【正文】 所以，根據(jù)工藝用途、制造成本、機(jī)器性能等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，能夠靈活修改設(shè)計(jì)方案 ，適時(shí)分析結(jié)構(gòu)性能，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)整機(jī)或關(guān)鍵部分的功能和性態(tài)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，為制造提供 高質(zhì)量、高水平的成套技術(shù)資料，是現(xiàn)階段機(jī)械制造行業(yè)孜孜追求的目標(biāo)，是促進(jìn) CAD 技術(shù) 蓬勃發(fā)展的動(dòng)力源泉。 CAD 已經(jīng)被公認(rèn)為是提高企業(yè)參與競(jìng)爭(zhēng)能力的有效技術(shù)和方法之一。盡管把專家系統(tǒng)引入 機(jī)械設(shè)計(jì)也只有短短十幾年的歷史，但是由于機(jī)械設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)（ MDES）可為現(xiàn)代化的機(jī)械 設(shè)計(jì)提供詳實(shí)、可靠、規(guī)范、高效的設(shè)計(jì)依據(jù)，所以已經(jīng)激發(fā)了大批企業(yè)的應(yīng)用熱情。開(kāi)發(fā)這項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)于改善我國(guó)液壓機(jī)設(shè)計(jì) 與制造業(yè)的落后局面，促進(jìn)民族工業(yè)的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)液壓機(jī)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)，縮短設(shè)計(jì) 和開(kāi)發(fā) 周期，提高質(zhì)量，增強(qiáng)企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，使我國(guó)液壓機(jī)制造業(yè)逐步實(shí)現(xiàn) CAD/CAM一體化，具有極其重要的意義。 CAD能夠提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量 ,縮短科研和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期 ,降低消耗 ,提高新產(chǎn)品的可信度 ,大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 ,實(shí)現(xiàn)腦力勞動(dòng)自動(dòng)化 。對(duì)特定的產(chǎn)品 ,利用專門(mén)的軟件或程序 ,設(shè)計(jì)速度可以提高幾十倍。在計(jì)算機(jī)上修改設(shè)計(jì)比在圖紙上修改要容易得多 ,而且計(jì)算機(jī)能提供復(fù)制、查詢等功能。 5 提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量：由于計(jì)算精度高和便于優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員在具備專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，利用 CAD 手段可以完成更高質(zhì)量的設(shè)計(jì)。采用先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計(jì)、全相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)可以最大限度地避免設(shè)計(jì)上的疏忽。 提高管理水平： CAD 系統(tǒng)所生成的設(shè)計(jì)結(jié)果主要是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù) ,保存和檢索都比較容易。 盡管 CAD系統(tǒng)功能非常強(qiáng)大 ,但如果沒(méi)有人能夠正確地操作和使用 ,CAD系統(tǒng) 根本不可能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。技術(shù)人員一般需要較長(zhǎng)的時(shí)間熟悉 CAD,了解其功能和用法。 CAD(算機(jī)輔助設(shè)計(jì) )應(yīng)用 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)開(kāi)始用于機(jī)械行業(yè)，到現(xiàn)在 CAD 已是一個(gè)包括范圍很廣的概念。而如今， CAD 技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)延伸到藝術(shù)、電影、動(dòng)畫(huà)、廣告和娛樂(lè)等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益，有著廣泛的應(yīng)用前景。