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第43章 附录2AutoCAD在食品工厂设计中的应用(1)

工厂设计就是将一个工厂的技术装备转化为工程技术语言,这种工程技术语言包括说明书、图纸和表格。在食品工厂设计的图纸中主要有食品厂总平面布置图、主要车间平面布置图、带控制点的工艺流程图、主要设备装配图和管路图等。过去,这些图多采用人工绘制,花费了大量的人力、物力和时间。而且经过绘图人员反复的修改和绘制,破坏了图面的整洁,也不能保证绘图的质量。现在随着计算机技术的发展,用AutoCAD绘制平面设计图已经得到了广泛的应用。AutoCAD(AutomaticComputerAidedDesign)就是自动化计算机辅助设计,利用AutoCAD进行绘图,可通过屏幕菜单直接调用所需图形,然后按要求放到确定的位置,这样不仅加快了绘图速度,而且能提高设计的标准化程度。设计人员可以直接调用计算机上以前的设计图纸,供修改补充使用,大大降低了劳动强度,同时提高了设计质量,节省了设计成本。

一、AutoCAD简介

AutoCAD是由美国Autodesk欧特克公司于20世纪80年代初为微机上应用CAD技术而开发的绘图程序软件包,经过不断地完善,现已经成为国际上广为流行的绘图工具。

AutoCAD具有良好的用户界面,通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境,让非计算机专业人员也能很快地学会使用。在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧,从而不断提高工作效率。

AutoCAD具有广泛的适应性,它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行。

AutoCAD具有以下的特点。

(1)具有完善的图形绘制功能。

(2)有强大的图形编辑功能。

(3)可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。

(4)可以进行多种图形格式的转换,具有较强的数据交换能力。

(5)支持多种硬件设备。

(6)支持多种操作平台

(7)具有通用性、易用性,适用于各类用户。

此外,从AutoCAD2000开始,该系统又增添了许多强大的功能,如AutoCAD设计中心(ADC)、多文档设计环境(MDE)、Internet驱动、新的对象捕捉功能、增强的标注功能以及局部打开和局部加载的功能,从而使AutoCAD系统更加完善。

二、AutoCAD的基本功能

AutoCAD绘图软件具有多种性能优越的功能,常见的有以下几种。

(1)平面绘图。能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。

(2)绘图辅助工具。AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线,对象捕捉可帮助拾取几何对象上的特殊点,而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。

(3)编辑图形。AutoCAD具有强大的编辑功能,可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。

(4)标注尺寸。可以创建多种类型尺寸,标注外观可以自行设定。

(5)书写文字。能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字,可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。

(6)图层管理功能。图形对象都位于某一图层上,可设定图层颜色、线型、线宽等特性。

(7)三维绘图。可创建3D实体及表面模型,能对实体本身进行编辑。

(8)网络功能。可将图形在网络上发布,或是通过网络访问AutoCAD资源。

(9)数据交换。AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。

(10)二次开发。AutoCAD允许用户定制菜单和工具栏,并能利用内嵌语言Autolisp、VisualLisp、VBA、ADS、ARX等进行二次开发。

三、AutoCAD食品工厂设计概要

食品工厂设计一般包括总平面、工艺、供排水、供电、供气、土木建筑等的设计,工作量大,对绘图能力和图纸质量的要求高。有些专业机构基于AutoCAD系统并结合化工设计的特点开发出了化工CAD系统,包括化工CAD制图模板、化工绘图、化工计算、化工仿真与动画等内容,这些已有的化工制图软件也可为食品工厂设计提供良好借鉴。应用AutoCAD开展食品工厂设计工作,应注意以下几方面内容。

1.制图模板的创建

在绘制图样之前,根据图纸幅面大小和格式的不同,需要创建符合机械制图国家标准的机械图样模板,其中包括图纸幅面、图层、使用文字的一般样式及尺寸标注的一般样式等。模板文件的优势在于可以直接调用,有利于提高绘图效率。

(1)工作空间、图形界限与单位设置。AutoCAD提供了三维建模和CAD经典两种常用的工作空间,在化工图样中,零件图主要通过二维绘图来表现,因此,绘图的工作空间总是选择AutoCAD经典。在此空间下,选择“格式”一“图形界限”命令,根据绘制图样的实际需要设置空间界限,如创建A3幅面图纸,可输入右上角点为(420,297)即可。按照惯例,在化工图样中经常使用的单位为mm,在弹出“图形单位”对话框中选择小数作为长度类型,精度设为0.00,单位为mm;角度类型选择十进制度数,精度设为0。

