SolidWorks二次開發(fā)在沖模標(biāo)準(zhǔn)件中的應(yīng)用

張信群

ZHANG Xin-qun

（滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，滁州 239000）

0 引言

沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件在模具設(shè)計(jì)過程中是經(jīng)常需要反復(fù)調(diào)用的。目前，SolidWorks是我國模具企業(yè)在三維設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較廣泛的一種CAD軟件。但是，由于SolidWorks沒有適合我國國標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)件庫，導(dǎo)致了一些設(shè)計(jì)人員在調(diào)用不同規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，不得不多次查閱國標(biāo)，反復(fù)修改某一些特定的尺寸，來實(shí)現(xiàn)整個(gè)零件模型的更新。但是這種修改過程往往是非常繁瑣的，耗費(fèi)了設(shè)計(jì)人員大量的重復(fù)性勞動，導(dǎo)致模具設(shè)計(jì)的周期長、效率低。所以，為了提高SolidWorks在我國的模具企業(yè)中的應(yīng)用效果，必須對SolidWorks進(jìn)行本土化和專業(yè)化的二次開發(fā)以創(chuàng)建沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件庫。

1 SolidWorks二次開發(fā)的方法

SolidWorks所創(chuàng)建的模型是一種全參數(shù)化的三維模型，對SolidWorks二次開發(fā)是建立在對零件模型進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上。

1.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念

參數(shù)化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)是首先進(jìn)行參數(shù)化建模，即建立零件的初始幾何模型，并將控制模型形狀結(jié)構(gòu)的尺寸定義為變量參數(shù)；然后利用參數(shù)庫中數(shù)據(jù)對變量參數(shù)賦予不同的數(shù)值來驅(qū)動參數(shù)化模型，進(jìn)行模型的重構(gòu)。這種控制零件模型形狀結(jié)構(gòu)的尺寸稱為特征尺寸。

1.2 SolidWorks二次開發(fā)的方法

目前，企業(yè)中應(yīng)用的SolidWorks二次開發(fā)方法包括編程法和尺寸驅(qū)動法兩種。

編程法是指依靠SolidWork軟件本身自帶的宏工具，在進(jìn)行初始零件造型的同時(shí)使用宏工具將造型的全過程錄制下來，然后修改所錄制的宏代碼，將有關(guān)常量換成變量，最后將所錄制的造型過程進(jìn)行回放。由于在錄制零件造型的過程時(shí)，會有一些函數(shù)可能被遺漏，這只能依靠設(shè)計(jì)人員使用SolidWorks API函數(shù)自行編寫程序代碼彌補(bǔ)，所以要求設(shè)計(jì)人員不僅需要熟練掌握C++、VB、VC等高級編程語言，還必須掌握大量繁雜的SolidWorks API函數(shù)，從而增加了開發(fā)的難度。另外，零件模型更新時(shí)，需要從頭到尾地執(zhí)行一遍模型生成過程，造成了設(shè)計(jì)時(shí)間長、效率低。

尺寸驅(qū)動法是在保持零件模型結(jié)構(gòu)不變的基礎(chǔ)上，通過編寫程序代碼控制特征尺寸的改變并進(jìn)行刷新，以達(dá)到模型更新。

應(yīng)用尺寸驅(qū)動法省去了編程法中模型的重新生成過程，所編寫的程序代碼具有針對性，程序代碼總量較少；圖形的更新速度快，設(shè)計(jì)效率高；更為有利的是將設(shè)計(jì)人員從大量繁雜的SolidWorks API函數(shù)之中解放出來。所以尺寸驅(qū)動法應(yīng)該成為開發(fā)沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫的發(fā)展方向，在模具企業(yè)有很高的推廣價(jià)值。

2 應(yīng)用尺寸驅(qū)動法開發(fā)沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫

本文選用Visual Basic 6.0作為編程工具，以凸緣式模柄零件為例，介紹沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫的開發(fā)過程。

2.1 建立凸緣式模柄初始零件模型

以A型凸緣式模柄：A30×75 JB27646.3－1994為例，在SolidWorks界面建立零件模型，如圖1所示，保存為“A型凸緣式模柄.sldprt”?？刂圃摿慵Ｐ偷奶卣鞒叽绻灿形鍌€(gè)，即模柄直徑φ30，凸緣直徑φ75、凸緣高度16、打桿孔徑φ11、總高64（注：尺寸單位均為mm）。只要它們選取不同的數(shù)值，模柄零件結(jié)構(gòu)就會隨之改變。

2.2 編輯尺寸名稱

在建立A型凸緣式模柄的零件模型時(shí)，SolidWorks系統(tǒng)會為標(biāo)注的尺寸默認(rèn)一個(gè)尺寸名稱：D1、D2、D3、D4、D5、D6，這種尺寸名稱是隨機(jī)的，極不規(guī)則。在參數(shù)化設(shè)計(jì)中，為了在編寫程序時(shí)調(diào)用變量參數(shù)的數(shù)值不至于發(fā)生混亂，應(yīng)該按照自己的需要對所標(biāo)注的尺寸重新命名。

圖1 A型凸緣式模柄的尺寸名稱

例如，在特征管理器中雙擊“草圖1”，然后在尺寸φ30（尺寸名稱為“D1”）上單擊右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，出現(xiàn)“尺寸屬性”對話框，將尺寸名稱改為“d”，然后確定。同理，將其余規(guī)格尺寸名稱改為D2、h、HH、DD，如圖1所示。

2.3 建立VB文件的窗體的界面

建立一個(gè)VB工程文件， 打開“工程”→“部件”菜單項(xiàng)，添加一個(gè)外部控件：Microsoft FlexGrid Control 6.0。

