搜索基于Solidworks二次開發(fā)的活塞壓縮機零件參數(shù)化設計
2013-05-22 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
作者: 白亮亮*唐良寶 來源: 萬方數(shù)據(jù)
關鍵字: Solidworks 二次開發(fā) 活塞壓縮機 參數(shù)化設計
利用visual basic6. 4來開發(fā)Solidworks,建立一個活塞壓縮機零件的參數(shù)化建模體系,并通過實例說明具體設計的方法,達到縮短活塞壓縮機設計周期的目的,比較基于proe二次開發(fā)的參數(shù)化設計方法,利用visual basic6. 4來開發(fā)Solidworks更容易操作。
0引言
活塞壓縮機是通用機械,在化工、制冷等領域有著廣泛的應用。在對活塞壓縮機進行系列設計過程中,經(jīng)常會重復用到結構相同或相似而尺寸不同的一些零件,如活塞、連桿、連桿螺栓等。傳統(tǒng)的設計方法是將每個零件都單獨設計,占用了設計人員大部分的時間和精力,嚴重影響了新產(chǎn)品的開發(fā)周期,從而制約了企業(yè)的技術進步和持續(xù)發(fā)展。隨著CAD技術在企業(yè)中應用的不斷深人,各種CAD設計軟件得到了廣泛的應用。Solidworks軟件是Solidworks公司推出的世界上第一個專門在windows環(huán)境下進行機械設計的三維CAD軟件,Solidworks軟件提供完整的、免費的開發(fā)工具(API ),用戶可以用微軟的Visual Basic, Visual C++或其它支持OLE的編程語言建立自己的應用方案,從而實現(xiàn)參數(shù)化設計的目的,有效縮短產(chǎn)品的設計周期。本文通過Solidworks的二次開發(fā)技術,研究分析了活塞壓縮機主要零件的參數(shù)化設計。
1 Solidworks二次開發(fā)技術
SolidWorks軟件支持OLE標準,可以通過軟件中提供的完整的、免費的二次開發(fā)工具一SolidWorksAPI應用程序編程接口)完全實現(xiàn)OLE自動化。
SolidWorks API是SolidWorks的OLE編程接口,為程序員提供了大量的OLE對象以及對其所擁有的方法、屬性和事件(如圖1)。程序員可以在通用的開發(fā)平臺,如Visual Basic,VBA,Visual C ++和Delphi中對這些OLE對象及其方法和屬性進行操作,從而在自己開發(fā)的應用軟件中實現(xiàn)諸如生成直線、構造實體、檢查曲面表面參數(shù)等幾乎所有SolidWorks軟件的現(xiàn)有功能。
其中最為常用的是ModelDoc2對象,此對象屬于模型層,是SolidWorks的子對象,用ModelDoc2對象可以實現(xiàn)視圖設置、輪廓線修改、參數(shù)控制、對象選擇/打開和保存文檔、生成編輯特征參量、生成框架等與實體模型相關的各種操作。
任何支持OLE和COM的編程語言都可以作為SolidWorks的開發(fā)工具。最簡單的二次開發(fā)工具是VBA,在涉及Excel時用VBA最為方便,VBA常用于錄制宏,得到基本程序框架。易學易用的高級開發(fā)語言是VB,但功能有限。功能強大的語言是Visual C ++,但是人門較難。Delphi集中了VB和Visual C++兩者的優(yōu)點,學習過程中很容易上手,而且功能也非常強大,尤其在界面設計、數(shù)據(jù)庫編程和網(wǎng)絡編程方面更具有獨到之處,但遺憾的是SolidWorks常常不支持Delphi + OLE?？傊?各種軟件都有各自的特點與不足,設計人員根據(jù)需要和要求選擇合適的開發(fā)工具。
2利用VB開發(fā)的過程
本文通過VB編程軟件來對Solid`Vorks進行二次開發(fā),所以主要介紹VB的開發(fā)過程,具體的過程如下:
(1)確定能反映零件特征的尺寸參數(shù)作為主要參數(shù),并以此作為設計變量,同時確定尺寸相互關系。
(2)提出設計意圖,分析將要建立的模型,打開VB程序設計軟件,根據(jù)設計意圖創(chuàng)建窗體界面,創(chuàng)建程序主界面。
