焦 青
(中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院,江蘇 徐州 221008)
Solid Works是基于Windows操作系統(tǒng)的三維設(shè)計(jì)軟件,是一種通用的智能型的CAD/CAM軟件,其特征造型與參數(shù)化功能非常強(qiáng)大。可以完成復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、高性能的大型裝配的設(shè)計(jì)修改。集設(shè)計(jì)、分析、加工和數(shù)據(jù)管理于一體,還具有較好的開發(fā)性接口和功能擴(kuò)充性[1]。
參數(shù)化設(shè)計(jì)的思想為Solid Works二次開發(fā)提供了捷徑,由于其利用的是參數(shù)化設(shè)計(jì),所以對(duì)應(yīng)的新舊圖形,只是在尺寸上發(fā)生了相應(yīng)的變化,特征形狀并無根本改變,所以對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立發(fā)揮了積極的作用,避免了重復(fù)行工作。然而,在編程過程中怎樣獲取標(biāo)準(zhǔn)件模型中的尺寸參數(shù)作為變量,并能夠?qū)⑵涓?,是我們現(xiàn)在要面臨的主要問題。
基于Solid Works進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),是提高設(shè)計(jì)效率的重要方法,特別是對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化和系列化較高的定型產(chǎn)品,通過改變圖形的某一部分或某幾部分的尺寸,就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)圖形的完全更新。目前,基于SolidWorks的二次開發(fā)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),主要有兩種方法:其一是直接在VB環(huán)境中通過編程實(shí)現(xiàn);其二是尺寸驅(qū)動(dòng)法[2]。.
編程法是用所編寫的程序描述建模過程,將設(shè)計(jì)過程的所有的關(guān)系式,都用程序進(jìn)行表示,利用程序進(jìn)行設(shè)計(jì)的一步步執(zhí)行。這種方法的特點(diǎn),即是要參數(shù)化形成新的模型,就需要從頭到尾地執(zhí)行一遍程序。
其開發(fā)的過程是:首先通過宏錄制將建模的全過程錄制下來,然后通過修改宏錄制的代碼,將其中的有關(guān)的常量修改為變量。這種修改宏的做法,實(shí)際就是對(duì)所錄制的造型的過程進(jìn)行回放的過程,這種方法一般都是適合較為簡(jiǎn)單的模型。這種方法在錄制造型的過程中并不是所有的過程都能錄制下來,中間很有可能會(huì)遺漏一部分造型過程,這部分代碼就需要開發(fā)者使用Solid Works API函數(shù)自行編碼。因此,不僅要編寫代碼非常多,且重新生成模型的時(shí)間長(zhǎng),效率低,系統(tǒng)的可維護(hù)性差。
尺寸驅(qū)動(dòng)法是目前Solid Works二次開發(fā)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的主要方法。其設(shè)計(jì)思路為:
先對(duì)零件進(jìn)行分類,用反應(yīng)該類零件的所有特征的復(fù)合零件作為三維模型的樣板。然后將復(fù)合零件用人機(jī)交互的方式,直接在三維CAD中建立幾何模型,確定與創(chuàng)建設(shè)計(jì)變量。
在進(jìn)行模型庫中零件的造型時(shí),并不使用宏錄制整個(gè)造型過程,而是在模型庫完成之后,建立它的一個(gè)備份,在備份的模型庫中,修改零件的需要參數(shù)化的尺寸,并使用宏將修改尺寸的過程錄制下來,然后再修改所錄制的宏代碼,將相應(yīng)的常量變成變量。模型庫的備份僅是一個(gè)中介,當(dāng)完成宏代碼錄制后,即可刪除。使用這種方法進(jìn)行參數(shù)化建模時(shí),并不是按照造型的過程重新建模,而是在原有的模板模型的基礎(chǔ)上,改變參數(shù)并進(jìn)行刷新即可。
綜上所述,可知道使用尺寸驅(qū)動(dòng)法能夠使編寫的代碼大大減少,增加了系統(tǒng)的可靠行,也不需要掌握復(fù)雜的Solid Works API函數(shù)。本文將采用這種方法。
下面以一活塞的二次開發(fā),介紹基于VB的Sol-id Works具體開發(fā)過程與方法:
(1)構(gòu)建模型,分析活塞結(jié)構(gòu),找出各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系,找出活塞的主要特征以及和合理的建模順序,從而對(duì)零件進(jìn)行特征分解。
圖1 活塞的三維造型
(2)VB中編寫的部分程序代碼[3]:
(3)參數(shù)化運(yùn)行結(jié)果。Solid Works對(duì)活塞進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì),通過改變對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵尺寸,就能夠得到滿足要求的活塞形狀,如圖2所示。
圖2 參數(shù)化程序運(yùn)行結(jié)果
本次設(shè)計(jì)是以Solid Works2007為開發(fā)平臺(tái),用Vb6.0為開發(fā)工具。經(jīng)過經(jīng)過調(diào)試與運(yùn)行,軟件達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)任務(wù),即在Solid Works下自動(dòng)生成用戶所需要的標(biāo)準(zhǔn)件的三維實(shí)體模型,簡(jiǎn)化了標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì)和圖形繪制,給設(shè)計(jì)人員帶來了便利,大大提高了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率。
同時(shí)開發(fā)的自動(dòng)化程度高,能夠方便快捷地設(shè)計(jì)出一系列結(jié)構(gòu)相似的零件參數(shù)化模型,簡(jiǎn)化了零件設(shè)計(jì)過程,提高了設(shè)計(jì)工作效率。因此,該方法在機(jī)械零件設(shè)計(jì)領(lǐng)域,具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)也為以后的有限元分析、工程圖紙的直接生成,打下了良好的基礎(chǔ)。
[1]江 洪,魏 崢,王濤威.Solid Works二次開發(fā)實(shí)例解析[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[2]江 洪,李仲興,邢啟恩.Solid Works2003二次開發(fā)基礎(chǔ)與實(shí)例教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.
[3]朱志良.Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2009.