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文献综述051110217杨青

摘要

目前，CAD技术在我国的机械行业已经相当普及，很多企业基本上实现了无图纸化生产。

当前在市场竞争日益激烈的情况下，企业若想处于不败之地，必须以新，奇、快的产品占领市场。

为了达到这个目的．企业必须在产品开发的早期就考虑产品的工艺性、可制造性．可装配性、力学特性等因素，只适合二维图彤处理的CAD系统已无法胜任这些工作。

因此在市场上出现了很多三维实体CAD系统，这些三维CAD系统生成的产品模型．可以直接输入到相应的系统中进行有限元分析．可制造性分析，加工模拟等工作．从而可以大大地缩短产品的开发周期。

在众多的三维CAD乐统中，以创新著称的、Windows原创的SolidWorks软件独树一帜，SoliWorks功能非常强大．它能让使用者以熟悉的操作方式进行高效的产品设计，避免了设计人员需要花大量时间学习软件和操作系统的局面。

另#l'SolidWorks开放的接口便于和其它软件的集成，目前包括SuffaceCAM、SmarTeam和CosmoWorks等与SolidWorks榘成的应用软件达200多个，形成了以设计自动化软件SolidWorks为核心的基于windows的cAD，cAE，cAM，PDM集成系统。

为了方便用户进行二次开发，SolidWorks提供了几百个API函数，这些API函数是SolidWorks的OLE程序接口．用户可以使用VisualBasic和Visualc++调用它们开发自己的应用程序。

使用VisualBasic进秆-开发时，只能采取外挂的工作方式，即需要在用户的应用程序和soudworks之间进行前后台切换，所以降低了设计效率。

而使用Visualc++开发的应用程序可以直接嵌入到solidwork呐部，加栽成功后应用程序菜单直接出现在SoliWorks主菜单上，如同SolidWorks自带功能一样进行工作，极大地提高了设计效率。

关键词：

Solidworks，二次开发，参数化，VisualC++，排气机构

ExhaustmechanismstandardpartsdesignbasedonSolidworks

ABSTRACT

Atpresent,theCADtechnologyhasbeenquitepopularinmachineryindustryinChina,alotofenterprisesbasicallyachievedwithoutdrawingproduction.Theincreasinglyfiercecompetitioninthemarketsituation,enterprisesinaninvincibleposition,mustbenew,odd,quicklyoccupythemarket.Inordertoachievethisgoal.Theenterprisemustearlyintheproductdevelopmentprocess,considertheproductmanufacturability.Factorsofassembly,mechanicalproperty,onlysuitableforCADsystemoftwo-dimensionalgraphicsprocessingisnotuptothejob.Therefore,inthemarkethasalotof3DCADsystem,theproductmodelofthe3DCADsystemgenerated.Canbedirectlyinputintoafiniteelementanalysisforthecorrespondingsystem.Manufacturabilityanalysis,machiningsimulationandsoon.Soitcangreatlyshortentheproductdevelopmentcycle.Inmanyofthe3DCADsystem,famousforitsinnovation,WindowsoriginalSolidWorkssoftwarebecomeanindependentschool,SoliWorksisverypowerful.Itallowsuserstodesignproductsandefficienttogetfamiliarwiththemodeofoperation,toavoidthedesignersneedtospendalotoftimelearningsoftwareandoperatingsystemsituation.Integrated#l'SolidWorksopeninterfaceforothersoftware,includingthecurrentapplicationsoftwareSuffaceCAM,SmarTeamandCosmoWorkswithSolidWorksthefirstofmorethan200,formedadesignautomationsoftwareSolidWorksasthecoreofthewindowsbasedoncAD,cAE,cAM,PDMintegratedsystem.

