SolidWorks二次开发在冲模标准件中的应用
2010-08-24张信群
张信群
ZHANG Xin-qun
(滁州职业技术学院,滁州 239000)
0 引言
冲压模具标准件在模具设计过程中是经常需要反复调用的。目前,SolidWorks是我国模具企业在三维设计中应用比较广泛的一种CAD软件。但是,由于SolidWorks没有适合我国国标的标准件库,导致了一些设计人员在调用不同规格标准件时,不得不多次查阅国标,反复修改某一些特定的尺寸,来实现整个零件模型的更新。但是这种修改过程往往是非常繁琐的,耗费了设计人员大量的重复性劳动,导致模具设计的周期长、效率低。所以,为了提高SolidWorks在我国的模具企业中的应用效果,必须对SolidWorks进行本土化和专业化的二次开发以创建冲压模具标准件库。
1 SolidWorks二次开发的方法
SolidWorks所创建的模型是一种全参数化的三维模型,对SolidWorks二次开发是建立在对零件模型进行参数化设计的基础上。
1.1 参数化设计的概念
参数化设计设计是首先进行参数化建模,即建立零件的初始几何模型,并将控制模型形状结构的尺寸定义为变量参数;然后利用参数库中数据对变量参数赋予不同的数值来驱动参数化模型,进行模型的重构。这种控制零件模型形状结构的尺寸称为特征尺寸。
1.2 SolidWorks二次开发的方法
目前,企业中应用的SolidWorks二次开发方法包括编程法和尺寸驱动法两种。
编程法是指依靠SolidWork软件本身自带的宏工具,在进行初始零件造型的同时使用宏工具将造型的全过程录制下来,然后修改所录制的宏代码,将有关常量换成变量,最后将所录制的造型过程进行回放。由于在录制零件造型的过程时,会有一些函数可能被遗漏,这只能依靠设计人员使用SolidWorks API函数自行编写程序代码弥补,所以要求设计人员不仅需要熟练掌握C++、VB、VC等高级编程语言,还必须掌握大量繁杂的SolidWorks API函数,从而增加了开发的难度。另外,零件模型更新时,需要从头到尾地执行一遍模型生成过程,造成了设计时间长、效率低。
尺寸驱动法是在保持零件模型结构不变的基础上,通过编写程序代码控制特征尺寸的改变并进行刷新,以达到模型更新。
应用尺寸驱动法省去了编程法中模型的重新生成过程,所编写的程序代码具有针对性,程序代码总量较少;图形的更新速度快,设计效率高;更为有利的是将设计人员从大量繁杂的SolidWorks API函数之中解放出来。所以尺寸驱动法应该成为开发冲模标准件库的发展方向,在模具企业有很高的推广价值。
2 应用尺寸驱动法开发冲模标准件库
本文选用Visual Basic 6.0作为编程工具,以凸缘式模柄零件为例,介绍冲模标准件库的开发过程。
2.1 建立凸缘式模柄初始零件模型
以A型凸缘式模柄:A30×75 JB27646.3-1994为例,在SolidWorks界面建立零件模型,如图1所示,保存为“A型凸缘式模柄.sldprt”。控制该零件模型的特征尺寸共有五个,即模柄直径φ30,凸缘直径φ75、凸缘高度16、打杆孔径φ11、总高64(注:尺寸单位均为mm)。只要它们选取不同的数值,模柄零件结构就会随之改变。
2.2 编辑尺寸名称
在建立A型凸缘式模柄的零件模型时,SolidWorks系统会为标注的尺寸默认一个尺寸名称:D1、D2、D3、D4、D5、D6,这种尺寸名称是随机的,极不规则。在参数化设计中,为了在编写程序时调用变量参数的数值不至于发生混乱,应该按照自己的需要对所标注的尺寸重新命名。
图1 A型凸缘式模柄的尺寸名称
例如,在特征管理器中双击“草图1”,然后在尺寸φ30(尺寸名称为“D1”)上单击右键,从弹出的快捷菜单中选择“属性”命令,出现“尺寸属性”对话框,将尺寸名称改为“d”,然后确定。同理,将其余规格尺寸名称改为D2、h、HH、DD,如图1所示。
2.3 建立VB文件的窗体的界面