(2)图层的创建。在化工图样中,可能包括基准线、轮廓线、虚线、剖面线、尺寸标注及文字说明等元素,对于这些复杂的信息可以通过图层来实现归类管理,图层给图形的编辑、修改和输出带来很大的方便。根据《机械制图》国家标准(GB/T17450-1998和GB/T4457.4-2002)和《机械制图用计算机信息交换制图规则》(GB/T14665-1993)中的相关规定,在模板文件中通常设置八个基本图层,分别为标注层、轮廓线层、剖面线层、双点画线层、文字层、细实线层、虚线层和中心线层。除轮廓线层线宽设为0.35mm外,其他图层线宽均设为0.18mm。线型的设置根据国标的规定,而图层颜色的设置可根据个人喜好,只要便于观察即可。

(3)文字样式、标注样式设置。AutoCAD提供了Standard的文字样式,用户也可根据需要创建文字样式。一般需创建两种,选择“格式”一“文字样式”命令,在“文字样式”对话框中新建“汉字文本样式”,字体设为仿宋体,高度为0,比例因子为0.67,该样式用于标注文字和填写技术说明等;另外需新建一种“数字字母文本样式”,字体设为Arial,高度为0,比例为1,主要用于标注各种符号和数字。

AutoCAD提供了Standard、ISO-25、JIS等多种标注样式和“标注样式管理器”。对于化工图样来说,软件提供的ISO-25标注样式基本满足了本行业国标要求,可把它作为基础标注样式。在此基础上,还可通过“标注样式管理器”的“新建”按钮,创建多种不同的标注样式,以满足图样尺寸多样化的要求。

(4)创建图框和标题栏。图框和标题栏可直接在图中绘制,也可预先定义为图块,再将其插入图中,还可在模板图中建立。为方便起见,我们选择在模板图中建立。从“图层”工具栏的对应下拉列表中,单击“细实线层”,将“细实线层”设置为当前图层。激活LINE命令绘制所需图纸的边框线。再将“粗实线层”设置为当前图层,使用LINE命令绘制图纸的图框线。国家标准GB/T10609.1-1989规定了标题栏的具体尺寸,依次将“粗实线层”和“细实线层”置为当前图层,在图框的右下角绘制出标题栏。通过前面的操作,模板图及其环境已经设置完毕,可以将其保存为模板图文件,便于以后调用。

2.绘图

在绘制图样前必须清楚所绘零件的立体结构及所有的关键尺寸,否则很难正确的将图样绘制出来。在开始绘图时,可以直接打开已创建的模板文件,然后开始正式绘图。

(1)图形库的建立。设计人员在进行化工设备设计时不可避免地要涉及到大量化工设备标准件的绘图,如法兰、封头等。这些零部件的数量大,结构形式多,形状复杂相似,尺寸变化较大,使得绘图不仅重复繁琐,而且反复查找数据。提高设计效率的最有效的方法之一就是组建专业标准件图形及符号库。将复杂图形分解为许多简单图形和符号,建立图形及符号库,需要时调出,经编辑修改后插入另一图形中去,从而可使图形设计工作更加方便。目前市场上也有一些现成的商业机械零件、符号图库软件,如全国化工设备设计技术中心站开发的“ComCAD2.0新版化工设备标准零部件绘图软件包”。

在工厂设计图纸绘制中,可充分利用AutoCAD块的功能。由于任何文件均可以作为块插入到当前图形,并且这个块里面的一些设置也可带人到当前图形中,所以可以建立一个图形库,把各种常用的图形、图表等制作成块,储存在文件中,以免重新绘制和定义他们的过程,还大大节省了绘图时间。例如,反应釜、泵风机、换热器、液面计、承重柱及不同图号的标题栏等。要想将定义的块保存为文件,形成图形库,可在命令行执行Wblock(块文件)命令,系统将首先打开Writeblock(写块)对话框,在上方的Source(资料源)区选中单选钮,在其后的下拉列表中选择前面定义的块TitleBlock(文件块),在下方的Destination(目的文件)区设置文件名,保存文件的文件夹和单位,然后单击OK按钮即可。

(2)参数化设计。标准化或系列化的零部件具有相似结构,但尺寸需要经常改变,采用参数化设计的方法建立图形程序库,调出后赋以一组新的尺寸参数就能生成一个新的图形。参数化设计绘图方法自动化程度高,速度快,它是计算机应用软件设计人员结合化工设备设计人员预先编好的CAD绘图软件。它能自动完成给定设备的绝大部分绘图工作,适用于定型产品的非标准和标准化设计。参数化设计已成为CAD系统优劣的重要技术指标,在化工设备中得到了较广泛的应用,开发出了不少实用软件。

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