摘要：液壓缸在工程機(jī)械領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，主要起到液壓傳動(dòng)作用。在液壓缸的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中都需要廣泛地采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)即CAD技術(shù)，本文主要從六個(gè)方面進(jìn)行CAD關(guān)鍵技術(shù)的細(xì)致分析。這六類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)的采用，可以有效地提高液壓缸設(shè)計(jì)的效率。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械;CAD;液壓缸

0 ?引言

液壓缸是傳動(dòng)系統(tǒng)中非常重要的部件。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，液壓缸已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，如礦山行業(yè)的挖煤機(jī)、機(jī)械行業(yè)的各種車(chē)床、冶金行業(yè)的各種爐、化工行業(yè)的各種設(shè)備、農(nóng)業(yè)行業(yè)的各種收割機(jī)械、輕紡行業(yè)的各種紡織設(shè)備等。鑒于液壓缸的重要性和普遍性，對(duì)液壓缸CAD關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究很有必要。

1 ?液壓缸的介紹

液壓缸的類(lèi)型有很多，具體液壓缸的類(lèi)型如下：只向活塞的一側(cè)供給液壓油的為單作用液壓缸，從活塞的兩個(gè)方向供給液壓油的為雙作用液壓缸;液壓缸的活動(dòng)機(jī)構(gòu)為活塞的為活塞式液壓缸，這種液壓缸可以向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng);活動(dòng)機(jī)構(gòu)為柱塞的為柱塞式液壓缸，這種液壓缸只能向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng);另外，還有伸縮式液壓缸和擺動(dòng)式液壓缸。液壓缸內(nèi)部壓力有所不同，壓力較低的是中低液壓缸，壓力中等的稱(chēng)為中高液壓缸，壓力較高的是高液壓缸。如果采用一般標(biāo)準(zhǔn)制造的液壓缸為標(biāo)準(zhǔn)液壓缸，如果采用特殊標(biāo)準(zhǔn)制造的液壓缸為特殊液壓缸。如圖1所示為一種較為典型的液壓缸的構(gòu)造。

從圖1所示液壓缸的結(jié)構(gòu)形式可知：液壓缸可以分為缸體組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五大部分。

2 ?液壓缸CAD關(guān)鍵技術(shù)

液壓缸的設(shè)計(jì)以及液壓缸的生產(chǎn)都需要融入現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，即需要廣泛地使用計(jì)算機(jī)，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)稱(chēng)CAD。為了更好地應(yīng)用CAD技術(shù)，還需要重點(diǎn)掌控相關(guān)的CAD關(guān)鍵技術(shù)，如標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)、參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)、Solid Works設(shè)計(jì)技術(shù)、Access設(shè)計(jì)技術(shù)、VB設(shè)計(jì)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是面對(duì)產(chǎn)品，采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。目前標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)是液壓缸設(shè)計(jì)廣泛使用的方法，也是將來(lái)液壓缸設(shè)計(jì)的必然方向。目前進(jìn)行液壓相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)有很多，但是針對(duì)液壓缸設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)最多，進(jìn)行液壓缸設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)也最成熟。采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，極大的簡(jiǎn)化了圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、工藝編制、生產(chǎn)制造、維修保養(yǎng)及維修更換等，有利于液壓缸的配套生產(chǎn)與分類(lèi)銷(xiāo)售發(fā)貨等?？傊?，采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，能給設(shè)計(jì)、制造、營(yíng)銷(xiāo)、售后等環(huán)節(jié)帶來(lái)一系列的便利性。

2.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)

參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)的基本思想是即使產(chǎn)品的零部件集合尺寸發(fā)生變化，產(chǎn)品的總體性能依然能夠滿足要求。非參數(shù)化設(shè)計(jì)要求產(chǎn)品的形狀和大小是確定的，結(jié)構(gòu)模型一旦確定之后，一旦希望修改產(chǎn)品零部件的尺寸，則需要重新進(jìn)行產(chǎn)品的造型，即使新的結(jié)構(gòu)和原來(lái)的結(jié)構(gòu)相似也需要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。參數(shù)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于可以使用約束來(lái)應(yīng)對(duì)產(chǎn)品零部件幾何模型的修改。參數(shù)化設(shè)計(jì)可以從尺寸、拓?fù)浠蛘邞?yīng)力幾方面進(jìn)行約束，一旦產(chǎn)品的總體約束確定之后，重新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品只要滿足這種約束的要求，產(chǎn)品零部件細(xì)節(jié)的問(wèn)題就可以重新定義。工程人員在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候，只需要致力于產(chǎn)品某些零部件的創(chuàng)新與修改，不需要考慮太多太復(fù)雜的問(wèn)題，大大節(jié)省工程人員的設(shè)計(jì)時(shí)間，提高設(shè)計(jì)的效率。