建立一个VB工程文件, 打开“工程”→“部件”菜单项,添加一个外部控件:Microsoft FlexGrid Control 6.0。
在VB窗体上添加一个Image控件,一个Data控件,一个MSFlexGrid1控件,和两个Command控件。
2.4 建立零件模型变量参数的数据库文件
由于A型凸缘式模柄是标准件,它的特征尺寸数值均由标准规定,不允许随意改变,这时可以采用数据库技术,将特征尺寸数值按照一定数据结构形式存放在数据库中,由数据库系统统一进行管理。
本文采用Microsoft Access 2003为数据库管理系统,将模柄直径d,凸缘直径DD、凸缘高度h、打杆孔径D2、总高HH作为变量参数,建立的数据表如图2所示。
图2 A型凸缘式模柄数据表
2.5 编写VB程序代码
主要的VB程序代码如下:
2.6 生成“A型凸缘式模柄.exe”文件
“A型凸缘式模柄.exe”文件,如图3所示。EXE文件实际上提供了一个人机对话窗口,并且可以在Windows环境中直接运行,非常方便。
图3 “A型凸缘式模柄.exe”文件
执行EXE文件时,窗口中显示出JB27646.3规定的不同规格A型凸缘式模柄的标准代号及其特征尺寸的数值,用户可以非常直观地、有针对性地选择不同的标准件代号,都能够得到相应的A型凸缘式模柄零件模型。
2.7 凸缘式模柄标准件库扩展
在JB27646.3中,凸缘式模柄分为A、B、C型,B型和C型凸缘式模柄是在A型的基础上,在凸缘端面上开出3~4个沉头螺钉孔。零件造型时由于螺钉孔需要由五个特征尺寸驱动,所以控制B型和C型凸缘式模柄实体造型的尺寸变量总数较多,如图4所示。
先在A型凸缘式模柄零件模型的基础上增加一个螺钉孔,并均布为三个。然后就可以采用与开发A型凸缘式模柄标准件库相同的方法来开发B型或C型凸缘式模柄标准件库。在如图3所示的数据表中增加螺钉孔直径D4、柱形沉头孔直径D3和深度H1、螺钉孔均布圆直径D1作为变量参数,并在原程序段中增加一些调用这些变量参数的数值的语句即可完成。
图4 B型凸缘式模柄的尺寸名称
在此程序开发过程中会遇到的问题是:控制该零件模型的特征尺寸参数都是长度单位,可以将国标中对应的数值直接输入数据库文件中;而表示安装螺钉孔个数的参数n不是以长度单位来计量,所以与其它特征尺寸参数的在设置上应区别对待。
本文采用的方法是:不将表示安装螺钉孔个数的参数n列入数据库中,而是在VB程序中另外设置一个供用户自由选择安装螺钉数目的语句:
swPart.Parameter("n@阵列(圆周)1").SystemValue = Text1.Text
同时在VB窗体上添加一个Labal控件和一个Text控件。
用户在程序运行中可以根据需要选择安装螺钉的数目,并且突破了国标中只有3个或4个的数目限制,更加灵活。
生成的“凸缘式模柄.exe”文件如图5所示,执行EXE文件时,先在数据表中选择需要创建的凸缘式模柄代号,然后再手工输入螺钉孔的数目,单击“建模”按钮,就可以得到相应的凸缘式模柄零件模型。
图5 “凸缘式模柄.exe”文件
3 结束语
对SolidWorks二次开发建立冲模标准件库,就彻底摈弃了在SolidWorks界面手工反复修改尺寸数值的模式,有效地减少了模具设计中的重复性工作,提高了设计的自动化程度。
并且所建立的冲模标准件库,符合我国的工程制图标准和三维建模习惯,人机对话界面友好,非常适合模具设计人员使用,在中、小型模具企业尤为适用。
[1] 季忠,王晓丽,刘韧.冲压模具设计自动化-SolidWorks应用[M].北京:化学工业出版社,2007.
[2] 张信群.基于SolidWorks配置功能建立和调用冲模标准件库[J].模具工业,2009(8):6-11.
[3] 魏铮,牟林.SolidWorks 2004冷冲模设计实训教程[M].北京:电子工业出版社,2005.
[4] 汪列隆,朱仕端.参数化设计在模具设计中应用研究[J].计算机应用技术,2006(7):27-29.