基于SolidWorks用VB开发标准件库的实现方法

副标题#e#    SolidWorks是普遍使用的一种三维机械CAD软件，具有参数化和特征建模功能，并具有图形用户界面直观、使用方便、易学易用等特点，是工程设计人员有效的设计工具。设计人员在装配设计中，要用到数目众多的标准件，如垫圈、螺栓、螺母等。标准件是工程设计中用途最为广泛的基本单元，其绘制也是设计人员重复劳动最多的环节。SolidWorks本身并不带国家标准零件库，在每次用到标准件时设计人员都需要重新建模，这就造成时间浪费。基于这种情况，利用SolidWorks本身提供的API接口，可以开发一个标准件库，为装配设计提供方便，避免重复性劳动。标准件库的建立和使用提高了设计效率和质量，是CAD系统走向实用化的必不可少的环节。
   
    设计开发一个标准件库将为设计工程师带来极大的方便，本文以常用标准件如垫圈、螺栓、螺母的二次开发为例，研究了标准件库的开发流程、用VB调用SolidWorks中APl函数的方法以及通过高级语言(如VB、VC)调用标准件参数库驱动SolidWorks实现标准件三维实体造型的方法。
   
    1二次开发原理
   
    SolidWorks是基于参数化和特征建模技术的产品设计软件，可以通过编程来实现各参数驱动的标准件的生成和调用，建立三维标准件库插件，用VB开发出来的模块可以生成SolidWorks工具条，一般是生成．exe文件，然后用SolidWorks的工具宏命令调用生成工具条，这样就简化了设计人员的操作过程。
   
    在建立标准件参数库的基础上，通过调用SolidWorks提供的API函数，可以实现三维参数模型的建立与重新生成。对于具备参数化功能的SolidWorks系统来说，建立三维标准件库只需绘制各种标准件的模板图形，然后命名尺寸参数变量，并建立相应的尺寸参数表。对于某一类标准件来说，通常有多个型号对应不同的尺寸参数，这些尺寸参数可以形成一个该类型的标准件参数库。开发标准件型号选择程序，可以从标准件参数库中选择某一型号的标准件，同时调用该型号标准件的尺寸参数。通过API接口，将尺寸参数传送到SolidWorks的造型函数，用新尺寸更新模板图形中的尺寸，重新生成与新尺寸对应的实体模型，这样就避免了同类型标准件的重复建模。
   
    使用VB开发的应用程序可以直接嵌入到SolidWorks环境中，加载成功后应用程序菜单直接出现在SolidWorks的主菜单上，如同SolidWorks的自带功能一样进行工作，极大地提高了设计效率。
   

    2用VB开发标准件库的过程与实现方法
   
    2．1标准件库的开发方法
   
    开发方法有2种：一种是利用人机交互形式建立模型，设置合理的设计变量，再通过VB程序驱动设计变量，替换原有的零件参数，以实现模型的更新，这种方法编程简单，通用性好；另一种是完全利用程序实现三维模型的参数化设计以及模型的编辑，这种方法编程较前者复杂，但可以实现复杂形体的零件造型，如生成精确的渐开线齿轮齿廓、滚刀参数造型等。本文采用第一种方法。
   
    2．2标准件库的开发流程
   
    创建标准件库的基本过程为：根据从界面上选择的基本尺寸和规格，从标准件设计参数表中读取相应的配置，在SolidWorks环境中生成该标准件的三维模型，如图1所示。
   
    基于VB的标准件库的二次开发主要包括3部分：标准件模型的绘制、Access数据库的建立、VB程序的编制。
   
    2．3标准件实体模型的建立
   
    根据某一类标准件的结构特征，建立其标准件三维实体模型，实际上是建立这一类标准件的参数化设计模板，将其放入标准件库中，为标准件库的开发奠定基础，以便通过程序更改其尺寸参数，生成新尺寸的标准件。
   
    在进行标准件三维实体建模时，首先要分析标准件的结构特征，以确定尺寸变量以及尺寸变量之间的约束关系，明确主要参数、主动尺寸和从动尺寸的关联性，设置尺寸变量名称，建立驱动变量表、变量之间的关联关系，以便通过给尺寸变量赋予不同参数值来驱动SolidWorks重新生成该标准件的三维实体模型，实现标准件的尺寸更新，从而充分发挥SolidWorks参数化设计的优势，达到缩短新产品设计周期的目的。
   
    一般来说，建模时要尽量能使模型的各个草图完全定义，以保证模型的正确更新和生成，同时利用零件本身的几何约束及对称关系来简化建模过程。在零件参数的确定上，主要考虑参数表达的工程意义，尽可能使零件的关键尺寸得到体现，在此基础上，同时考虑参数对二次开发的简便性?。下面以螺栓为例详细介绍如下。
   
    在建模时，草图的定位、几何约束关系和适当添加方程式等方面需要特别注意，避免在使用VB进行参数化设计时出现如实体变形、草图的过定义、某些特征发生冲突等问题，从而导致参数化设计的失败。因为三维CAD的草图和二维CAD的工程图并不一样，二维CAD软件是面向图纸的，只要标注的主要尺寸正确，就可以实现对零件的正确表达。而三维CAD软件中，草图是生成各种特征的基础，草图实体之间的位置有严格的限制。因此，在螺栓的建模过程中要特别注意草图的绘制，草图必须完全定位好，约束好，这样才能起到事半功倍的作用。