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1、西南大学自学考试毕业论文 摘要II摘 要建立了圆锥台与圆柱相贯的统一数学模型。据此模型，以AutoCAD 为平台，应用其内嵌的 VBA（Visual Basic for Application）语言为编程工具，设计了绘制圆锥台与圆柱相贯实体的通用源程序。建立了求解圆锥台与圆柱轴线垂直交错时相贯线上点的坐标的通用数学模型，并以此为基础，给出了绘制含有相贯线的圆锥台、圆柱展开图的原理和方法。根据以上数学模型，应用 VBA 编程，设计了绘制含有相贯线的圆锥台、圆柱展开图的通用源程序。在上述源程序的基础上，设计了基于 VBA 的圆锥台与圆柱相贯实体造型及绘制展开图的参数化软件。应用该软件，可以通过输入
2、特征参数，方便地绘制带有圆柱支管的圆台形管道、炉具、罐等设备的实体和展开图形。因此，该参数化造型及展开图生成软件在中小型钣金制件行业中具有一定的实用价值。关键词：AutoCAD；VBA 语言；参数化实体造型；展开图西南大学自学考试毕业论文 目录III目 录摘要 .II目录 .III1 引言 .12 AutoCAD VBA 程序的加载和运行 .23 圆锥台与圆柱相贯实体造型 .33.1 VBA 环境中的实体造型机制 33.2 圆锥台与圆柱相贯的数学模型 33.3 圆锥台与圆柱相贯实体的生成 33.4 实体造型程序及实例 63.5 本章小结 84 圆锥台与圆柱相贯线展开图的生成 .94.1 求相贯
3、点的数学模型 94.2 生成展开图的程序及实例 124.3 本章小结 135 结论 .14致谢 .15参考文献 .16西南大学自学考试毕业论文 1 引言11 引 言在生产实际中，经常会遇到一些主体为圆锥台形、圆柱的管道、炉具、罐等设备，其上往往有一些叉管、观察孔、测试孔等分支结构，这些分支结构通常为圆锥台或圆柱形钣金制件。所谓参数化，是指对零件的各种特征施加各种约束形式。各个特征的几何形状与尺寸大小用变量（具体的数据或代数表达式）的方式来表示。如果与某特征对应的参数发生了变化，那么零件上该特征的几何形状或尺寸大小将随之变化。三维参数化实体造型的实现有两种途径：其一，从底层开发 CAD 软件。这
4、种方法较困难，不适于小型企业；其二，在基础绘图软件平台（如 AutoCAD）上作二次开发。AutoCAD 作为 CAD 二次开发平台，具有强大的绘图功能和良好的开发性，受到国内外许多企业的青睐。计算机辅助制图是现代企业生产和设计的重要工具，AutoCAD是计算机辅助设计工具的一种，VB 是 AutoCAD 软件的重要组成部分。它是 AutoCAD 软件二次开发的重要工具。它可使一些常用的机械零件能很快的调用，简捷方便，很大的提高了工作效率缩短了新产品的开发周期，提高制图的质量。利用 VB 语言对 AutoCAD 进行二次开发是现代计算机技术不可缺少的内容，而且直接影响到制图的速度和质量。西南大
5、学自学考试毕业论文 2 AutoCAD VBA 程序的加载和运行22 AutoCAD VBA 程序的加载和运行AutoCAD 是由美国 Autodesk 公司于 20 世纪 80 年代初开发的绘图程序软件包，CAD 是 Computer Aided Design 的英文缩写，从第一版 AutoCAD 1.0 起，经历了若干次升级，现已达到 AutoCAD2007版本。VBA 是 Visual Basic for Applications(VBA)的缩写。Visual Basic(VB)是美国微软公司推出的程序开发工具，它简单易学，适用面广，在 Windows 平台上被广泛使用。加载已有的 VB
6、A 工程文件的步骤如下：(1) 在“VBA 管理器”对话框中单击“加载”按钮，弹出“打开 VBA 工程”对话框，如图 2.1 所示。图 2.1 “打开 VBA 工程”对话框(2) 在“打开 VBA 工程”对话框中选择想要加载的工程文件。西南大学自学考试毕业论文 2 AutoCAD VBA 程序的加载和运行3(3) 单击“打开”按钮。也可以在命令提示行输入“VBALOAD”命令来加载工程文件，该命令同样弹出“打开 VBA 工程”对话框，加载方法相同。运行已有的 VBA 工程文件的步骤如下：(1) 用户可以选择“工具” “宏”菜单项来打开“宏”对话框，也可以在 AutoCAD 命令提示行中输入“V