Tofacilitatethedevelopmentoftwotimes,SolidWorksprovideshundredsofAPIfunction,theAPIfunctionisOLEprograminterfaceSolidWorks.ApplicationuserscantheydeveloptheirownuseVisualBasicandVisualc++calls.TheuseofVisual.TheuseofVisualBasicintothestem-development,canonlytaketheplugoperationmode,namelytheneedforTaiwanbeforeandaftertheswitchingbetweenuserapplicationandsoudworks,thusreducingthedesignefficiency.TheapplicationusesVisualc++developmentcanbedirectlyembeddedintotheSOLIDWORKNa,andplantedafterthesuccessoftheapplicationmenuappeardirectlyintheSoliWorksmainmenu,likeSolidWorksbuilt-infunctionaswork,improvethedesignefficiencygreatly.

Keywords:

Solidworks,thetwodevelopment,parameterization,VisualC++,exhaustmechanism

基于solidworks的排气机构标准件设计

杨青051110217

0引言

Solidworks是美国Solidworks公司基于Windows平台开发的全参数化三维实体造型软件．它具有强大的零件设计、钣金设计、管理设计、绘制二维工程图、支持异地协同工作等功能，它可以实现由三维实体造型向二维工程图的转化，能够使零件设计、装配设计和工程图保持时刻的全相关和同步。

但是SolidWorks也并不是十全十美的，不可以完全满足特定企业的特殊要求。

为了缩短产品开发周期．提高市场竞争能力，就必须对其进行本地化和专业化的二次开发工作。

另外，SolidWorks不仅是一个优秀的、广泛应用的通用三维CAD软件平台，而且还为用户提供了强大的二次开发包SolidWorksAPI，极大地方便了用户的开发和应用一1．本文中详细介绍了通过SolidworksAPI进行模具排气机构标准件库自动建模的原理和关键技

术。

1参数化设计软件

1.1solidworks

SolidWorks是Windows原创的标准三维设计软件，它以参数化和特征建模的技术，为设计人员提供了良好的设计环境，逐渐拥有了越来越多的用户。

尤其是SolidWorks提供了一个方便的二次开发接口AI（ApplicationProgrammingInterface）应用编程接口。

这是一个基于COM（ComponentObjectModel组件对象模型）的编程接口其中包含了数以百计的功能函数。

这些函数提供了程序员直接访问SolidWorks的能力，可以被VisualBasicVisualC等支持LE的编程语言调用，从而可以很方便地对Solidworks进行二次开发。

归纳起来SolidWorks的特点主要有如下几点：

（1）具有独特的特征管理员，提供的特征管理员设计历史树同具体的实体模型是实时的动态链接。

（2）具有强大的实体、曲面建模功能和直观的Windows用户界面。

（3）支持Windows的DDE（动态数据交换）机制和OLE（对象联接及内嵌）技术。

（4）支持Internet技术，可以共享设计数据。

（5）双向关联的尺寸驱动机制。

（6）提供了VB、VC++和其它支持OLE的开发语言接口。

1.2VisualC++

VisualC++是运行在Windows环境下的一种可视化编程语言，使用面向对象的编程方法（OOP），它所具有的图形设计工具、结构化的事件驱动编程模式和开放的环境，可以使用户即快又方便地编写出Windows下的应用程序。

在SolidWorks中通过宏录制可以记录SolidWorks用户的整个产品设计过程，把用户的界面菜单操作所用到的SolidWorks对象、方法都一一记录下来，其语法完全符合VisualC++。

根据宏文件中的对象和方法在自己的应用程序中合理调用，通过对变量的控制就可实现产品的参数化设计。

在二次开发过程中，宏录制文件中的许多对象、方法可以直接在VisualC++应用程序中应用，简化了开发过程。

2Solidworks二次开发原理

2.1COM简介

COM是微软公司数字设备公司（DEC）及其他一些公司所支持的一种软件结构的工业标准是ActiveX技术的重要基础。

COM一方面提供了一种有效的途径将软件分块，每块软件提供各自的服务，开发者能够使用面向对象的方法去设计和开发程序，简化了复杂系统另一方面又提供了访问软件服务的一致性，不管要访问的服务存在于链接库，另一个进程或系统软件中，均可将它们当成COM对象，使用同一种方法去访问.而在以往非得使用不同的方法去访问不同类型的软件服务.COM是一种以组件为发布单元的对象模型，这种模型使各软件组件可以用统一的方式进行交互，它既提供了组件之间进行交互的规范，也提供了实现交互所需的环境.COM不仅体现了组件化的程序设计思想，而且采用了面向对象的程序设计方法.在COM标准中，对象是一个非常活跃的元素，称为COM对象，组件模块为COM对象提供了活动空间，COM对象以接口方式提供服务，这种接口称为COM接口.

