基于Solid Works的階梯軸參數(shù)化設(shè)計與二次開發(fā)

北京工商大學(xué)材料與機(jī)械工程學(xué)院 張世龍 趙 罘 薛美榮 李 娜 林建邦

1 引言

階梯軸由于便于零件裝拆和固定的特點(diǎn)，在機(jī)械結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。階梯軸在設(shè)計過程中其結(jié)構(gòu)參數(shù)和加工工藝水平高低對整個機(jī)械的尺寸和可靠性有很大影響。為了階梯軸的設(shè)計過程能快速完成，設(shè)計一個軟件來取代傳統(tǒng)手工制圖，提高設(shè)計效率是非常必要的。

Solid Works是的一款非常優(yōu)秀的三維機(jī)械設(shè)計自動化軟件。該軟件以優(yōu)異的性能、易用性和創(chuàng)新性，極大地提高了機(jī)械工程師的設(shè)計效率，其應(yīng)用范圍涉及航空航天、汽車、工程機(jī)械、造船、通用機(jī)械、家電、醫(yī)療機(jī)械等諸多領(lǐng)域。SolidWorks操作簡單，初學(xué)者能快速上手，容易學(xué)習(xí)掌握，在同類軟件的激烈競爭中已經(jīng)確立了其市場地位，成為三維機(jī)械軟件的標(biāo)準(zhǔn)。SolidWorks還為用戶提供了二次開發(fā)接口，借助API函數(shù)我們可以在SolidWorks中建立自己所需的程序和模塊來更好地為我們服務(wù)[1]。

2 SolidWorks二次開發(fā)的工具

Visual Basic是一種由 Microsoft 公司開發(fā)的結(jié)構(gòu)化的、模塊化的、面向?qū)ο蟮摹瑓f(xié)助開發(fā)環(huán)境的事件驅(qū)動為機(jī)制的可視化程序設(shè)計語言。而且，由于VB 引入了控件的概念，我們可以直接拿來使用許多已經(jīng)編寫好的VB 程序，大大減少了程序員開發(fā)程序的時間，提高工作效率。利用VB這一特點(diǎn)對SolidWorks進(jìn)行二次開發(fā)，可以快速建立屬于自己的應(yīng)用程序[2]。

3 SolidWorks二次開發(fā)的方法

Solid Works二次開發(fā)有兩種方法，一是完全編程開發(fā)，二是利用SolidWorks中的宏命令輔助開發(fā)[3]。前者要求用戶利用API函數(shù)對要表達(dá)的所有對象進(jìn)行程序編寫，這樣可以由編寫的程序完全驅(qū)動三維模型，能造型復(fù)雜尺寸的形體。但是完全編程開發(fā)方法需要設(shè)計人員對編程語言比較熟悉，對初學(xué)者來說有難度。后者是利用SolidWorks中的宏命令，首先通過宏錄制命令錄制相關(guān)操作，再將宏錄制過程中產(chǎn)生的代碼作為編寫程序時的基礎(chǔ)代碼，對其進(jìn)行編輯修改，最后添加到程序中。

4 階梯軸參數(shù)化設(shè)計

4.1 利用宏功能進(jìn)行錄制代碼

通過SolidWorks中的宏命令可以記錄SolidWorks用戶在操作過程中點(diǎn)擊鼠標(biāo)、菜單選擇和鍵盤按鍵等執(zhí)行的操作，這個記錄的操作過程還可以回放[4]。

一般有兩種方法繪制階梯軸：一是選擇以旋轉(zhuǎn)凸臺的方式生成階梯軸，二是選擇逐段拉伸實(shí)體生成階梯軸。這里為了錄制宏的程序簡便，選擇以旋轉(zhuǎn)凸臺的方式生成階梯軸，如圖1所示。

圖1 階梯軸零件Fig.1 Figure of Stepped shaft parts

4.2 向宏中添加窗體

通過在宏中添加用戶窗體，可以為程序添加用戶接口。將工具箱組件板上的Label、Command Button、TextBox等控件添加到用戶窗體中，接著在屬性窗口將控件CommandButton1、CommandButton2的屬性分別設(shè)置為“生成階梯軸”、“取消”。如圖2所示。

圖2 窗體圖Fig.2 Figure of form

4.3 編寫程序代碼

在SolidWorks中，當(dāng)宏錄制完成后，SolidWorks自己可以產(chǎn)生宏代碼。在所錄制的宏代碼中，可以找到一些符合我們要求的代碼，我們可以把它們拷貝到所要編的程序中加以利用，再對其進(jìn)行編寫、修改等操作，最終建立屬于自己的程序，完成零件的三維建模。

（1）編寫SolidWorks與VB建立聯(lián)系的代碼

Dim swApp As Object

Dim Part As Object

Set swApp= CreateObject (“SldWorks.Application”)

swApp.Visible=True

（2） 添加定義變量代碼

由于我們在SolidWorks中創(chuàng)建一個新的零件時，都是以mm（毫米）作為默認(rèn)單位，而我們通過人機(jī)交互界面輸入的數(shù)值確是以m（米）為單位，因此在程序中要注意單位必須相互轉(zhuǎn)換，全部要除以1000。

Dim L1 As Double

Dim L2 As Double

Dim L3 As Double

Dim d1 As Double

Dim d2 As Double

Dim d3 As Double

L1 =TextBox1 /1000

L1 =TextBox2 /1000

L1 =TextBox3 /1000

d1 =TextBox4 /2000

d2 =TextBox5 /2000

d3 =TextBox6 /2000

（3）修改部分主代碼

Sub main()

UserForm1.Show

End Sub

（4）編輯【取消】命令代碼

Private Sub CommandButton2_Click()End

End Sub

5 結(jié)語

本文通過VB對Solid Works進(jìn)行二次開發(fā)，設(shè)計出人機(jī)交互界面，輸入階梯軸的設(shè)計參數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)在Solid Works中自動生成階梯軸的三維模型，大大減少了設(shè)計時間，并且可以大大改善在零件傳統(tǒng)設(shè)計過程中精度、質(zhì)量和效率低的問題。

[1]東方智敏.SolidWorks 2014完全自學(xué)一本通[M].電子工業(yè)出版社,2014.

[2]曾祥光,張玲玲.基于VB的SolidWorks二次開發(fā)[J].機(jī)械工程師,2006(3):131-132.

[3]葉修梓,陳超祥.SolidWorks高級教程:二次開發(fā)與API[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009．

[4]周凱旋,羅會信.基于Visual Basic的SolidWorks二次開發(fā)[J].機(jī)械制造,2005(5):46-48.