尺寸驅(qū)動(dòng)的圓柱螺旋彈簧參數(shù)化設(shè)計(jì)

2013-05-21  by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM  來(lái)源:仿真在線

團(tuán)柱螺旋彈簧三維建模較為復(fù)雜,利用Visual Basic以及結(jié)合OLE Automation技術(shù)對(duì)SolidWorks進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)。采用Access建立了圓柱螺旋彈簧基本參數(shù)數(shù)據(jù)。通過(guò)調(diào)用SolidWorks API函數(shù)與尺寸驅(qū)動(dòng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)了彈簧實(shí)體的參數(shù)化、系列化設(shè)計(jì)。提高了回柱螺旋彈簧的三維實(shí)體建模效率。
作者: 楊昌明*劉文鵬 來(lái)源: 萬(wàn)方數(shù)據(jù)
關(guān)鍵字: 圓柱螺旋彈簧 參數(shù)化設(shè)計(jì) 尺寸驅(qū)動(dòng) SolidWorks軟件

0前言
   
彈簧是一種標(biāo)準(zhǔn)件,采用標(biāo)準(zhǔn)件會(huì)給產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、裝配帶來(lái)了很大的方便。設(shè)計(jì)人員如果能從CAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)中獲得滿足設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)件,則可大大減少重復(fù)勞動(dòng),提高設(shè)計(jì)效率,從而縮短新產(chǎn)品的研制周期。而彈簧的建模過(guò)程較為復(fù)為此采用Visual Basic及Access數(shù)據(jù)庫(kù),在應(yīng)用較為廣泛的SoIidWorks平臺(tái)上進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)了圓柱螺旋彈簧的參數(shù)化、系列化設(shè)計(jì)。
   
   
    1二次開(kāi)發(fā)工具
   
SolidWorks系統(tǒng)具有非常開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu),通過(guò)OLE(Object Linking and Embedding對(duì)象鏈接與嵌入)Automation技術(shù)為用戶提供了強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)接口,凡支持OLE編程的開(kāi)發(fā)工具,如VisualC++、Visual Basic,Delphi等均可用于SolidWorks的二次開(kāi)發(fā),利用系統(tǒng)提供的完備的函數(shù)集和對(duì)象類(lèi)庫(kù),創(chuàng)建出用戶定制的、專(zhuān)用的SolidWorks功能模塊。本文采用的是Visual Basic 6.0。
   
SolidWorks OLE自動(dòng)化技術(shù)OLE(Object Linking And Embedding)是對(duì)象鏈接與嵌入技術(shù)的簡(jiǎn)稱,利用OLE技術(shù),用戶可以通過(guò)使用來(lái)自2個(gè)或多個(gè)Windows應(yīng)用程序的資源來(lái)解決復(fù)雜的應(yīng)用問(wèn)題。OLE提供了方便的技術(shù)用來(lái)將文檔和來(lái)自不同程序的各種類(lèi)型的數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)。SolidWorks支持OLE標(biāo)準(zhǔn),完全實(shí)現(xiàn)了OLE自動(dòng)化。作為一個(gè)OLE服務(wù)器,SolidWork,提供了大量的OLE對(duì)象,以及這些對(duì)象所擁有的方法和屬性,用戶通過(guò)在客戶應(yīng)用程序中對(duì)這些OLE對(duì)象及其方法和屬性的操作,可以在自己開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件中實(shí)現(xiàn)諸如創(chuàng)建直線、構(gòu)造實(shí)體、檢查曲面表面參數(shù)等幾乎所有的SolidWorks軟件功能。
   
自動(dòng)化技術(shù)(Automation)為軟件之間的交互創(chuàng)造了條件,它允許多個(gè)應(yīng)用程序或組件之間進(jìn)行通訊和交互,而與它們的語(yǔ)言、分布和原始平臺(tái)無(wú)關(guān)。在開(kāi)發(fā)彈簧零件庫(kù)時(shí),運(yùn)用OLE(Object Linking and Embedding)Automation技術(shù),無(wú)疑會(huì)減小開(kāi)發(fā)的難度,使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。SolidWorks系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)操縱接口函數(shù)API,專(zhuān)門(mén)讀寫(xiě)三維零件數(shù)據(jù),并提供了一系列的Automation接口(包括對(duì)象、屬性和方法),使用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)更加容易。運(yùn)用Automation技術(shù)使應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)三維CAD系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)零件參數(shù)化、系列化設(shè)計(jì)。
   
