武汉锅炉集团阀门公司：CAD在阀门设计中的应用
2009-02-19 作者： 来源：caxa
摘要
本文对比介绍两种CAD绘图设计软件AutoCAD 2000和CAXA电子图板2005r4在阀门设计中的应用情况，重点讲解了CAXA电子图板是一套高效、方便、智能化的二维设计和绘图软件。充分运用先进的CAD软件，进行相关产品设计，可有效地提高阀门设计效率、缩短产品的研发周期，降低生产成本从而提升产品的市场竞争力。
关键词：CAD AutoCAD2000 CAXA电子图板 阀门设计
The application of CAD in the design of valve products
LUO Xiao-long
（Wuhan boiler group valve co., ltd.， Wuhan , 430070， China）
Abstract: This paper introduces the application of two kinds of drawing software in the design of valve products by comparing AutoCAD 2000 with CAXA 2005r4, and it also emphasizes and explains CAXA is used for planar design with high efficiency, convenience and intelligence. By dint of application of CAD it can increase design efficiency effectively, shorten research period, reduce manufacture cost, and accordingly step up the market competition.
Key words: CAD AutoCAD2000 CAXA Valve Design
引言
AutoDesk公司是全球著名的CAD软件研发公司，多年从事CAD软件的开发，特别是二维设计绘图方面，AutoCAD几乎是PC机上唯一的CAD软件。武锅阀门公司原来使用中文版AutoCAD 2000绘图操作系统并加载合肥通用机械研究所开发的基于AUTOLISP编程的二次开发软件VALVE来进行阀门设计。前后使用有4年多时间，基本可以满足使用要求，但是效率不高。
AutoCAD软件应用现状
笔者站在设计的观念上看，的确AutoCAD软件起步早，绘图功能也十分强大，在计算机绘图领域里具有不可低估的影响力。但AutoCAD是一个绘图的平台软件，它为了占领国际市场，其功能涵盖了几乎所有需要绘图的领域，它并没有制定专门针对某个特定行业(如机械设计、电路设计、建筑设计等)所需的行业功能，直接用它来搞机械设计，特别是阀门设计是有一定困难和低效的，虽说阀门公司购买了二次开发软件VALVE，但是它的操作功能有限、图库资源不大，只包括了常见的连接件和紧固件的图符选型，更多的是靠设计者在AutoCAD中一笔一划把它绘制出来，这样一来设计效率非常低。另外，绘图时图框、标题栏、图层、线形等参数需自己设置定义，难度大，而且容易出错；而且还需长年累月一点点的自建图库，这样操作起来即繁琐又十分不便，给设计图纸带来障碍。另一个原因就是阀门同行之间的技术交流比较频繁，经常探讨阀门图纸，由于AutoCAD版本众多，有AutoCAD2000版、AutoCAD2002版……直至现在最近的AutoCAD2007版，同样的文件在不同的版本AUTOCAD内容显示不一致，甚至混乱，给行业的技术交流带来严重障碍，违背了工程图纸“完整、正确、统一、清晰”的原则。而且AutoCAD内容庞大、界面混乱、掌握起来难度不小。
现在，使用了一段时间的绘图软件，感觉到在企业搞CAD是件非常严肃的事情，CAD软件不同于其它设计应用软件，一定不能贪图便宜而使用盗版，否则轻则影响产品设计，重则会给企业技术革新、行业交流带来障碍。根据我们现在的使用情况，从实用出发，AutoCAD性价比不高，售价昂贵，中文版2006配加密狗、一套一机，市场售价1.98万元。花了钱却不能给企业带来好的经济效益，就决定放弃AutoCAD，另找其它二维绘图设计软件。
目前，市面上二维机械绘图软件很多很杂，其中使用率较高的就数CAXA电子图板。就目前绘图而言，画一条直线、一个圆，无论是AutoCAD、电子图板、或是其它CAD软件都是大同小异的，选用任何一种软件都无所谓。但我们的工作重点毕竟不仅仅是画简单的几何图形，我们从事的是机械设计、阀门设计，它不但要求我们绘制机械零件，更要求我们所画的图纸符合行业的相关标准。不但如此，还要求快捷、方便、准确的画出图纸才是最终的目的。从这个方面来讲选择CAD软件是非常重要的。
