摘要：文章从汽封圈产品图与工艺附图的关系入手，分析汽封圈工艺图自动绘制可行性，提出解决方案，使用Excel输入、计算、储存参数，使用AutoCAD储存字体和线型，使用AutoCAD内置VBA读取Excel储存的参数并调用AutoCAD指令绘图，最终实现汽封圈工艺图自动绘制。
关键词：汽封圈、工艺附图、自动绘制；
1图纸分析
汽封圈产品图如下图所示，汽封圈为多个弧段组成整圈的环状零件，截面为工字型，挂于汽封体或隔板T型槽内，内孔镶有汽封齿，汽封齿与转子城墙齿配合起到密封作用。
图1 汽封圈产品图
汽封圈主要生产过程为整圈车削→分割弧段→镶嵌汽封齿→弧段拼合成整圈后车削，汽封圈整圈车削时不能按产品图加工，原因如下：1.由于分割汽封圈会产生去量，整圈分割至弧段再拼合成整圈会有径向收缩；2.需要保留各档内外圆余量，用于后续车削加工及总装修配；3.产品图汽封齿定位尺寸不便于编制加工程序。
2可行性分析
汽封圈产品图转化为工艺图这一过程长期以来都是人工完成的，为了提高绘图效率和质量、降低人工劳动强度，需要探索电脑自动绘图的可行性，首先应将绘图步骤分解，再将各步骤分配给合适的软件。
2.1 绘图步骤分解
汽封圈工艺附图绘制步骤分解如下：
a.输入参数：读产品图，将产品图参数输入电脑；
b.读取公式：根据产品图参数读取相应的公式；
c.计算参数：根据公式计算参数；
d.读取参数：读取计算参数用于绘图；
e.设置样式：设置字体及线型样式；
f.绘图：在AutoCAD中绘图。
2.2步骤分配
汽封圈工艺附图绘制步骤分配如下：
a.输入参数：由Excel完成，将产品图参数输入至Excel中，Excel人机交互良好，易于保存、统计大量数据，并可以与VBA互动；
b.读取公式：由Excel完成，将工艺图各尺寸的计算公式录入到Excel模板中，便于修改、查看公式；
c.计算参数：由Excel完成，通过Excel函数读取相应公式计算参数，Excel函数便于修改、查看；
d.读取参数：由AutoCAD的VBA完成，AutoCAD的VBA是连接Excel与AutoCAD的桥梁，可以读取Excel的参数用于AutoCAD绘图；
e.设置样式：由AutoCAD完成，设置字体及线型样式并保存在模板中，供VBA调用；
f.绘图：由AutoCAD和VBA共同完成，VBA读取Excel中储存的参数，调用AutoCAD的线型、字体样式及绘图指令，在AutoCAD中绘图。
3程序设计
3.1Excel模板
Excel模板将输入参数、读取公式、计算参数这3个功能集成在一个工作页面上作为用户输入界面，该工作页面由输入区、公式区、输出区组成。
3.1.1 输入区
用户需要从产品图中读取数据，并将右下角附图中的各尺寸、汽封齿到端面的轴向尺寸及高低齿区分、汽封圈弧段数、基准侧方向、图号填入输入区并保存。
3.1.2 公式区
公式区用于存放不同弧段数汽封圈对应的各尺寸补偿量，该区域参数锁死并作为模板保存，防止用户误修改。
3.1.3 输出区
输出区用于保存计算结果，供VBA提取，输出区的单元格内容完全为Excel公式。ΦA、ΦB、ΦC、ΦD、E、F、G、H、I输出单元格公式流程图如下。
图2 ΦA输出单元格公式流程图
3.2 AutoCAD模板
AutoCAD模板用于储存线型、字体和标注样式，各种样式可根据用户需要自行调整。轮廓线为粗实线层ByLayer线型0.3mm线宽，标注尺寸线为标注尺寸线层ByLayer线型默认线宽，标注字体为文字层仿宋_GB2312字体高度3。
3.3 VBA程序
VBA从Excel中读取经过计算的参数，用于调用AutoCAD绘图。VBA文件和AutoCAD模板、Excel模板存放于同一目录下。VBA程序主流程图如下图所示。
图3 VBA程序主流程图
3.3.1 读取Excel参数
VBA从Excel中读取参数需要先打开Excel，由于Excel模板与VBA存放目录相同，获得当前VBA路径即是Excel的路径，以此路径打开Excel。由于汽封齿尺寸和ΦA、ΦB、ΦC、ΦD、E、F、G、H、I输出尺寸都是在同一列顺序排列的，可以用for循环依次读取各参数至数组中。
3.3.2 画线
汽封圈有左基准和右基准两种，基准不同画法不同，通过读取Excel中的基准侧标记进行区分。直线是通过起点和终点两个数组确定的，数组中的前2个数字分别代表x、y坐标，将各起点、终点的坐标分别输入到数组中，从而画出轮廓线。
3.3.3 标注
标注与画直线类似，是通过起点和终点两个数组确定的，但比直线多了一个标注位置，标注位置也是通过一个数组定义的，数组的前两个数字分别代表x、y坐标，将各起点、终点、标注位置的坐标分别输入到数组中，从而对各尺寸进行标注。
4 结论
使用VBA+AutoCAD+Excel实现汽封圈工艺附图自动绘制，使工艺附图平均绘制时间由0.6小时降低至0.1小时，工艺附图平均计算量83次降低至0次，提高绘图效率，避免人脑计算失误。后续以此为基础进行汽封圈工艺自动化，数控加工程序自动化研究。在设计做到参数化设计后，可将人工读图环节交给电脑完成，进一步缩短工艺附图绘制时间，避免人工读图失误。
参考文献
[1]AutoCAD VBA 二次开发教程.北京:清华大学出版社,2006.
[2]AutoCAD VBA 开发精彩实例教程. 北京:清华大学出版社,2004.
论文作者:曾强,杨季坤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
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