(3)基于VB的。olidworks二次開發(fā),最重要的是程序代碼的編寫。代碼可以完全由開發(fā)者寫人,即完全用程序?qū)崿F(xiàn)三維模型的參數(shù)化設計以及模型的編輯,這種方法編程較為復雜,但可以實現(xiàn)對具有復雜形體的零件造型,這種方法要求開發(fā)者對solidworks API函數(shù)非常熟悉,但是solidworks API函數(shù)有幾百個之多,對于初學者往往不容易掌握。一個簡單實用的方法是先錄制使用solidworks用戶界面執(zhí)行的操作,即錄制宏,獲得宏操作代碼,將其復制添加到程序所需部分,然后編輯修改以達到程序要求,通過程序驅(qū)動設計變量實現(xiàn)模型的建立和更新,這種方法編程較簡單,通用性好。
(4)通過給出不同的系列尺寸來自動生成零件的三維模型,從而任意實現(xiàn)類似零件三維模型的創(chuàng)建。
3實例分析
活塞壓縮機的零件數(shù)量較多,可以將主要零部件和常用的標準零部件分別建立數(shù)據(jù)庫,方便設計人員使用和添加擴充零件模型數(shù)量。這里僅對活塞壓縮機中的活塞件的設計過程舉例分析。
3. 1基本參數(shù)確定
活塞壓縮機中采用的活塞基本結構型式有:筒形、盤形、級差式、組合式、柱塞式等。本文以全封閉式壓縮機無環(huán)部筒形活塞為例分析參數(shù)化設計過程。
零件的實體建模,要求對實體進行系列化的參數(shù)化設計。根據(jù)實體的外形尺寸來選擇適當?shù)膮?shù)變量作為主要參數(shù)。如圖2所示筒形活塞的基本參數(shù)為:活塞直徑D、活塞銷外徑d、連桿寬度B等基本參數(shù)確定。
其它尺寸要素可以通過關系表達式確定。具體幾何關系表達式如下
活塞高度:H=CH·D
活塞銷中心線高度:H1=CH1 · H
筒形活塞內(nèi)徑分別為D1 = D-20,D2=D-10
活塞端面厚度;t=0.05xD
其中CH,CH1分別為活塞高度系數(shù)和活塞銷中心線高度系數(shù),其中CH取值范圍0.6~1.3,CH1的取值范圍0. 4~0.5。
3. 2程序界面
運用VB可以方便的建立程序的主界面如圖4所示,設計人員只需要在輸人參數(shù)部分輸人相應的參數(shù),默認情況下,零件的參數(shù)如表1所示,活塞其它尺寸參數(shù)與輸人參數(shù)之間的關系在輸人參數(shù)下方有說明,然后點擊創(chuàng)建就可以建立所要求的零件模型。
3. 3程序代碼的編寫
對于程序代碼的編寫,簡單實用的方法是先錄制使用Solidworks用戶界面執(zhí)行的操作,即錄制宏,獲得宏操作代碼,將其復制添加到程序中"創(chuàng)建"控件的click事件下,然后在代碼中找到定義實體模型的尺寸值,用對應的尺寸參數(shù)代替這些尺寸值。編輯修改以達到程序要求,通過程序驅(qū)動設計變量實現(xiàn)模型的建立和更新,這種方法編程較簡單,通用性好。具體代碼如下:
以上是模型創(chuàng)建的第一步的程序代碼,其余的程序代碼與此類似,無論是錄制宏,獲得宏操作代碼,然后將其復制添加到程序所需部分編輯修改以達到程序要求,還是自己編譯程序代碼都要有以上的格式才能夠運行。
3. 4程序運行結果
運行程序,輸人相應的參數(shù),點擊"尺寸計算",程序根據(jù)參數(shù)的約束關系表達式計算出其它的尺寸參數(shù),然后點擊"創(chuàng)建"建立與用戶輸入?yún)?shù)相對應的零件模型。創(chuàng)建的零件模型如圖4。
4總結
本文通過VB對中檔建模軟件solidworks進行二次開發(fā),結合活塞壓縮機設計的實際應用,實現(xiàn)了活塞壓縮機零件設計過程的參數(shù)化、白動化。有效的縮短壓縮機的開發(fā)和設計周期,大大的提高了工作效率,也使操作更加的簡單方便。而且為壓縮機進一步的CAE設計提供3D模型。
運用solidworks二次開發(fā)技術有以下特點:
(1)同樣可以實現(xiàn)零件的參數(shù)化設計,對于壓縮機設計人員,運用VB開發(fā)solidworks的方法更容易上手,能縮短參數(shù)化設計時間,提高效率;
(2)對于生成的三維零件,在solidworks中可以很方便的生成工程圖。
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