在一个软件组件中，每个组件都是COM对象，它们分别实现各自的功能COM接口是组件间进行通信的基础，是软件组件的关键.一个组件程序可以包含多个COM对象，每个COM对象可以有多个COM接口.当别的组件或普通程序（组件的客户程序D调用某个组件的功能时，它首先创建一个COM对象或者获得一个COM对象，然后通过该对象的COM接口调用它所提供的服务.COM规范定义的组件模型，除了上面提到的面向对象的特性以外，还具有语言无关性，对进程的透明性和可重用机制等优点。

2.2设计原理

SolidWorks是基于windows的软件，为用户提供了大量的API函数，用于用户开发的程序与SolidWorks进行通信。

并且所有的API函数都支持COM接口。

COM是为微软公司开发的强有力集成技术，它可以在运行程序时把各种不相关的软件部分混合在一起。

本文在标准件库开发时，采用VC++编写动态连接库DLL的方式，运用SolidWorks提供的API函数将标准件库和Solid．Works集成起来。

而实际上，SolidWorks系统本身是由VC开发的，因此，继续用VC进行二次开发无疑将会提高软件本身的兼容性。

VC方法开发被称为真正的“无缝集成”。

DLLMAIN是动态连接库程序的入口点。

当SolidWorks系统加载它，首先调用全局对象的构造者。

然后调用全局函数DLLMAlN。

图1Solidworks二次开发接口与VC++结合

3设计产品介绍

3.1产品

参数化设计的产品主要来自米思米公司的排气组件，如图2。

图2排气组件

3.2排气辅助组件（真空发生器）

下面对其中的一项产品做详细的介绍：

图3排气辅助组件3D模型

3.2.1产品特性

1.可利用压缩空气进行抽真空的真空发生装置；

2.不使用真空泵等设备，即可轻松对型腔内的气体进行抽真空处理；

3.作为成型品树脂产生气体的排气辅助装置非常有效。

3.2.2产品工作原理

软管通入压缩空气，经过喷嘴后变成高速流动的气体，增加了与排气孔配合部位的吸附力，使其在局部形成真空状态，将排气槽中的气体吸引到，排气辅助组件中，随高速气体排除模具外。

这种装置能够有效地减少模具中的气体，但需要通压缩空气，不方便使用。

工作原理如图4：

图4排气辅助组件工作原理

3.3系列零件设计表

3.3.1特征

特征是组成零件实体模型的基本元素，它体现了产品的功能要素和工程含义，是描述产品信息的集合。

设计人员直接用特征来定义零件的几何结构，其操作对象不再是原始的线条和体素，而是产品的功能要素，诸如凸台、倒角、圆角、螺纹孔和键槽等。

它使产品设计工作在更高的层次上进行，因此，基于特征的设计更符合设计人员的设计思路，更有利于发挥设计者的创造力和想象力。

参数化是指对零件上的各种特征施加各种约束形式。

各个特征的几何形状与尺寸大小用变量的方式表示，如果定义某个特征的变量发生了改变，则零件的这个特征的几何形状与尺寸大小，将随着参数的改变而改变。

将参数化设计应用到特征设计中去，把参数化的基本体素定义为特征，用特征通过体素拼合的方法，构造零件的几何形状，使得特征具有可调整性，这就是参数化特征建模技术。

3.3.2参数化设计

参数化设计主要通过两种方法实现：

一是利用系统提供的参数化功能实现模型的设计变量驱动，即在模型的构建过程中用变量来控制模型的几何尺寸和约束关系；二是用编程实现参数化设计，即利用参数化绘图程序生成图形。