采用 CAD 技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)不但可以使設(shè)計(jì)人員“甩掉圖板”，更新傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動(dòng)化，降低產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)及其產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力；還可以使企業(yè)由原來(lái)的串行式作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，建立一種全新的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)管理體制，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 計(jì)算機(jī)輔助建 筑設(shè)計(jì) (Computer Aided Architecture Design，簡(jiǎn)稱CAAD)是 CAD 在建筑方面的應(yīng)用，它為建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)了一場(chǎng)真正的革命。 CAD技術(shù)還被用于輕紡及服裝行業(yè)中。采用 CAD技術(shù)以后，大大加快了我國(guó)紡織及服裝企業(yè)走向國(guó)際市場(chǎng)的步伐。電影拍攝中利用 CAD技術(shù)已有十余年的歷史。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還被用于各種模擬器及景物 的實(shí)時(shí)漫游、娛樂(lè)游戲中。目前，我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)的 CAD軟件有好幾十種，國(guó)內(nèi)的一些科研機(jī)構(gòu)、高校和軟件公司也都立足于國(guó)內(nèi)，開(kāi)發(fā)出了自己的 CAD 軟件，并投放市場(chǎng)，我國(guó)的 CAD技術(shù)應(yīng)用呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。該技 術(shù)應(yīng)用的范圍及其廣泛，它可以應(yīng)用于航空航天、船舶、海洋工程、汽車、電子、 醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域。 CAD／ CAM技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三代。但第一 代產(chǎn)品的共同缺點(diǎn)是以二維繪圖為主、規(guī)模龐大、價(jià) 8 格昂貴。 現(xiàn)再次推動(dòng)了 CAD／ CAM 技術(shù)的快速發(fā)展。這一代的主要特 點(diǎn)是：使用單一數(shù)據(jù)庫(kù)和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的集成和各分系統(tǒng)的全關(guān)聯(lián)，提供了數(shù)據(jù)管理功能。 二十世紀(jì) 70 年代末，我國(guó)開(kāi)始引進(jìn) CAD／ CAM 技術(shù)，并且最早在機(jī)械行業(yè)開(kāi)始應(yīng)用。但是，我國(guó)企業(yè) CAD／ CAM 技術(shù)應(yīng) 用方面，在很長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)主要停留在二維繪圖水平上，只是在近幾年三維技術(shù)才有了較為迅速的發(fā)展。 9 經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展， 我國(guó) CAD/CAM技術(shù)有了長(zhǎng)足發(fā)展，已被廣泛用于我國(guó)企業(yè)；我國(guó) CAD/CAM軟件的開(kāi)發(fā)水平也逐漸接近國(guó)外先進(jìn)水平。例如：不少企業(yè)對(duì) CAD的認(rèn)識(shí)還僅停留在繪圖階段，從而使 CAD產(chǎn)生的效益尚未充分發(fā)揮；CAD/CAM軟件應(yīng)用人員參差不齊， CAD 軟件不能得到高效率應(yīng)用；缺少既適合教學(xué)又滿足企業(yè)需求的軟件及教學(xué)平臺(tái)。雖在微機(jī)平臺(tái)上開(kāi)發(fā) CAD/CAM軟件方面我國(guó)與國(guó)外起點(diǎn)差不多，但對(duì)引進(jìn)的 CAD/CAM系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)卻跟不上，致使引進(jìn)軟件的效率不能完全發(fā)揮。當(dāng)然，我們也要看到我們的優(yōu)勢(shì)，那就是：了解本國(guó)市場(chǎng)，便于提供技術(shù)支持，相對(duì)價(jià)格便宜等。在這些前提下，我國(guó) CAD/CAM產(chǎn)業(yè)只要緊跟時(shí)代潮流，跟蹤國(guó)際最新動(dòng)態(tài)，遵守國(guó)際規(guī)范，形成自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，并且立足國(guó)內(nèi)、結(jié)合國(guó)情、面向國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，一定能夠開(kāi)發(fā)出有特色的符合中國(guó)人習(xí)慣的 CAD/CAM軟件，為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展插上騰飛的翅膀。同時(shí) SolidWorks 具有良好的開(kāi)放性和兼容性，可以和多種軟件集成。它是一套基于 windows平臺(tái) CAD/CAM/CAE/PDM 桌面集成系統(tǒng)。由于采用了特征建模技術(shù)和設(shè)計(jì)工程的全相關(guān)技術(shù)，而且為用戶提供了功能強(qiáng)大的應(yīng)用程序 API 接口，是目前進(jìn)行閥體等二次開(kāi)發(fā)的一個(gè)非常理想的工具。設(shè)計(jì)者在進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的過(guò)程中可享受 Windows系統(tǒng)的便捷與優(yōu)勢(shì)。