7、BARUN”命令来打开。(2) 在已打开的“宏”对话框中选择想要运行的宏，最后单击“运行”按钮即可。西南大学自学考试毕业论文 3 圆锥台于圆柱相贯相贯实体造型43 圆锥台与圆柱相贯实体造型3.1 VBA 环境中的实体造型机制在 VBA 程序中，调用 Documents 集合的 Add(Entity)方法，根据给定参数生成相应实体，然后将实体写入 AtuoCAD 系统的图形数据库。用户可以使用参数方法创建三维实体，若给定长度（Length）、宽度（Width）、高度（Height）或者中心（Center）、半径（Radius）等参数，即可创建长方体（Box）、圆柱体（Cylinder）、圆锥体（
8、Cone）、圆环（Torus）、球体（Sphere）等基本实体，分别调用 Acad3DSolid 类的方法AddBox、AddCone、AddCylinder、AddTorus 和 AddSphere 来生成。还可以在已有的实体基础上通过布尔运算生成新的三维实体。西南大学自学考试毕业论文 3 圆锥台于圆柱相贯相贯实体造型53.2 圆锥台与圆柱相贯的数学模型图 3.1 圆锥台与圆柱相贯的数学模型3.3 圆锥台与圆柱相贯实体的生成3.3.1 圆锥台实体生成的方法设生成圆锥 1 及圆锥 2 的中心、半径、高分别为(0，0，)、(0，0， )、 、 。1cone2hconeh1r2圆锥台的模型如图 3
9、.2 所示，根据相似三角形对应边成比例，得，121conerh12cone1rh于是， 。conecone西南大学自学考试毕业论文 3 圆锥台于圆柱相贯相贯实体造型6用 Addcone(cone-center,cone-radius,cone-high)命令生成圆锥 1 大圆锥 2，最后用布尔减运算让大圆锥与小圆锥相减生成圆锥台。图 3.2 生成圆锥台的模型图3.3.2 圆柱实体的生成方法设生成圆柱的中心、半径、高分别为( d，0， )、 、 ，用3hr2Addcylinder(cylin-cen, cylin-radius, cylin-high)命令生成圆柱实体，再在圆柱中心线上任意选取两
10、点，最后用Rotate3D(object.Rotate3D p1, p2, Angle)命令旋转圆柱实体 p1, p2的坐标分别为(1，0， )、(0，0， )，Angle=/2- 圆柱的旋3h3h转模型图如图 3.3 所示。西南大学自学考试毕业论文 3 圆锥台于圆柱相贯相贯实体造型7图 3.3 圆柱的旋转模型图3.3.3 相贯实体的生成方法将上面生成的圆锥台与旋转后的圆柱进行布尔并运算即可得到圆锥台与圆柱相贯实体,流程图如图 3.4 所示。西南大学自学考试毕业论文 3 圆锥台于圆柱相贯相贯实体造型8图 3.4 圆锥台与圆柱相贯实体造型流程图3.4 实体造型程序及实例3.4.1 实体造型程序根
11、据 3.3 节的算法开发了实体造型软件，用户界面如图 3.5 所示，程序见附录 1。西南大学自学考试毕业论文 3 圆锥台于圆柱相贯相贯实体造型9图 3.5 绘制相贯实体及其展开图的用户界面3.4.2 实例【例 3.1】 由图 3.5 用户界面上的参数在 AutoCAD 环境下即可生成垂直交错相贯实体，如图 3.6 所示。图 3.6 在 AutoCAD 环境下生成的垂直交错相贯实体西南大学自学考试毕业论文 3 圆锥台于圆柱相贯相贯实体造型10【例 3.2】 由以下参数40， 80， 200， 60， 300， 30， 80，1r21h3r2hd3h在 AutoCAD 环境下即可生成一般交错相贯实
12、体，如图 3.7 所示。5图 3.7 在 AutoCAD 环境下生成的一般交错相贯实体3.5 本章小结根据数学模型及生成实体所需要的参数在 VBA 中设定相应的用户界面及编写程序。在 VBA 程序中，调用 Documents 集合的 Addcone 、Addcylinder 及 Rotate3D 方法，根据给定的中心、高度、半径等参数即可生成相应实体及旋转实体得到我们所需要的实体，在已有实体的基础上通过布尔运算还可生成新的实体。西南大学自学考试毕业论文 3 圆锥台于圆柱相贯相贯实体造型11西南大学自学考试毕业论文 4 圆锥台于圆柱相贯线展开图的生成124 圆锥台与圆柱相贯线展开图的生成4.1 求相贯点的数学模型在实际生产中，圆锥台与圆柱体相贯展开图可运用在管道间的连接焊点的确定，从而大量节约了时间与材料，实际运用非常广泛。在展开图中绘出众多相贯点从而确定展开图相贯线的轮廓。本文只研究圆锥与圆柱垂直交错(即 =0)的情形。建立图 4.1 所示的坐标系，点 P 为相贯线上的某以点，设其坐标为( x， y， z)，过程如下。图 4.1 圆锥台与圆柱的相贯实体三视图根据高等数学知识，