前者比较适用于具有简单几何约束的零件设计，对于有多驱动尺寸的复杂零部件，其操作复杂度也明显提高，从而降低了设计效率。

后者则比较灵活，但需掌握二次开发技巧，在模块划分的基础上，一般要经过模块尺寸参数化处理、程序编制等过程。

参数化设计就是将零件尺寸的设计，用参数来描述并在设计修改时通过修改的数值来更改零件的外形，从而实现尺寸对图形的驱动。

其中进行驱动所需的几何信息和拓扑信息由计算机自动提取。

参数化设计极大地改善了图形的修改手段，提高了设计的柔性，对产品结构设计中所要进行的概念设计、实体建模、装配、有限元分析和机构仿真有着革命性的意义。

参数化设计对于传统的产品结构设计工作来说，有相当大的帮助。

中的参数不只代表设计对象的外观相关尺寸，而且具有实质上的物理意义。

可以运用体积、表面积、质心等系统参数或密度、厚度等用户自定义参数加入设计构思中，从而来表达设计思想。

这项参数式设计的功能不但改变了设计的概念，并且将设计的便捷性推进了一大步。

三维实体建模，除了可以将用户的设计思想以最真实的模型在计算机上表现出来之外，借助于系统参数及用户自定义参数可以计算出产品体积、面积、质心、质量和惯性大小等，以利于强度分析、应力分析等各类性能分析。

而在使用以前，只能对所设计的产品结构作一些初步的强度分析，待产品生产出来后再进行强度试验，如发现问题，再进行补救，这样往往耗费很多财力及精力。

而使用建模，可以在产品投入生产之前，进行较深化的分析，及时发现问题，避免不必要的浪费。

采用设计过程中的全相关技术，其所有的对象都只存在于数据库中一次，并且这一数据库是唯一的、完整的。

这保证了在中进行的任何设计是关联的，这也是并行工程中最关键的基础。

工程师可以依靠这一功能完全抛弃传统的工作方法，实现零件设计、模具设计、装配设计和加工设计同时进行的理念。

可随时由实体模型生成工程图，并且可自动标示工程图尺寸。

不论在模型还是图形上作尺寸修正，其相关图形或实体模型均自动修改，同时装配、加工等相关设计也会自动修改。

这样可确保数据的正确性，避免反复修正的耗时性，还可以达到设计修改工作的一致性，避免发生人为改图的疏漏。

因为参数化的设计，用户可以运用强大的数学运算方式，建立各尺寸参数间的方程关系式，使得模型可自动计算出应有的外形，减少尺寸逐一修改的繁琐费时，并减少错误的发生。

图5系列零件设计表

4利用VisualC++编程

图6系统结构

参数化图形的建立一般可分为两种，对于不具备参数化功能的cAD系统来说，只能采用编程绘制的方法．即根据所给的参数化通过程序动态绘制出零件图形的参数化程序库。

这种做法工作量大、程序复杂，由计算机误差等原因还可能得不到需要的图形。

对于具备参数化功能的cAD系统就简单得多，只需绘制好标准件的模板图形，然后由程序对需要修改的尺寸进行驱动即可。

程序简洁易于维护和升级。

经过对S01idworks的分析，制定建库方案如下：

采用c／s方式，通过人机交互或自动提取获得标准件必须的主参数，然后从数据库中提取相应的图形模板文件、辅助参数，再经过程序调用solidwod∞API进行尺寸驱动，达到新尺寸的要求，实现参数化图形库的建立（如图6）。

启动开发工具VC++。

以ATLCOMAppWizard建立服务器类型为DLL的工程，名为hdzt，建立工程以后，在hdztclass中添加A，rL类型的对象swad—din．并定义COM接口的名字为Iswobj．Iswobj就是插件和SolidWorks之间进行通讯的唯一接口．建立字符串表以后，编辑AddMenus（）函数，编写顶级菜单的代码如下：

position=5；／／定义顶级菜单所在的位置menu．LoadString（IDS—HDJT_MENU）；m—iSldWorks一>AddMenu（type，menu，position，&retval）；／／添加一个顶级菜单其余菜单项的代码类似．编译、构建以后在DEBUG文件夹下得到名为hdzt的DLL文件．在SolidWorks零件图模式打开它，完成注册和加载。

