺寸鏈的計算是不可或缺的，在新產(chǎn)品的研發(fā)過程中，其作用更為重要[1]。零件圖中所標注的尺寸公差是零件加工最終所需要達到的要求，即設(shè)計要求，而工藝過程中的許多中間工序的尺寸公差，是在機械加工工藝規(guī)程設(shè)計中通過計算工藝尺寸鏈才能確定的[2]。傳統(tǒng)工藝尺寸鏈的計算是由設(shè)計人員確定工藝尺寸鏈以及尺寸鏈中的各組成環(huán)的類別，再利用相差計算公式計算各組成環(huán)的基本尺寸及公差，此方法效率比較低且容易產(chǎn)生差錯，導(dǎo)致設(shè)計錯誤。

AutoCAD軟件是二維設(shè)計圖繪制的常用軟件，其功能強大，使用方便，是目前機械設(shè)計中常用的計算機輔助軟件，它提供了強大的二次開發(fā)功能，如AutoLisp、ObjectARX、VBA以及C#都可對AutoCAD進行二次開發(fā)，其中C#是利用.NET環(huán)境進行二次開發(fā)的方式之一，其開發(fā)周期短、開發(fā)便捷[3]，是目前較為常用的開發(fā)方式之一。

本文利用C#語言及.NET Framework組件開發(fā)了一個可以在AutoCAD環(huán)境下繪制被加工零件簡圖，并在其上標注工藝尺寸，形成工藝尺寸鏈，用戶只需要選擇其中的一個尺寸作為封閉環(huán)，即可自動對圖中尺寸進行遍歷，自動搜索尺寸，查找工藝尺寸鏈，最后計算出未知尺寸的基本尺寸及其公差。

1 程序?qū)崿F(xiàn)的方法

程序?qū)崿F(xiàn)功能的基本思路如下：

利用AutoCAD軟件繪制加工零件簡圖，并標注相應(yīng)的工藝尺寸，待求尺寸鏈中的環(huán)為A，如圖1所示。其實現(xiàn)思路流程如圖2所示。

圖1 零件簡圖

圖2 功能實現(xiàn)流程圖

2 程序功能實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 尺寸數(shù)據(jù)的獲取

在AutoCAD中尺寸數(shù)據(jù)是存儲在其圖形數(shù)據(jù)庫(Database)中，要完成尺寸鏈的計算必須首先獲取圖中所標注尺寸的數(shù)據(jù)。讀取尺寸數(shù)據(jù)的步驟如下：

(1)獲取當前圖形文檔。

Document doc=Application.DocumentManager.MdiActiveDocument

(2)獲取當前工作圖形數(shù)據(jù)庫。

Database acCurDb=HostApplicationServices.WorkingDatabase

(3)建立當前圖形數(shù)據(jù)庫事務(wù)。

Transaction acTrans=acCurDb.TransactionManager.StartTransaction()

以只讀方式打開當前圖形數(shù)據(jù)塊表記錄

遍歷塊表記錄，當實體為尺寸實體時，讀取其數(shù)據(jù)存入尺寸數(shù)據(jù)數(shù)組中。

為了存儲尺寸數(shù)據(jù)建立如下所示的尺寸數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

public struct Dimdata

{

public string DimType；//尺寸類型

public string LoopType { get；set；}//環(huán)類型

public Point3d StartPt；//第一尺寸界線起點坐標

public Point3d EndPt；//第二尺寸界線起點坐標

public double DimVal { get；set；}//基本尺寸

public double DimTpval { get；set；}//尺寸上偏差

public double DimTmval { get；set；}//尺寸下偏差

public Point3d CenterPt；//徑向尺寸圓心坐標

public ObjectId DimObjid；//尺寸實體的ID

public bool Flag；//使用標志

}。

并建立結(jié)構(gòu)數(shù)組來保存尺寸相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.2 尺寸鏈形成及增減環(huán)的自動判斷

本文以水平尺寸鏈為例，如圖3所示：首先判斷封閉環(huán)2個尺寸界線起點的X坐標的大小，將X坐標小的作為第二尺寸界線起點(如A0為封閉環(huán)，左邊為第二尺寸界線起點)；然后搜索尺寸鏈的其它尺寸，若某個尺寸的尺寸界線起點的X坐標等于封閉環(huán)第二尺寸界線起點的X坐標(如圖3所示A2的左邊起點)，則此尺寸為尺寸鏈的下一環(huán)，并將此尺寸界線起點作為A2的第一尺寸界線起點，另一個尺寸界線的起點作為第二尺寸界線的起點；第三步再判斷A2的2個尺寸界線起點的X坐標大小，當?shù)诙叽缃缇€起點的X坐標大于第一尺寸界線起點的X坐標，則此尺寸為增環(huán)，反之為減環(huán)(A2為增環(huán))；再以A2的第二尺寸界線起點的X坐標去搜索，當下一個尺寸的2個尺寸界線起點中有一個點的X坐標與A2的第二尺寸界線起點相等，則為尺寸鏈的下一環(huán)，如圖3的A1，同樣的方法，再判斷A1兩個尺寸界線起點X坐標的大小關(guān)系，從而判斷其增減性。

圖3 尺寸鏈增減環(huán)判斷

如果尺寸鏈為垂直尺寸鏈，則以尺寸的尺寸界線起點坐標的Y坐標作為判斷依據(jù)。如果是平面尺寸鏈，則以尺寸界線起點的X、Y坐標作為判斷依據(jù)。

2.3 直徑尺寸的處理

在工藝尺寸鏈的計算過程中，對直徑尺寸的處理方法是基本尺寸取一半，公差也取一半作為尺寸鏈中的一個環(huán)。如圖4中的19.8及20兩個尺寸。本文以水平尺寸鏈為例說明其處理方法。

圖4 直徑尺寸的處理

當尺寸實體的類型為“AcDbDiametricDimension”或為“AcDbRotatedDimension”但其替代文本中含有“%%C”字符串時，都是直徑尺寸，如果是“AcDbDiametricDimension”類型，則將尺寸線變換為水平后，求出2個尺寸界線的起點坐標，存入數(shù)組中。當一個直徑的2個尺寸界線起點中有一個與現(xiàn)有尺寸中的尺寸界線起點坐標相同，如尺寸Φ40的左尺寸界線起點與43.6的左尺寸界線起點相同，則它的另一個尺寸界線起點用圓心坐標替代，基本尺寸及上下偏差均取半。

3 結(jié)論

圖1所示的工藝尺寸鏈計算結(jié)果如圖5所示。

圖5 工藝尺寸鏈計算結(jié)果圖

利用C#進行工藝尺寸鏈的自動計算，開發(fā)方法簡單，可以有效地減輕計算工作量和避免計算錯誤，有利用于提高工藝規(guī)程設(shè)計的工作效率。