在VB窗體上添加一個(gè)Image控件，一個(gè)Data控件，一個(gè)MSFlexGrid1控件，和兩個(gè)Command控件。

2.4 建立零件模型變量參數(shù)的數(shù)據(jù)庫文件

由于A型凸緣式模柄是標(biāo)準(zhǔn)件，它的特征尺寸數(shù)值均由標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不允許隨意改變，這時(shí)可以采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，將特征尺寸數(shù)值按照一定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式存放在數(shù)據(jù)庫中，由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行管理。

本文采用Microsoft Access 2003為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，將模柄直徑d，凸緣直徑DD、凸緣高度h、打桿孔徑D2、總高HH作為變量參數(shù)，建立的數(shù)據(jù)表如圖2所示。

圖2 A型凸緣式模柄數(shù)據(jù)表

2.5 編寫VB程序代碼

主要的VB程序代碼如下：

2.6 生成“A型凸緣式模柄.exe”文件

“A型凸緣式模柄.exe”文件，如圖3所示。EXE文件實(shí)際上提供了一個(gè)人機(jī)對話窗口，并且可以在Windows環(huán)境中直接運(yùn)行，非常方便。

圖3 “A型凸緣式模柄.exe”文件

執(zhí)行EXE文件時(shí)，窗口中顯示出JB27646.3規(guī)定的不同規(guī)格A型凸緣式模柄的標(biāo)準(zhǔn)代號及其特征尺寸的數(shù)值，用戶可以非常直觀地、有針對性地選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)件代號，都能夠得到相應(yīng)的A型凸緣式模柄零件模型。

2.7 凸緣式模柄標(biāo)準(zhǔn)件庫擴(kuò)展

在JB27646.3中，凸緣式模柄分為A、B、C型，B型和C型凸緣式模柄是在A型的基礎(chǔ)上，在凸緣端面上開出3～4個(gè)沉頭螺釘孔。零件造型時(shí)由于螺釘孔需要由五個(gè)特征尺寸驅(qū)動，所以控制B型和C型凸緣式模柄實(shí)體造型的尺寸變量總數(shù)較多，如圖4所示。

先在A型凸緣式模柄零件模型的基礎(chǔ)上增加一個(gè)螺釘孔，并均布為三個(gè)。然后就可以采用與開發(fā)A型凸緣式模柄標(biāo)準(zhǔn)件庫相同的方法來開發(fā)B型或C型凸緣式模柄標(biāo)準(zhǔn)件庫。在如圖3所示的數(shù)據(jù)表中增加螺釘孔直徑D4、柱形沉頭孔直徑D3和深度H1、螺釘孔均布圓直徑D1作為變量參數(shù)，并在原程序段中增加一些調(diào)用這些變量參數(shù)的數(shù)值的語句即可完成。

圖4 B型凸緣式模柄的尺寸名稱

在此程序開發(fā)過程中會遇到的問題是：控制該零件模型的特征尺寸參數(shù)都是長度單位，可以將國標(biāo)中對應(yīng)的數(shù)值直接輸入數(shù)據(jù)庫文件中；而表示安裝螺釘孔個(gè)數(shù)的參數(shù)n不是以長度單位來計(jì)量，所以與其它特征尺寸參數(shù)的在設(shè)置上應(yīng)區(qū)別對待。

本文采用的方法是：不將表示安裝螺釘孔個(gè)數(shù)的參數(shù)n列入數(shù)據(jù)庫中，而是在VB程序中另外設(shè)置一個(gè)供用戶自由選擇安裝螺釘數(shù)目的語句：

swPart.Parameter("n@陣列(圓周)1").SystemValue = Text1.Text

同時(shí)在VB窗體上添加一個(gè)Labal控件和一個(gè)Text控件。

用戶在程序運(yùn)行中可以根據(jù)需要選擇安裝螺釘?shù)臄?shù)目，并且突破了國標(biāo)中只有3個(gè)或4個(gè)的數(shù)目限制，更加靈活。

生成的“凸緣式模柄.exe”文件如圖5所示，執(zhí)行EXE文件時(shí)，先在數(shù)據(jù)表中選擇需要?jiǎng)?chuàng)建的凸緣式模柄代號，然后再手工輸入螺釘孔的數(shù)目，單擊“建模”按鈕，就可以得到相應(yīng)的凸緣式模柄零件模型。

圖5 “凸緣式模柄.exe”文件

3 結(jié)束語

對SolidWorks二次開發(fā)建立沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫，就徹底擯棄了在SolidWorks界面手工反復(fù)修改尺寸數(shù)值的模式，有效地減少了模具設(shè)計(jì)中的重復(fù)性工作，提高了設(shè)計(jì)的自動化程度。

并且所建立的沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫，符合我國的工程制圖標(biāo)準(zhǔn)和三維建模習(xí)慣，人機(jī)對話界面友好，非常適合模具設(shè)計(jì)人員使用，在中、小型模具企業(yè)尤為適用。

[1] 季忠,王曉麗,劉韌.沖壓模具設(shè)計(jì)自動化－SolidWorks應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2007.

[2] 張信群.基于SolidWorks配置功能建立和調(diào)用沖模標(biāo)準(zhǔn)件庫[J].模具工業(yè),2009(8)：6-11.

[3] 魏錚,牟林.SolidWorks 2004冷沖模設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程[M].北京：電子工業(yè)出版社,2005.

[4] 汪列隆,朱仕端.參數(shù)化設(shè)計(jì)在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù),2006(7)：27-29.