实际上，Solidworks系统本身是由VC开发的。

因此，继续用VC进行二次开发无疑将会提高软件本身的兼容性．开发出来的模块可以完全嵌入到So1idwork。

中而没有任何的排斥性，一般把开发出来的摸块编泽成一动态链接库（*．Du）文件。

VC方法的开发真正称为“无缝集成”。

在用户看来，完伞感觉不出两个部分的界面区别，避免了用户在同一软件中适应不同的界面环境。

结论

（1）以三维设计软件SolidWorks为基础，结合VC++6．0为语言工具快速地实现三维参数化设计，方便用户使用。

（2）为非标准件设计自定义零件库，可快速建模并即使更新零件库，特别适合于需要多次修改参数的设计，缩短生产周期。

（3）建立标准件的零件库，选择参数直接进行三维建模，提高生产效率。

（4）多个零件的装配实现，真实的表达设计效果，提高设计的可视性。

SolidWorksAPI接口是采用面向对象的方法开发的．程序员可以对类派生子类，进一步生成这些类的实例对象，而S01idWorksAPI函数就是相关对象的属性或方法．程序员可以通过设置或修改这些属性和方法，实现对于SolidWorks的图形系统甚至数据库的访问，从而实现二次开发．

实践表明，基于VC++的SolidWorks二次开发完全可以实现软件的本地化和专业化，特别适宜于大型机械系统的开发。

展望

本课题的前期研究达到了预期目的，但还有很多不完善的地方，需要在今后做进一步的深入开发和设计。

比如，对大量标准件数据库的输入、数据库中的各种约束、改善人机交互输入的智能化界面等工作，都要作进一步深入研究。

目前，不管是基于特征建模技术的标准件库，还是基于模板建模技术的标准件库。

在提供给用户使用时，还需要开发人员进行相关配置，如：

注册文件的配置、数据库服务器配置、文件服务器配置等。

在更理想的情况下，可以编制一套安装程序将这些工作由系统自动完成。

其次还应该不断增加标准件库设计数据库的内容，扩大软件的使用范围，加入其他零件的设计及三维造型内容，并建立相应的工程图绘制和标注模块。

下一步应将强度设计也加上。

参考文献

[1]马咏梅.丁行武.李鑫.SolidWorks二次开发在机械零件设计中的应用与研究〔J〕.机械传动，2010,34:

72-81.

[2]陈岳坪.用Visual+C++开发SolidWorks的关键技术〔J〕.机械与电子，2002

（2）：

17-21

[3]王彪.刘中柱.SolidWorks+二次开发的应用--Visual+C++篇

（1）〔J〕.华北工学院学报，2004，25

[4]王峰.俞新陆.产品级三维参数化设计系统的研究与开发〔J〕.计算机辅助设计与图形学学报，2001,11:

1012-1018.

[5]徐国权.黄志超.基于SolidWorks的参数化设计二次开发研究〔J〕.机械设计与研究，2007，23：

68-87.

[6]罗煜峰.基于SolidWorks的参数化特征建模技术研究〔J〕.机械设计，2004,2:

52-62.

[7]赵常云.基于SolidWorks的产品三维参数化设计与虚拟装配研究〔D〕.上海.东华大学.2008

[8]张茂鹏.陈蔚芳.基于SolidWorks的组合夹具构件自动建模方法〔J〕.华南理工大学学报，2005,33:

56-59.

[9]孙建军.黄艳群.基于SolidWorks二次开发的非标准件参数化设计〔J〕.现代制造工程，2003（6）：

30-32.

[10]赵盼，张燕.基于SolidWorks二次开发的零件三维参数化设计及装配〔J〕.科学技术与工程，2010,10:

1674-1679.

[11]李卫民.刘淑芬.基于Solidworks平台的二次开发技术〔J〕.机械制造，2003（4）：

24-26.

[12]索超.基于VB语言对SolidWorks参数化设计的二次开发〔J〕.制造业自动化，2013（8）：

137-139.

[13]范卫高.基于VC++的SolidWorks标准件库二次开发〔J〕.组合机床与自动