SolidWorks軸類(lèi)零件三維造型工具的開(kāi)發(fā)

2013-08-05 by:廣州Solidworks培訓(xùn)中心來(lái)源:仿真在線

0 引言

SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng),在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的第一個(gè)機(jī)械三維CAD軟件,SolidWorks提供了幾百個(gè)API函數(shù),這些API是SolidWorks的OLE或COM接口。用戶可以使用高級(jí)語(yǔ)言對(duì)其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),建立適合用戶需要的、專(zhuān)用的SolidWorks功能模塊。SolidWorks是一個(gè)非常開(kāi)放的系統(tǒng),提供了VB,VC++和其他支持OLE的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言接口。提供給用戶必要的工具(宏語(yǔ)言、庫(kù)函數(shù)等)以開(kāi)發(fā)個(gè)性化的應(yīng)用模塊,并且易于將它集成到系統(tǒng)中去。用VB或VC++調(diào)用SolidWorks的API函數(shù),可以完成:零件的建造、修改;零件各特征的建立、修改、刪除、壓縮等各項(xiàng)控制;零件特征信息的提取,如特征尺寸的設(shè)置與提取,特征所在面的信息提取及各種幾何和拓?fù)湫畔?零件的裝配信息;零件工程圖紙中的各項(xiàng)信息;還可在SolidWorks主菜單上增加按鈕,將自己開(kāi)發(fā)的應(yīng)用模塊嵌入到它的管理系統(tǒng)中。

本研究采用VB編程語(yǔ)言對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),與其它開(kāi)發(fā)語(yǔ)言相比,Visual Basic語(yǔ)言規(guī)則簡(jiǎn)單,容易上手,功能強(qiáng)大,同時(shí)SolidWorks提供的宏錄制功能為VBA環(huán)境,與Visual Basic語(yǔ)法規(guī)則完全一致。

1 SolidWorks二次開(kāi)發(fā)功能與參數(shù)化造型

SolidWorks的二次開(kāi)發(fā)功能是針對(duì)VB和VC++程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,它為VB和VC++提供了很多與SolidWorks接口的對(duì)象、集合,如Body對(duì)象、Dimension對(duì)象、SolidWorks對(duì)象、Part對(duì)象、Face對(duì)象、Feature對(duì)象等。VB通過(guò)這些對(duì)象可以訪問(wèn)SolidWorks環(huán)境中所建實(shí)體的各種參數(shù),包括各種尺寸,各實(shí)體表面、實(shí)體邊界、實(shí)體特征等,甚至可以創(chuàng)建、復(fù)制、修改實(shí)體特征,在SolidWorks環(huán)境中能夠執(zhí)行的操作,都可以通過(guò)SolidWorks提供的API(應(yīng)用程序接口)中的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。

參數(shù)化造型方法是CAD技術(shù)中較為先進(jìn)的造型方法,也是提高CAD工作效率的有效手段。為各零件的基本尺寸建立相應(yīng)的參變量,在實(shí)際的幾何和拓?fù)浠A(chǔ)上建立各零件要素之間的相互關(guān)系。隨著計(jì)算機(jī)硬件和CAD技術(shù)的不斷發(fā)展,三維CAD系統(tǒng)正逐漸得到重視和普及。三維造型技術(shù)一般有線框造型、曲面造型和實(shí)體造型,而特征造型是基于這3種技術(shù)之上的、以特征為基礎(chǔ)的造型方法。與傳統(tǒng)的布爾運(yùn)算操作相比較,基于特征的造型技術(shù)更加簡(jiǎn)單、易于操作和理解。

2 三維拼裝式參數(shù)化設(shè)計(jì)

由于軸類(lèi)零件的應(yīng)用非常廣泛,而且種類(lèi)繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因此很難用一種典型的結(jié)構(gòu)來(lái)完全概括。但是不管結(jié)構(gòu)如何,任何一根軸類(lèi)零件都是由若干個(gè)常用的基本圖形元素(即軸元)所組成。將這些軸元定義為特征,又可以劃分為主特征和輔特征。主特征用于構(gòu)造軸類(lèi)零件的基本形狀結(jié)構(gòu)(如圓柱和圓錐),可以單獨(dú)存在。輔特征用于對(duì)主特征或輔特征進(jìn)行局部修飾(如倒角、鍵槽、退刀槽和中心孔等),反映了軸類(lèi)零件幾何形狀的細(xì)微結(jié)構(gòu)。它依附在主特征或另一輔特征之上,不能單獨(dú)存在。一般軸的結(jié)構(gòu)如圖1所示,軸主要由軸頸、軸頭、軸身3部分組成。軸上被支承部分叫做軸頸;安裝輪轂部分叫做軸頭;連接軸頸和軸頭的部分叫軸身。

軸的幾個(gè)主要分解特征有圓柱體、倒角、鍵槽、退刀槽、砂輪越程槽等等,只要將這些分解特征的開(kāi)發(fā)完成后,那么整個(gè)軸的建模就水到渠成了。

在設(shè)計(jì)軸類(lèi)零件時(shí),以Visual Basic的窗體作為程序的人機(jī)交互界面和主控界面,通過(guò)這些界面輸入尺寸參數(shù),將這些參數(shù)通過(guò)SolidWorks的二次開(kāi)發(fā)功能變成SolidWorks的實(shí)體尺寸。根據(jù)各個(gè)軸段的主輔特征,按照先后順序繪制出各個(gè)基本軸段,直到完成整個(gè)軸的建模。這實(shí)際上是采用了人機(jī)交互參數(shù)化中的基于構(gòu)造過(guò)程法,它是參數(shù)化設(shè)計(jì)方法中的主要方法之一。采用基于構(gòu)造過(guò)程法的優(yōu)點(diǎn)是:

①可以靈活自由地構(gòu)建出結(jié)構(gòu)不同的軸類(lèi)零件;

②軸段數(shù)不受限制(理論上可以無(wú)數(shù)段);

③可以簡(jiǎn)化各個(gè)基本軸段的繪制工作量;

④降低編程難度。

3 參數(shù)化設(shè)計(jì)程序的開(kāi)發(fā)

在VB6.0開(kāi)發(fā)SolidWorks時(shí),一般是利用宏錄制命令在SolidWorks環(huán)境中錄制SolidWorks的相關(guān)操作來(lái)獲得程序頭部和應(yīng)用程序的代碼,并將代碼經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男薷暮蠓诺絍B中使用H剖。下面以參數(shù)化繪制一般軸的實(shí)例來(lái)說(shuō)明如何利用VB對(duì)SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

本研究的開(kāi)發(fā)思想是,將軸分成一個(gè)一個(gè)軸段來(lái)建模,這樣無(wú)論什么樣的軸段,都可以通過(guò)這個(gè)方法來(lái)進(jìn)行建模。用戶在新建軸段時(shí)選擇好草圖基準(zhǔn)面,即下一軸段的起始端。

3.1 參數(shù)化繪制軸的一些關(guān)鍵代碼

(1)軸段建模代碼如下:

(2)鍵槽建模代碼如下:

(3)退刀槽或砂輪越程槽建模代碼如下:

3.2 二次開(kāi)發(fā)的用戶界面

按照該方法的特點(diǎn),可以設(shè)計(jì)適合的界面。首先出現(xiàn)的初始界面簡(jiǎn)單明了,如圖3所示。

在“請(qǐng)選擇”欄目下選擇不同的類(lèi)型,會(huì)彈出不同的對(duì)話框。

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