活塞压缩机零件在Solidworks中二次开发的参数化设计

随着CAD技术在企业中应用的不断深人，各种CAD设计软件得到了广泛的应用。Solidworks软件是Solidworks公司推出的世界上第一个专门在windows环境下进行机械设计的三维CAD软件，Solidworks软件提供完整的、免费的开发工具(API )，用户可以用微软的Visual Basic, Visual C++或其它支持OLE的编程语言建立自己的应用方案，从而实现参数化设计的目的，有效缩短产品的设计周期。本文通过Solidworks的二次开发技术，研究分析了活塞压缩机主要零件的参数化设计。

　　1 Solidworks二次开发技术

　　SolidWorks软件支持OLE标准，可以通过软件中提供的完整的、免费的二次开发工具一SolidWorksAPI应用程序编程接口)完全实现OLE自动化。

　　SolidWorks API是SolidWorks的OLE编程接口，为程序员提供了大量的OLE对象以及对其所拥有的方法、属性和事件(如图1)。程序员可以在通用的开发平台，如Visual Basic,VBA,Visual C ++和Delphi中对这些OLE对象及其方法和属性进行操作，从而在自己开发的应用软件中实现诸如生成直线、构造实体、检查曲面表面参数等几乎所有SolidWorks软件的现有功能。

　　其中最为常用的是ModelDoc2对象，此对象属于模型层，是SolidWorks的子对象，用ModelDoc2对象可以实现视图设置、轮廓线修改、参数控制、对象选择/打开和保存文档、生成编辑特征参量、生成框架等与实体模型相关的各种操作。

　　任何支持OLE和COM的编程语言都可以作为SolidWorks的开发工具。最简单的二次开发工具是VBA，在涉及Excel时用VBA最为方便，VBA常用于录制宏，得到基本程序框架。易学易用的高级开发语言是VB，但功能有限。功能强大的语言是Visual C ++，但是人门较难。Delphi集中了VB和Visual C++两者的优点，学习过程中很容易上手，而且功能也非常强大，尤其在界面设计、数据库编程和网络编程方面更具有独到之处，但遗憾的是SolidWorks常常不支持Delphi + OLE。总之，各种软件都有各自的特点与不足，设计人员根据需要和要求选择合适的开发工具。

　　2利用VB开发的过程

　　本文通过VB编程软件来对Solid`Vorks进行二次开发，所以主要介绍VB的开发过程，具体的过程如下:

　　(1)确定能反映零件特征的尺寸参数作为主要参数，并以此作为设计变量，同时确定尺寸相互关系。

　　(2)提出设计意图，分析将要建立的模型，打开VB程序设计软件，根据设计意图创建窗体界面，创建程序主界面。

　　(3)基于VB的。olidworks二次开发，最重要的是程序代码的编写。代码可以完全由开发者写人，即完全用程序实现三维模型的参数化设计以及模型的编辑，这种方法编程较为复杂，但可以实现对具有复杂形体的零件造型，这种方法要求开发者对solidworks API函数非常熟悉，但是solidworks API函数有几百个之多，对于初学者往往不容易掌握。一个简单实用的方法是先录制使用solidworks用户界面执行的操作，即录制宏，获得宏操作代码，将其复制添加到程序所需部分，然后编辑修改以达到程序要求，通过程序驱动设计变量实现模型的建立和更新，这种方法编程较简单，通用性好。

　　(4)通过给出不同的系列尺寸来自动生成零件的三维模型，从而任意实现类似零件三维模型的创建。

　　3实例分析

　　活塞压缩机的零件数量较多，可以将主要零部件和常用的标准零部件分别建立数据库，方便设计人员使用和添加扩充零件模型数量。这里仅对活塞压缩机中的活塞件的设计过程举例分析。

　　3. 1基本参数确定

　　活塞压缩机中采用的活塞基本结构型式有:筒形、盘形、级差式、组合式、柱塞式等。本文以全封闭式压缩机无环部筒形活塞为例分析参数化设计过程。

　　零件的实体建模，要求对实体进行系列化的参数化设计。根据实体的外形尺寸来选择适当的参数变量作为主要参数。如图2所示筒形活塞的基本参数为:活塞直径D、活塞销外径d、连杆宽度B等基本参数确定。

　　其它尺寸要素可以通过关系表达式确定。具体几何关系表达式如下

　　活塞高度:H=CH·D

　　活塞销中心线高度:H1=CH1 · H

　　筒形活塞内径分别为D1 = D-20,D2=D-10

　　活塞端面厚度;t=0.05xD

　　其中CH,CH1分别为活塞高度系数和活塞销中心线高度系数，其中CH取值范围0.6~1.3，CH1的取值范围0. 4~0.5。

　　3. 2程序界面

　　运用VB可以方便的建立程序的主界面如图4所示，设计人员只需要在输人参数部分输人相应的参数，默认情况下，零件的参数如表1所示，活塞其它尺寸参数与输人参数之间的关系在输人参数下方有说明，然后点击创建就可以建立所要求的零件模型。

　　3. 3程序代码的编写

　　对于程序代码的编写，简单实用的方法是先录制使用Solidworks用户界面执行的操作，即录制宏，获得宏操作代码，将其复制添加到程序中"创建"控件的click事件下，然后在代码中找到定义实体模型的尺寸值，用对应的尺寸参数代替这些尺寸值。编辑修改以达到程序要求，通过程序驱动设计变量实现模型的建立和更新，这种方法编程较简单，通用性好。具体代码如下:

　　以上是模型创建的第一步的程序代码，其余的程序代码与此类似，无论是录制宏，获得宏操作代码，然后将其复制添加到程序所需部分编辑修改以达到程序要求，还是自己编译程序代码都要有以上的格式才能够运行。

　　3. 4程序运行结果

　　运行程序，输人相应的参数，点击"尺寸计算"，程序根据参数的约束关系表达式计算出其它的尺寸参数，然后点击"创建"建立与用户输入参数相对应的零件模型。创建的零件模型如图4。

　　4总结

　　本文通过VB对中档建模软件solidworks进行二次开发，结合活塞压缩机设计的实际应用，实现了活塞压缩机零件设计过程的参数化、白动化。有效的缩短压缩机的开发和设计周期，大大的提高了工作效率，也使操作更加的简单方便。而且为压缩机进一步的CAE设计提供3D模型。

　　运用solidworks二次开发技术有以下特点:

　　(1)同样可以实现零件的参数化设计，对于压缩机设计人员，运用VB开发solidworks的方法更容易上手，能缩短参数化设计时间，提高效率;

　　(2)对于生成的三维零件，在solidworks中可以很方便的生成工程图。