2.3 Solid Works三維設(shè)計(jì)

參數(shù)化設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)需要采用三維設(shè)計(jì)技術(shù)，目前行業(yè)內(nèi)使用最普遍的就是Solid Works三維設(shè)計(jì)。Solid Works公司最早在20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)了這種技術(shù)，這種軟件方便用戶使用，用戶上機(jī)操作快，學(xué)習(xí)比較容易，購(gòu)買(mǎi)價(jià)格也比較低廉，可以給用戶帶來(lái)各種好處。并且，Solid Works還可以采用多種語(yǔ)言進(jìn)行交互操作。針對(duì)一個(gè)產(chǎn)品，無(wú)論是先進(jìn)行產(chǎn)品總體分析，再到細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，還是先進(jìn)行產(chǎn)品零部件設(shè)計(jì)，再到零部件的整體拼接，Solid Works都可以滿足用戶的需求。采用Solid Works設(shè)計(jì)完成產(chǎn)品之后，還可以在該軟件上進(jìn)行產(chǎn)品使用功能的模擬，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還可以隨時(shí)進(jìn)行產(chǎn)品的參數(shù)以及尺寸的修改。目前，該軟件已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在我國(guó)工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，無(wú)論是在高端設(shè)計(jì)領(lǐng)域還是低端設(shè)計(jì)領(lǐng)域，Solid Works都有廣泛的應(yīng)用，具有非常好的普適性。目前，為了使該軟件更廣泛地應(yīng)用在我國(guó)工程設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，已經(jīng)有專(zhuān)家把VB技術(shù)應(yīng)用到Solid Works改造中來(lái)。

2.4 Access協(xié)同開(kāi)發(fā)

Access作為一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，可以訪問(wèn)其他數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以訪問(wèn)Microsoft Excel中的數(shù)據(jù)。因?yàn)镋xcel更容易處理液壓缸的關(guān)鍵尺寸數(shù)據(jù)，所以將Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Access中，這樣只需要再定義一下關(guān)鍵字就可以方便后續(xù)在VB中調(diào)用數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)一個(gè)一個(gè)賦值到變量中，這樣極大的縮短了數(shù)據(jù)庫(kù)的建立時(shí)間。

Access進(jìn)行協(xié)同開(kāi)發(fā)的層次結(jié)構(gòu)為自底向上結(jié)構(gòu)，層次結(jié)構(gòu)圖中首先列出的是“對(duì)象”。程序員能比較容易地創(chuàng)建表、查詢、窗體和報(bào)表等以顯示具體數(shù)據(jù)信息?！昂瘮?shù)或表達(dá)式”可做檢驗(yàn)方面的規(guī)則處理，如檢驗(yàn)數(shù)據(jù)、強(qiáng)迫遵循某些事務(wù)規(guī)則或簡(jiǎn)單的顯示某個(gè)數(shù)值。內(nèi)置的“宏”可完成相對(duì)復(fù)雜的任務(wù)，無(wú)須創(chuàng)建正式的程序。使用Access能創(chuàng)建高質(zhì)量的專(zhuān)業(yè)程序。最頂層憑借Windows API調(diào)用其他語(yǔ)言編寫(xiě)函數(shù)或DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。程序員能使用這些函數(shù)來(lái)編寫(xiě)Access與其他程序或數(shù)據(jù)源的接口，從而開(kāi)發(fā)出具有強(qiáng)大功能的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序。

2.5 VB與Access鏈接

VB技術(shù)具有良好的可視化界面，具有比較容易的編程平臺(tái)，基于這兩點(diǎn)，VB就可以作為參數(shù)化設(shè)計(jì)的有力工具。Access則具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，可以為VB提供有效的后臺(tái)數(shù)據(jù)支持，通過(guò)兩者的結(jié)合，可以把數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇梢暬缑嬷衼?lái)，可以把需要的數(shù)據(jù)與建立的模型結(jié)合起來(lái)，這是參數(shù)化設(shè)計(jì)非常重要的一步。因此，液壓缸CAD需要掌握好VB與Access鏈接技術(shù)。

2.6 VB與Solid Works鏈接

為了使用VB技術(shù)對(duì)Solid Works 技術(shù)進(jìn)行有效的改造，方便用戶的使用。Solid Works設(shè)計(jì)了可以便于VB開(kāi)發(fā)的函數(shù)，根據(jù)這些函數(shù)可以有效地進(jìn)行VB技術(shù)與Solid Works 技術(shù)的銜接。VB開(kāi)發(fā)技術(shù)以Windows平臺(tái)為基礎(chǔ)，可以使用Windows平臺(tái)的各種最新技術(shù)，VB技術(shù)擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，采用VB技術(shù)進(jìn)行Solid Works 的二次開(kāi)發(fā)，可以把VB的數(shù)據(jù)庫(kù)功能與Solid Works的設(shè)計(jì)功能完美的結(jié)合起來(lái)，可以滿足不同用戶的定制要求。使用VB技術(shù)中的OLE控件功能對(duì)Solid Works 進(jìn)行改進(jìn)，可以方便地把OLE控件與Solid Works的API接口進(jìn)行銜接，實(shí)現(xiàn)對(duì)Solid Works對(duì)象的有效控制。應(yīng)用VB技術(shù)進(jìn)行Solid Works開(kāi)發(fā)可以先建立Solid Works對(duì)象，再創(chuàng)建子對(duì)象，最后進(jìn)行Solid Works總體的建模。

3 ?總結(jié)

液壓缸已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，而推動(dòng)液壓缸發(fā)展的重要環(huán)節(jié)就是液壓缸CAD設(shè)計(jì)。在液壓缸CAD設(shè)計(jì)過(guò)程中需要重點(diǎn)掌握六項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，具體是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、Solid Works三維設(shè)計(jì)、Access協(xié)同開(kāi)發(fā)、VB與Access鏈接、VB與Solid Works鏈接，在此基礎(chǔ)上才可推動(dòng)液壓缸的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：朱文杰（1984-），男，江蘇泰州人，助理工程師，主要從事工程機(jī)械的設(shè)計(jì)與技術(shù)服務(wù)工作。