    3界面設(shè)計(jì)
   
一個(gè)良好的操作界面對(duì)于一個(gè)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,彈簧零件庫(kù)的界面以窗口模式來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用下拉列表框,讓用戶從中選取,而不是自己輸入,這樣保證了用戶的信息符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),界面設(shè)計(jì)盡可能簡(jiǎn)單、直觀;提供盡可能多的保護(hù)措施,使輸人信息符合標(biāo)準(zhǔn)。圖1為拉伸彈簧建模的界面。
   

    4尺寸驅(qū)動(dòng)
   
在SolidWorks中,無(wú)論是草圖、特征或者裝配中的尺寸,都是"驅(qū)動(dòng)"的作用,是所標(biāo)注對(duì)象的幾何數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容,而不是對(duì)所標(biāo)注對(duì)象的"注釋"。這些驅(qū)動(dòng)尺寸是在幾何關(guān)系已經(jīng)充分確定的基礎(chǔ)上,定義那些無(wú)法用幾何約束表達(dá)的,或者是設(shè)計(jì)過(guò)程中可能需要改變的參數(shù)。這些驅(qū)動(dòng)尺寸與工程圖上應(yīng)當(dāng)標(biāo)出的尺寸不完全相同,是一些設(shè)計(jì)尺寸,可以借助于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)進(jìn)行定義,可以使用計(jì)算表達(dá)方式,而且驅(qū)動(dòng)尺寸始終與標(biāo)注對(duì)象關(guān)聯(lián)。
   
尺寸驅(qū)動(dòng)即在零件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變的情況下,把零件的尺寸參數(shù)定義為尺寸變量,并定義出變量間的關(guān)系,當(dāng)給定不同的尺寸值,就可得到一組結(jié)構(gòu)相同而尺寸不同的零件,每一類(lèi)零件對(duì)應(yīng)一模式,在模式中定義尺寸變量和變量間的關(guān)系。由于SolidWorks采用了參數(shù)化的設(shè)計(jì)方法,在開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件模型庫(kù)時(shí)沒(méi)有必要再做尺寸約束求解,零件的最后生成可以依靠系統(tǒng)參數(shù)化功能來(lái)實(shí)現(xiàn),即通過(guò)用新的尺寸值對(duì)準(zhǔn)備好的模板零件進(jìn)行尺寸驅(qū)動(dòng)生成一個(gè)新的零件。
   
采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)Access來(lái)建立彈簧特性數(shù)據(jù)庫(kù),包括彈簧中徑D(見(jiàn)表1)、絲徑d、有效圈數(shù)n等基本參數(shù)。在Visual Basic中采用ADO數(shù)據(jù)接口訪問(wèn)該目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)數(shù)據(jù)感知控件獲得彈簧造型所需的參數(shù),調(diào)用SolidWorks API函數(shù)對(duì)"驅(qū)動(dòng)尺寸"重新賦值,從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)化、系列化設(shè)計(jì)?？紤]到彈簧的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用了三段造型的方法,使彈簧三維參數(shù)化造型順利實(shí)現(xiàn),也精簡(jiǎn)了Visual Basic程序。其中,拉伸彈簧尺寸驅(qū)動(dòng)的部分代碼如下:
   

    5結(jié)語(yǔ)
   
以visualBasic6.o為開(kāi)發(fā)工具,利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)Access,在SolidWorks系統(tǒng)上進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā),建立了實(shí)用的圓柱螺旋彈簧參數(shù)化建模系統(tǒng)及彈簧基本參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
   
利用基于特征的參數(shù)化造型方法對(duì)彈簧標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行實(shí)體造型,實(shí)現(xiàn)了尺寸的驅(qū)動(dòng)機(jī)制功能。
   
在建庫(kù)過(guò)程中,利用OL,EAutomation技術(shù),從外部操縱SolidworksOL.E對(duì)象,實(shí)現(xiàn)了通用CAD平臺(tái)的良好融合。用戶只需通過(guò)界面參數(shù)的選擇與修改,即可獲得所需尺寸的彈簧模型,顯著地提高了建模效率,可以為設(shè)計(jì)分析快速提供三維實(shí)體模型。

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