CAXA电子图板是二维绘图软件，主要针对机械行业，兼顾建筑和电子行业，目前最新版本是CAXA电子图板2007r3版。该软件在国内有20多万套装机量。是现今国内使用最广泛的CAD软件之一。此外该公司还有三维设计软件CAXA实体设计和工艺软件CAPP，以及CAM领域内的“数控车”、“数控铣”、“制造工程师”等全套的CIMS(集成化制造系统)软件等。阀门公司向其它使用过CAXA电子图板的企业调研咨询，均反映使用绘图效率高，运行稳定、功能强大、售后服务优良等。另外我们自己也从阀门设计、工艺设计、自我需求等方面考虑之后，认为CAXA电子图板满足阀门设计要求，符合中国人的操作习惯，在绘图方面与AutoCAD极为相似，功能比较齐全，较之AutoCAD删繁就简，可以迅速掌握，突出机械设计的重点。其拥有的丰富参数化标准件库(机床夹具、法兰、管接头等)符合机械行业的相关标准，使用灵活、高效、准确。另外一方面它兼容/.dwg/.dxf/.exb文件，这样公司原有CAD文档能方便读写。种种因素，最终我们选择了CAXA公司的电子图板版。
CAXA电子图板的应用及特点
阀门公司经历了CAXA公司组织的软件培训，只用了半天时间，就能熟练的操作，软件转型无障碍，直到现在有半年多时间，认为CAXA电子图板是一套高效、方便、智慧化的软件。
1.自主版权易学易用
具有友好的全中文用户界面，灵活方便的操作方式。其设计功能和绘图步骤均是从实用角度出发，操作步骤简练，易于掌握，是用户充分发挥创造性思维的有力工具。
2.参数化的标准图库。
阀门中的连接件、结构件相当多，涉及到方方面面，如(图1)所示为电站闸阀装配示意图中，紧固件、密封件、润滑件、轴承等标准件特别多，且规格尺寸各异，原来使用的二次开发软件VALVE只有几种常见的螺栓、螺母选型，考虑的不多、不全，给设计带来诸多不便，没有办法只有翻手册、翻标准、查数据，最后还得设计者自己画出来，既繁琐又不符合国标。现在使用CAXA电子图板后，系统备有大量国家标准的参量化图库，它覆盖了机械设计、电气设计等所有类型。其中机械类图库有：螺栓和螺柱、螺母、螺钉、销、键、弹簧、液压气动、电气、轴承、电机、密封件、机床夹具等20多个大类，1000余种，近30000个规格的标准图符。每一个大类又分成10～20个小类，如螺栓和螺柱又分成(如GB27-1988六角头铰制孔用螺栓-A、GB/T18230.2-2000栓接结构用大六角头螺栓短螺纹长度C级8.8和10.9级)
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图1 |
此外该系统还提供图库管理、尺寸驱动、定制图库手段等功能，可以对图库中复杂的零件图或装配图进行编辑修改，用户不编程，只需把图形绘制出来，标上尺寸，将尺寸定义后，可方便快捷的建立、扩充自己的参数化图库。图库设置为机械图的绘制提供了极大的方便。
(图2)
3.图幅设置
原来用AutoCAD绘图有标准的图框，但没有标题栏、明细表、零件序号等功能，需要技术人员手动绘制，十分复杂。而CAXA电子图板中的图幅设置包括了以上功能，系统支持最新国家标准，并通过国家机械CAD标准审查。软件提供符合国际的图框、标题栏、明细表，从而保证了设计过程的全面标准化。并且能根据自我需要自定义以上功能，给设计者很大的创作空间和自由度，非常便捷。它的零件序号功能更是让AutoCAD望尘莫及。在AutoCAD中只有一个个划出序号，再来划出明细栏，最后依次填写，不能有错，否则修改起来比较复杂。但在CAXA电子图板中那就完全不一样了，点击零件序号后进行编辑输入相关明细项目，就可生成明细栏(图2)等，所以在绘制装配图零件序号、明细表时，系统会自动实现零件序号与明细表联动。此外明细表还支持Access和FoxPro数据库接口。这些功能对绘制装配图十分有益，大大加快了设计速度和设计效率。
4.转图工具
在CAXA电子图板2007中，可通过【应用程序管理器】来加载二次开发程序【转图工具】，【转图工具】主要功能是将其它软件绘制的明细表和标题栏转换为符合CAXA专用的明细表和标题栏，为方便BOM表生成，明细表数据关联、输出，以及与ERP或者PDM等软件进行数据转换提供数据基础，扩展实用功能。因为公司以前是用autoCAD软件制图，图库中大量的图纸在目前使用时需要转换成CAXA格式，以满足公司标准模版的要求，所以CAXA的转图工具就显得很方便、高效了。
