基于SolidWorks的機床夾具標準件三維參數(shù)化設(shè)計

王素艷

（沈陽職業(yè)技術(shù)學院，遼寧 沈陽 110045）

基于SolidWorks的機床夾具標準件三維參數(shù)化設(shè)計

王素艷

（沈陽職業(yè)技術(shù)學院，遼寧 沈陽 110045）

針對機床夾具三維設(shè)計中應(yīng)用大量系列化的夾具標準件且存在大量重復(fù)設(shè)計的問題，采用Solid-Works軟件及功能完整的API開發(fā)工具接口，以及具有圖形用戶界面的應(yīng)用程序開發(fā)系統(tǒng)Visual Basic進行二次開發(fā)，鏈接并讀取夾具標準件數(shù)據(jù)庫Microsoft Access中的夾具標準件結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)機床夾具標準件三維參數(shù)化設(shè)計。該方法使設(shè)計過程變得簡單、規(guī)范，提高了工作效率，縮短了產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)周期。

SolidWorks API；VB；Solidworks插件；夾具標準件；參數(shù)化設(shè)計

0 引言

機床夾具標準件廣泛應(yīng)用于夾具設(shè)計制造中，機床夾具標準件是系列化產(chǎn)品，同類型的、不同規(guī)格之間的零件具有相同的結(jié)構(gòu)特征，因此機床夾具標準件適合于采用三維參數(shù)化方法進行設(shè)計，同時還可以建立適合自己企業(yè)的夾具標準件庫，這可以大大提高產(chǎn)品的設(shè)計速度、減少重復(fù)勞動、提高設(shè)計質(zhì)量和效率、縮短新產(chǎn)品設(shè)計制造周期。

目前三維參數(shù)化設(shè)計過程最簡便、操作最方便的方案是基于SolidWorks軟件及功能完整的API開發(fā)工具接口，采用具有圖形用戶界面和快速應(yīng)用程序開發(fā)系統(tǒng)Visual Basic（VB）進行二次開發(fā)，應(yīng)用該方法進行機床夾具標準件三維參數(shù)化設(shè)計及建立適合企業(yè)的夾具標準件庫具有實際的應(yīng)用意義[1,2]。

1 夾具標準件參數(shù)化設(shè)計的模塊結(jié)構(gòu)

SolidWorks環(huán)境下參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，由SolidWorks函數(shù)接口、SolidWorks菜單及工具條、人機交互界面、以及夾具標準件參數(shù)數(shù)據(jù)庫組成。通過自定義的SolidWorks用戶菜單，打開人機交互界面，輸人或選擇所需要的夾具標準件的主參數(shù)，系統(tǒng)會自動根據(jù)主參數(shù)從夾具標準件幾何參數(shù)數(shù)據(jù)庫中進行檢索，得到相關(guān)的信息，進行參數(shù)化驅(qū)動生成夾具標準件的三維模型，再根據(jù)需要輸出相應(yīng)的工程圖，生成用戶需要的特定類型和尺寸的標準零件，完成夾具標準件的三維設(shè)計[1,2]。圖1表示夾具標準件參數(shù)化設(shè)計模塊結(jié)構(gòu)。

SolidWorks軟件提供了方便各類用戶對其進行二次開發(fā)的自由、開放、功能完整的開發(fā)工具——API（ApplicationProgrammingInterface）應(yīng)用編程接口，它是一個基于對象連接與嵌入技術(shù)OLE Automation的編程接口，此接口包含了數(shù)以百計的功能函數(shù)，程序員通過這些函數(shù)可直接訪問 SolidWorks，且 API中的函數(shù)可以被 VB或SolidWorks宏文件等調(diào)用，從而擴展了SolidWorks的功能。SolidWorks API的對象分為若干層，每一層又包括若干對象。每個對象又都有自己的屬性、方法和事件。通過開發(fā)的應(yīng)用軟件對這些OLE對象及其方法和屬性進行操作，可以完成零件的建模、修改；零件各特征的建立、 修改、 刪除、 壓縮等各項控制；零件特征信息的提?。灰约傲慵难b配信息和零件工程圖中的各項信息的提取，還可在 SolidWorks主菜單上建立用戶自己的專用菜單，將自己開發(fā)的應(yīng)用模塊嵌入到它的管理系統(tǒng)中[1～3]。

圖1 夾具標準件參數(shù)化設(shè)計模塊結(jié)構(gòu)Fig.1 Fixture standard parts parameterization design module structure

2 創(chuàng)建SolidWorks企業(yè)用戶菜單

為了用戶操作方便，可以把參數(shù)化生成夾具標準件的功能以插件的形式集成到SolidWorks主菜單中，利用SolidWorks已有的強大功能，實現(xiàn)全部系統(tǒng)在 Solid-Works上建立。企業(yè)用戶菜單與所有其它菜單條一樣，以Windows風格的菜單形式插入到SolidWorks當中去，并以各夾具標準件的名稱直觀的顯示出來。當用戶要進行某個夾具標準件的參數(shù)化設(shè)計時，只需在菜單上對相應(yīng)的夾具標準件名稱進行單擊選擇即可開始設(shè)計。

Solidworks環(huán)境下的企業(yè)用戶菜單由Solidworks插件加載后驅(qū)動，而Solidworks插件創(chuàng)建通?？捎蒝B完成[3]。

2.1 創(chuàng)建動態(tài)鏈接庫文件并定義Solidworks插件名稱及屬性

啟動VB，雙擊ActiveX DLL圖標，創(chuàng)建ActiveX DLL工程。進入VB后，定義Solidworks插件的名稱 （jjbzj）及屬性，如圖2所示。