支持 DWG／ DXF文件的輸入與輸出，方便與 AutoCAD軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 (2)草 圖功能 基于幾何關(guān)系建立草圖繪制方法，使草圖的繪制快捷而簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)零件時(shí)，從初始草圖開(kāi)始，創(chuàng)建一個(gè)模型，并且用這個(gè)模型可建立二維工程圖和三維裝配體。在此過(guò)程中可通過(guò)對(duì)特征的增減、改變或調(diào)動(dòng)來(lái)自由地重定義設(shè)計(jì)。模擬機(jī)械加工方式，使用戶在設(shè)計(jì)制作零件、裝配體或產(chǎn)品時(shí)更加直觀?？芍付ǔ叽绾透鲗?shí)體之間的關(guān)系，改變零件的大小和形狀，并保留原有的設(shè)計(jì)意圖。 (4)工程圖 SolidWorks模型由零件、裝配體和工程圖組成，并且三者具有聯(lián)動(dòng)功能。 可以從零件／裝配直接生成工程圖，或者新建工程圖后將零件／裝配體視圖插入工程圖。可以允許二維工程圖暫時(shí)與三維模型脫離關(guān)系，所有標(biāo)注可以在沒(méi)有三維模型的狀態(tài)下添加，同時(shí)用戶又可隨時(shí)將二維工程圖與三維模型同步，從而大大加速工程圖的生成過(guò)程。鈑金設(shè)計(jì)方法與零件設(shè)計(jì)完全相同，而且還可以在裝配環(huán)境下進(jìn)行關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，自動(dòng)修改與其它零部件的關(guān)聯(lián)關(guān)系。這就需要企業(yè)或用戶結(jié)合自身的實(shí)際需求，進(jìn)行對(duì) 13 通用軟件進(jìn)行程度不同的用戶化的二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)某一個(gè)產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計(jì)，建立應(yīng)用繪圖系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)，形成具有本企業(yè)特色的產(chǎn)品設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)。用戶可以用支持 OLE或 COM的編程語(yǔ)言如 VB、 C”等建立自己的應(yīng)用程序，為本企業(yè)服務(wù)。只有實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品參數(shù)化設(shè)計(jì)，才能真正提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)速度，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的虛擬裝配和干涉檢查，最大限度地縮短產(chǎn)品研 發(fā)周期，適應(yīng)現(xiàn)代市場(chǎng)需求。而在工程設(shè)計(jì)中，無(wú)論是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析還是施工圖設(shè)計(jì)均要涉及到標(biāo)準(zhǔn)零部件的繪制（ 3D/2D）。 本文以在液壓設(shè)備中常用的標(biāo)準(zhǔn)件 DV節(jié)流截止閥和單向節(jié)流截止閥為例，詳細(xì)分析和說(shuō)明了利用ＶＢ對(duì) SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的參數(shù)繪圖過(guò)程。 SolidWorks 二次開(kāi)發(fā)的兩種基本方式 作為一個(gè) COM \ OLE 服務(wù)器 , SolidWorks 提供了 COM 規(guī)范和基于 OLE自動(dòng)化技術(shù)兩種不同的二次開(kāi)發(fā)方式。 SolidWorks 支持 OLE 標(biāo)準(zhǔn) ,完全實(shí)現(xiàn)了 OLE自動(dòng)化。 SolidWorks 系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)操縱接口函數(shù) API,專門(mén)讀寫(xiě)三維零件數(shù)據(jù) ,并提供了一系列的 15 Automation 接口 (包括對(duì)象、屬性和方法 ) ,使用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)更加容易。 基于 COM 規(guī)范 組件對(duì)象模型 (COM) 是微軟公司為了使計(jì)算機(jī)工業(yè)的軟件生產(chǎn)更加符合人類的行為方式而開(kāi)發(fā)的一種新的軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)。由此帶來(lái)的好處有 :可以將系統(tǒng)中的組件用新的替換掉 ,以便隨時(shí)進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)和定制 ?？梢苑奖愕貙?yīng)用系統(tǒng)擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下 。 COM 是開(kāi)發(fā)軟件組件的一種方法。開(kāi)發(fā)自定義的 COM 組件就如同開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)的、面向?qū)ο蟮?API。并且組件可以在運(yùn)行時(shí)刻 ,在不被重新鏈接或編譯應(yīng)用程序的情況下被卸下或替換掉。 