转图工具包括【幅面初始化】、【填写标题栏】、【定义明细表头】、【转换明细表】、【补充序号】五部分内容，各方面完善图纸转换工作。以前半小时甚至更长时间的工作量现在一分钟即可完成，转换后的图纸标题样和明细表信息内容准确、完整，大大提高了工作效率。
加载之后，在电子图板的界面上就会増加【转图工具】的选项，如图3所示。
(图3)
4.1【幅面初始化】
在【转换图纸】下拉菜单中，单击【幅面初始化】选项，则会弹出一个对话框，在此对话框中可以设置图纸的幅面、加长系数、图纸比例以及图纸的方向。
4.2【填写标题栏】
在【转换图纸】下拉菜单中选择【填写标题栏】选项，此时光标变为拾取状态，选择图纸中标题栏对角位置，如图4中红色矩形位置，完成后会弹出填写信息，如图5所示：
图4
图5
4.3【定义明细表头】
在【转换图纸】下拉菜单中选择【定义明细表头】选项，此时光标变为拾取状态，选择图纸中明细表表头对角位置，使用方法与【填写标题栏】方法相同。单击【确定】按钮后，明细表头定义完毕。
4.4【转换明细表】
在【转换图纸】下拉菜单中选择【转换明细表】选项，此时光标变为拾取状态，选择图纸中明细表对角位置，如下图红色矩形位置，完成后，会弹出【填写明细表】信息，如图所示
图6 拾取明细表
单击【确定】按钮完成转换。
图7 转换后明细表内容
【转换图纸】操作简单，易学易用，为企业存在的大量老图纸、其他格式图纸转换提供了一种全新的方法。
另外，如果您使用过CAXA绘图，那么您肯定会发现在CAXA软件中，如果将一张有图框、明细表、标题栏的图纸拷贝到新的界面中时，会认为图纸中没有明细表，无法使用明细表填写功能。采用转图工具转换的图纸一般是需要拷贝到新的界面中，这时也会发生同样的问题，要是明细表不被软件认可的话，我们的转图意义还有多大呢？要解决该问题，只需要将标题栏、明细表生成块，然后再拷贝到新的界面中，再将块打散，就可以使用明细表填写功能了。
4.工程标注
CAXA电子图板的尺寸标注比AutoCAD更加齐全，集成度更高。系统提供强大的智能化工程标注方式，包括尺寸标注、坐标标注、尺寸公差标注、形位公差标注、粗糙度标注、标注编辑等几大类，大类中又包括若干个子项目。单就一个尺寸标注就包括了基本标注、基准标注、半标注、大圆弧标注等多项内容。最明显的是基准标注，以前用AutoCAD标注尺寸的配合公差，需要查手册，然后再来回填数据，既繁琐又容易出差错。现在用CAXA电子图板就不同了，它自带公差配合查询功能，依设计查找相应公差相当快捷(图8)。标注的过程处处体现“所见既所得”的智能化思想，使用时只需要点击标注的方式，系统会自动捕捉用户的设计意图，具体标注的所有细节由系统自动完成。不仅如此，还有它的粗糙度标注、形位公差标注、焊接符号标注都没有AutoCAD那么繁琐、复杂，更加简洁、便于掌握。
系统支持在Truetype矢量字库和Shx形文件，可以利用中文平台的汉字输入方法输入汉字，方便地在图纸上输入各种字体的文字。
图8
5.编辑和绘图功能
系统提供强大的智能化图形绘制和编程功能，包括基本的点、直线、圆弧、矩形、多边形以及样条线、中心线、等距线、椭圆、孔/轴、波浪线、公式曲线等的绘制，提供裁剪、变换、拉伸、镜像、阵列、比例放大、局部放大、过渡、粘贴、文字和尺寸的修改等。其强大的智能化和图形绘制和编辑功能，可使技术人员绘制各种复杂的工程图纸。系统采用全面的动态拖放设计，支持动态导航，绘制图形时系统自动捕捉中点、端点、垂足点等特征点，成倍提高绘图时工作效率。
图库的应用实例
利用功能强大的图库，可以快速而准确的绘制各种复杂的图形。如绘制公称通径为100mm的法兰盘对接安装图的步骤为例来进行说明：
图9 电子图板启动界面
(1) 进入CAXA电子图板，如图9所示
(2) 由下拉菜单“绘图”中点击“库操作”至“提取图符”，弹出“提取图符”对话框，如图10所示
图10 “提取图符”对话框
(3) 在图符大类中选择法兰，在图符小类中选择整体法兰，在图符列表中选择GB/T9115.2-2000凹凸面对焊钢制管法兰(PN5.0MPa)，右图所示为法兰图形显示。进入“下一步”在图符预处理中选取公称通径DN为100mm，按“确定”即可。并用同样方法选取相应尺寸规格的螺栓、螺母和垫圈等，如图11所示。
(4) 把螺栓、螺母和垫圈移动到法兰上相应的位置，完成图纸装配见图12。
图11 选择装配零件
图12 法兰装配图
结束语
通过使用比较，充分体现了该软件对于机械行业的了解，以实用为出发点，对CAD软件的现实需求，切身感觉到在功能方面CAXA电子图板比AutoCAD更加人性化，更全面、且符合中国人的操作习惯，总之一句话多快好省。随着CAXA电子图板软件的不断更新升级，功能也日益强大，如CAXA给我们的阀门设计带来极大的便利。
