一种用于复杂刀具多参数设计的CAD方法

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1．引言

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　　在刀具设计，尤其是复杂刀具的设计中，为了减少设计工作量，缩短设计周期，提高设计精度，采用CAD技术已是当务之急。本文在普通刀具CAD技术的基础上，提出一种适用于复杂刀具多参数设计的CAD方法，并开发了相应的CAD软件。对于同一类型不同结构尺寸的复杂刀具，只要输入已知参数，不必重新编程计算，即可自动按用户要求进行刀具结构尺寸运算，并绘制出刀具设计结构图。该软件的最大优点是具有一定通用性，与交互式绘图软件相比，可大大缩短设计周期，提高设计精度，减小同类产品之间的设计误差。现以蜗轮滚刀参数设计为例，对软件的总体结构、功能设计和数据通讯作一介绍。

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2．蜗轮滚刀参数设计软件的总体结构

　　本软件采用结构化设计方法，首先利用Foxbase＋数据库进行窗口设计和数据查询、检索；然后采用VC＋＋语言进行参数运算；最后调用智能型参数绘图语言Autolisp编制的绘图程序进行滚刀工作图绘制。软件执行框图见下图。

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软件执行框图

3．窗口设计和数据检索

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　　本软件的菜单设计和数表查询均采用Foxbase＋语言，Foxbase＋可实现建立数据库和数据查询等操作，并可通过程序实现数据文件中的数据操作。因此，设计蜗轮滚刀时的许多查表工作均由Foxbase＋完成。此外，Foxbase＋还具有简明的菜单设计功能。本软件采用＠X，Y　SAY“……”语句进行菜单设计，其优点在于：用＠……SAY定位显示语句可以在屏幕任意位置设置任意大小的菜单，不必在没有显示信息的地方频繁添补空格符，因此具有一定灵活性。而且这种语句可充分利用硬件环境提供的彩色功能，使菜单美观醒目。程序语句举例如下
　　＠5，12　say“……蜗轮滚刀菜单选择……”
　　＠7，12　prompt“1．阿基米德蜗轮滚刀”
　　＠9，12　prompt“2．齿槽法向直廓蜗轮滚刀”
　　＠11，12　prompt“3．ZC1圆弧圆柱蜗轮滚刀”
　　＠12，13　prompt“4．退出”

4．Foxbase＋与VC＋＋间的数据通讯

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　　本软件中有关滚刀结构参数的计算采用VC＋＋语言，而Foxbase＋与高级语言之间的数据通讯是借助数据文件来实现的。
　　Foxbase＋的COPY　TO命令可将数据库文件转换为高级语言程序能够接受的数据文件（以*.TXT为扩展名的文本文件），而APPEND　FROM命令则可将高级语言数据文件的数据转移到数据库文件中，从而完成Foxbase＋与高级语言之间的数据通讯。

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5．Foxbase＋与Autolisp间的数据通讯

　　在计算机辅助设计中，数据信息与图形信息紧密相关，在利用Foxbase＋菜单设计数表查询、调用VC＋＋程序计算出滚刀设计结构参数以后，则需要将这些数据信息传输给Autolisp程序进行参数绘图。
　　Autolisp语言是一种嵌入AutoCAD内容的智能设计语言，是对AutoCAD进行二次开发的有力工具，该语言在AutoCAD环境下运行，可直接调用AutoCAD绘图命令。
　　在本软件设计中，采用Autolisp的输入输出（I／O）功能来实现与Foxbase＋的数据通讯。在Autolisp的I／O函数中，Read-line能够从ASCII码文本文件中读取数据，每次读取一行，每一行作为一个处理单元。利用Foxbase＋语言将滚刀设计结构参数的最终计算结果存入一个文本文件（*.TXT）中，然后再由Autolisp接口程序调用，读取文本文件（*.TXT）中的数据，进行参数绘图。
　　例如：读取直线两端点坐标Pt₁，Pt₂绘制直线Pt₁Pt₂，其程序如下：
　　（setq f（open “name1.txt” “r”））
　　（setq kk（read line f））
　　（setq b“（”c“）”）
　　（setq mm（strcat b kk c））
　　（setq nn（read mm））
　　（setq pp（car nn））
　　（if（＝pp 1）（setq ptl（list （nth 1nn）（nth 2nn））））
　　（setq pt2（list（nth 3 nn）（nth 4 nn）））
　　（command“line”pt1 pt2）
　　（command nil）

6．结语

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　　本软件利用Foxbase＋生成屏幕菜单，直观简洁。Foxbase＋的数据库管理功能便于刀具设计所需表项的存储，并可定位查找。为克服Foxbase＋计算能力差的弱点，利用VC＋＋进行刀具结构参数的计算，并利用接口程序实现两种语言之间的数据通讯。
　　刀具结构参数确定以后，通过调用预先编制的Autolisp参数绘图程序，可方便、迅速地绘出蜗轮滚刀工作图，省去了交互式绘图的繁琐程序。
　　本软件的编程方法同样适合于其它类型刀具的CAD。