SolidWorks 的二次開(kāi)發(fā)工具 16 任何支持 OLE和 COM的編程語(yǔ)言都可以作為 SolidWorks 的開(kāi)發(fā)工具最簡(jiǎn)單的二次開(kāi)發(fā)工具是 VBA，在涉及 Excel是用 VBA 最為方便， VBA 常用于錄制宏，得到基本程序框架。功能強(qiáng)大的語(yǔ)言是 Visual C++，但是入門(mén)較難。 總之，各種軟件都有各自的特點(diǎn)與不足，如果能將它們的優(yōu)點(diǎn)集中起來(lái)，必將達(dá)到更好的效果，一般設(shè)計(jì)中考慮采用 VB 開(kāi)發(fā) SolidWorks 。在 VB 中引入了控件的概念 ,在 Windows中控件的身影無(wú)處不在 ,各種各樣的按鈕、文本框、無(wú)線鈕都是控件的種類 ,VB 把這些控件模式化 ,并且每個(gè)控件都有若干屬性來(lái)控制控件的外觀和工作方法。利用 VB ,即使是初學(xué)者也可以編寫(xiě)出漂亮的應(yīng)用程序 ,況且其開(kāi)發(fā)周期短 ,代碼效率高。 SolidWorks宏簡(jiǎn)介 計(jì)算機(jī)科學(xué)里的宏是一種抽象，它根據(jù)一系列預(yù)定義的規(guī)則替換一定的文本模式?！昂?也是一種 17 操作命令，它和菜單操作命令都是一樣的。其所包含的調(diào)用相當(dāng)于使用用戶界面執(zhí)行操作時(shí)對(duì) API函數(shù)的調(diào)用。開(kāi)始 SolidWorks編程的最快捷的方式就是錄制宏。在 SolidWorks“工具”菜單“宏 中有運(yùn)行、錄制、新建、編輯等選項(xiàng)。但直接錄制的宏程序的可用性很差，需要對(duì)它進(jìn)行一些合理的優(yōu)化，清理多余的語(yǔ)句，所以在錄制完成后需要編輯宏。指定“宏”操作在 SolidWorks中可以指定宏命令的文件位置，并定制工具欄，將所執(zhí)行的宏操作按鈕添加到指定的位置上。 本課題將節(jié)流閥三維造型過(guò)程錄制成特定的宏，并分析宏文件，提取節(jié)流閥三維建模關(guān)鍵參數(shù)將其設(shè)置為變量，提取出完成這些動(dòng)作所需要的 API函數(shù)，再使用 SolidWorks宏重新執(zhí)行這些操作，從而實(shí)現(xiàn)齒輪的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)。另一種方式是將程序作為一條宏命令嵌入到SolidWorks中。完全編程法和尺寸驅(qū)動(dòng)法和兩種都可以使用宏錄制來(lái)簡(jiǎn)化編程任務(wù)，但兩者存在不同。該方法雖然不必由開(kāi)發(fā)者對(duì)整個(gè)造型過(guò)程全部編程，使編程簡(jiǎn)化，卻有存在一個(gè)很大的缺點(diǎn)。使用尺寸驅(qū)動(dòng)法，不必錄制整個(gè)造型的具體過(guò)程，而是在零件造型完成后，修改零件模型需要參數(shù)化的尺寸，用宏錄制修改尺寸的過(guò)程，產(chǎn)生程序代碼。 (2)系統(tǒng)的執(zhí)行效率和可靠性不同 從系統(tǒng)的可靠性、執(zhí)行效率考慮，尺寸驅(qū)動(dòng)法比較比較簡(jiǎn)單。編程法 VB程序調(diào)試過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn) SolidWorks繪制圖形的某一步驟沒(méi)有任何的反應(yīng)，也不出現(xiàn)任 19 何出錯(cuò)的提示信息，這需要耐心地查找程序中存在的錯(cuò)誤 。 SolidWorks二次開(kāi)發(fā)的基本原理 對(duì) SolidWorks的二次開(kāi)發(fā)主要通過(guò)軟件內(nèi)嵌的 API接口，該接口提供了大量 0LE對(duì)象以及這些對(duì)象所擁有的方法和屬性。用戶通過(guò) SolidWorks API，借助支持 0LE編程的高級(jí)編程語(yǔ)言作開(kāi)發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)界面，編制應(yīng)用程序，通過(guò)在程序中調(diào)用 API對(duì)象訪問(wèn)和操作 SolidWorks，對(duì) SolidWorks進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，建立起適于自己需要的、專用的 SolidWorks功能模塊。 如下圖所示 圖 1 DV節(jié)流截止閥和單向節(jié)流截止閥三維實(shí)體圖 20 這些專用功能模塊可通過(guò)生成 DLL文件作為插件掛接在 SolidWorks的菜單下，也可置于用戶開(kāi)發(fā)的工具條中，或者獨(dú)立于 SolidWorks之外使用。 SolidWorks有三種最基本的文件格式：零件、裝配體、工程圖。 ModelDoc2又包含了很多子對(duì)象，其中 PartDoc， AssemblyDoc和 DrawingDoc分別屬于零件、裝配體和工程圖的 API對(duì)象，使用它們來(lái)操作相應(yīng)類型的文件。通過(guò)設(shè)置各自對(duì)象方法各屬性等就可以諸如視圖設(shè)置、輪廓線修改、參數(shù)控制、對(duì)象選擇、打開(kāi)／保存文檔、生成編輯特 征參數(shù)等與實(shí)體模型相關(guān)的各種操作，完成對(duì)應(yīng)文件類型的相關(guān)二次開(kāi)發(fā)。選定一個(gè) DV節(jié)流截止閥和單向節(jié)流截止閥，按正確的設(shè)計(jì)關(guān)系在 SolidWorks環(huán)境中繪制其三維標(biāo)準(zhǔn)模型圖并保存，根據(jù)用戶需要分析并確定模型的變量化參數(shù)，如節(jié)流截止閥閥體的長(zhǎng)度、螺紋大小、直徑等參數(shù)，然后通過(guò) Visual Basic等編程環(huán)境設(shè)計(jì)操作界面，在程序中