AutoLISP程序实现夹具三维建模造型设计

孙延新

摘 要：随着计算机技术的飞速发展，AutoCAD制图软件在工业设计产品上应用越来越广泛，而作为AutoCAD的高级编程语言autoLISP也被广泛使用。AutoLISP是一种图形编辑语言，具有强大的图形处理能力，是计算机辅助设计和制造CAD/CAM的编程语言。

关键词：autoLISP；CAD/CAM；夹具

1 CAD/CAM是数字化信息逐步形成的新技术，是20世纪最杰出的工程成就之一。AutoLISP作为高级编程语言，最典型的应用就是实现二维平面图和三维参数建模设计，他能直接调用AutoCAD命令，是一款强大的图形编辑语言，因AutoLISP语言灵活，易于学习，使它成为了实用性很强的图形程序语言。

1.1 AutoLISP语言简介

AutoLISP是LIST Processing Language的缩写，它最早推出是在1985年，是AutoCAD编程语言，采用嵌入式方法。它的任何语句键入AutoCAD中都能马上执行，是很方便的图形编辑语言。

1.2 AutoLISP程序语言的特点：AutoLISP是在LISP原语言基础上，增加了很多适用于AutoCAD的特殊功能；AutoLISP中的指令都是以函数的形式出现的，它没有语句概念和语法结构，执行AutoLISP程序就是执行函数指令，再调用其他函数指令；AutoLISP把数据和程序统一表达，即可以把程序当作数据来处理，也可以把数据当作程序来执行；AutoLISP中的程序运行过程就是函数求值的过程。

1.3 Visual LISP的启动界面

VISUAL LISP是 AutoCAD自带的一个集成的可视化AutoLISP开发环境，它提供了一个完整的集成开发环境（IDE），可以实时调试AutoLISP命令。因为Visual LISP集成于AutoCAD系统内部，所以它并不能独立于AutoCAD运行，因此用户必须先启动AutoCAD，然后才能进入Visual LISP IDE环境。启动Visual LISP的方式为：

打开菜单：【Tools（工具）】→【AutoLISP】→【Visual LISP编辑器】

命令行：vlide（或vlisp）

退出Visual LISP。

2 AutoLISP在夹具设计中的应用

2.1 钻床夹具又称钻模，因为大部分都具有刀具导向装置，是引导刀具的元件，用来保证加工位置的精确度，防止加工过程中刀具产生偏斜。

2.2 夹具体

钻床的夹具体一般不设定位或导向装置，通过底面支脚安放在钻床的工作台上，可直接用钻套找正并用压板压紧

图1 夹具三维建模

2.3 夹具总体设计方案

根据设计图纸所给定的设计形状和尺寸，分析图形的几何特征和造型的特点，来确定设计方案。按照设计方案先用AutoLISP语言实现三维特征建模，对其结构、形状进行编程，自动生成二维平面图和三维建模造型，从而实现模拟加工和装配。

2.4 夹具设计思路及步骤

2.4.1 从零件平面二维图做起，分析其结构形式，用AutoLISP绘制出单个零件三维视图。

2.4.2 使用AutoLISP语句组合，使圆柱、矩形等形状直接生成三维视图，将空间各定位点组合构成一个完整的零件整体。

2.4.3 用AutoLISP语言编程绘制出单个零件三维视图并运行成功后，再依次进行装配调试。

2.4.4 AutoLISP编程经load调用编制成装配图和爆炸图程序。

2.4.5 最后是系统菜单的设计。用AutoLISP编制菜单载入AutoCAD原有的菜单格式中，再将其中一条下拉菜单作为“夹具体”设计的全部内容，从而实现了菜单与程序间的匹配。

3 夹具各零件程序块的设计

3.1首先建立起三维实体模板，依次转换坐标位置，建立圆柱，在使用subtract命令后，用差集命令将钻模板上面的各孔绘制出来，在编写螺柱的程序，使其绘制出螺柱，在次使用subtract命令绘制出其螺纹孔。

3.2 支脚的设计与编程

首先建立起圆柱体，利用chamfer命令，即倒角命令将圆柱体的下表面进行倒角。此程序为

（command "chamfer" （list 8 0 0） "" 2 2 （list 8 0 0） "" ）

此零件中加入了插入块的命令。在依次编写支脚上体的螺纹部分。块插入程序为：（command "insert" "zj0" （list 0 0 0）

3.3 螺钉的设计与编程

（command "pline" Po Pt）

（repeat bp （command （setq Pt （polar Pt 0 a1））（setq Pt （polar Pt （- ang1 （* 0.5 Pi）） b1）） （setq Pt （polar Pt 0 c1））

（setq Pt （polar Pt （-（* 0.5 pi） ang1） b1））））（command（setq Pt （polar Pt 0 a1））（setq Pt （polar Pt （* 1.5 pi） h））"c"）

（command "zoom" "a"）

（command "revolve" "l" " po （list（+10（car po） ）（cadr po））"360"）

3.4 绘制六角螺头部分

（setq p1 （list 0 0 （- L B）））

（setq p2 （list 0 0 （+ （- L B） 4）））

（setq e （/ E 2））

（setq d1 7.5）

（command "polygon" 6 p2 "I" e）（setq e2 （entlast））

（command "extrude" e2 "" 4 ""）（setq e2 （entlast））

（command "cylinder" p1 d1 k ""）（setq e5 （entlast））

3.5 夹具程序设计菜单结构

在些菜单程序设计中首先编辑自己的设计题目，在将设计的爆炸图、各零件装配图和各零件图都添加到菜单中去。

4 结束语

从上述制作夹具的语言程序可以看出，AutoLISP语言程序灵活，语句短小精简，具有智能编程语言的特点，使制图时间大大节省。

参考文献

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