圖2 創(chuàng)建ActiveX動態(tài)鏈接庫工程并定義Solidworks插件名稱及屬性Fig.2 Create ActiveX dll project&Define the Solidworks plug-in name and attributes

2.2 引用SolidWorks相關(guān)的庫文件

為Active DLL工程引用庫文件，即SolidWorks插件庫文件、SolidWorks庫文件、SolidWorks常數(shù)庫文件[4]。如圖3所示。

圖3 引用SolidWorks庫文件Fig.3 Reference SolidWorks library

2.3 定義接口函數(shù)與SolidWorks應(yīng)用程序標識

2.4 定義入口函數(shù)與出口函數(shù)

2.5 定義夾具標準件菜單

2.6 生成夾具標準件插件

將Active動態(tài)鏈接庫工程編譯為一個DLL文件，當啟動SolidWorks后，可在SolidWorks插件中加載并運行夾具標準件插件。

執(zhí)行菜單上的夾具標準件項，系統(tǒng)會執(zhí)行對應(yīng)的功能代碼，打開對應(yīng)的對話框，用戶根據(jù)要求確定主參數(shù)后，系統(tǒng)自動完成相應(yīng)夾具標準件的三維建模[4]。

3 夾具標準件參數(shù)化數(shù)據(jù)庫

VB程序提供了數(shù)據(jù)庫鏈接Data控件，使用它可以將數(shù)據(jù)庫連接到VB程序的主程序中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫、Solid-Works圖形文件和程序界面相互聯(lián)系，實現(xiàn)相應(yīng)的功能。

為便于鏈接并讀取數(shù)據(jù)，夾具標準件數(shù)據(jù)庫采用功能完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)Microsoft Access,它可以實現(xiàn)查詢、排序、增加記錄等操作,夾具標準件數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以表格形式提供給用戶，方便用戶維護、管理，可完全滿足用戶需求[5]。

4 應(yīng)用實例

參數(shù)化設(shè)計夾具標準件中的快換鉆套，啟動Solid-Works，在夾具標準件菜單下單擊視窗法蘭選項，系統(tǒng)打開用戶對話框，如圖4所示，按設(shè)計要求選擇快換鉆套的主參數(shù)公稱通徑，系統(tǒng)會自動運行快換鉆套的建模模塊，完成設(shè)計。圖5所示，分別為公稱直徑分別為φ10、φ16、φ24三種規(guī)格建模后的快換鉆套[6-7]。

圖4 用戶對話框Fig.4 User dialog box

圖5 快換鉆套Fig．5 Quick drill bushing

5 結(jié)論

通過SolidWorks API、VB及 Microsoft Access數(shù)據(jù)庫建立的夾具標準件參數(shù)化設(shè)計二次開發(fā)系統(tǒng)，是一種非常實用的CAD應(yīng)用軟件系統(tǒng)的開發(fā)方法。解決了三維CAD軟件 SolidWorks缺少夾具標準件庫的不足，為SolidWorks建立起一個基于特征的夾具標準件三維參數(shù)化建模，從而完善了為SolidWorks用于機床夾具的計算機輔助設(shè)計提供了擴展。通過實際應(yīng)用其操作簡便、功能齊全、便于維護及管理，軟件界面友好，運行快速可靠，大大提高了設(shè)計效率，縮短了產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)周期[8]。

[1]周瑋.基于SolidWorks的變壓器標準件參數(shù)化設(shè)計方法研究[J].變壓器，2010，7.

[2]周瑋.基于SolidWorks閥門參數(shù)化CAD系統(tǒng)的研究[J].機械設(shè)計與制造，2010，6.

[3]王小玲.基于Inventor系列化零部件庫的開發(fā)與調(diào)用研究[J].煤礦機械，2009，11.

[4]（美）Solidworks，葉修梓，陳超祥.Solidworks高級教程：二次開發(fā)與API[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[5]張長富，陳華.Visual Basic6.0中文版入門圖解教程[M].北京：北京希望電子出版社，1999.

[6]JB/T8045.3-1999，機床夾具零件及部件 快換鉆套[S].北京:國家機械工業(yè)局，1999.

[7]機床夾具零件及部件標準匯編[S].北京:國家機械工業(yè)局,1999.

[8]成龍，張奕黃，施洪生.基于VB的SolidWorks標準件庫的二次開發(fā)與實例[J].微計算機信息，2010，10.

The 3D Parametric Design of Fixture Standard Parts Based on SolidWorks

WANG Su-Yan
（Shenyang Polytechnic College，Shenyang Liaoning 110045，China)

Aiming at the problem of fixture standard parts plenty applied and redundant design,secondary development using API development tools of SolidWorks software,and has a graphical user interface application program development system Visual Basic,system link and read structural parameter data in the fixture standard parts database Microsoft in Access,to realize 3D parametric design of fixture standard parts.This method makes the design process more simple,standard,improve work efficiency,shorten the product design cycle.

SolidWorks API；VB；SolidWorks plugin；fixture standard parts；parameterization design

TH16

：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2014.03.065

1002－6673（2014）03－171－03

2014－04－04

項目來源：遼寧省科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項目（2013-1）

王素艷（1971-），女，遼寧沈陽人，工程碩士學位，沈陽職業(yè)技術(shù)學院副教授/高級工程師、遼寧省科技特派員，主要從事機械設(shè)計與制造、機械CAD/CAM/CAE、設(shè)備控制及數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的教學及科研等工作。