本文探討研究了圓柱螺旋彈簧的尺寸驅(qū)動參數(shù)化設(shè)計方法。

　　0前言

　　彈簧是一種標(biāo)準(zhǔn)件，采用標(biāo)準(zhǔn)件會給產(chǎn)品的設(shè)計、制造、裝配帶來了很大的方便。設(shè)計人員如果能從CAD系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)件庫中獲得滿足設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)件，則可大大減少重復(fù)勞動，提高設(shè)計效率，從而縮短新產(chǎn)品的研制周期。而彈簧的建模過程較為復(fù)為此采用Visual Basic及Access數(shù)據(jù)庫，在應(yīng)用較為廣泛的SoIidWorks平臺上進行了二次開發(fā)，實現(xiàn)了圓柱螺旋彈簧的參數(shù)化、系列化設(shè)計。

　　1二次開發(fā)工具

　　SolidWorks系統(tǒng)具有非常開放的體系結(jié)構(gòu)，通過OLE(Object Linking and Embedding對象鏈接與嵌入)Automation技術(shù)為用戶提供了強大的二次開發(fā)接口，凡支持OLE編程的開發(fā)工具，如VisualC++、Visual Basic,Delphi等均可用于SolidWorks的二次開發(fā)，利用系統(tǒng)提供的完備的函數(shù)集和對象類庫，創(chuàng)建出用戶定制的、專用的SolidWorks功能模塊。本文采用的是Visual Basic 6.0。

　　2 SolidWorks OLE自動化技術(shù)

　　OLE(Object Linking And Embedding)是對象鏈接與嵌入技術(shù)的簡稱，利用OLE技術(shù)，用戶可以通過使用來自2個或多個Windows應(yīng)用程序的資源來解決復(fù)雜的應(yīng)用問題。OLE提供了方便的技術(shù)用來將文檔和來自不同程序的各種類型的數(shù)據(jù)結(jié)合起來。SolidWorks支持OLE標(biāo)準(zhǔn)，完全實現(xiàn)了OLE自動化。作為一個OLE服務(wù)器，SolidWork，提供了大量的OLE對象，以及這些對象所擁有的方法和屬性，用戶通過在客戶應(yīng)用程序中對這些OLE對象及其方法和屬性的操作，可以在自己開發(fā)的應(yīng)用軟件中實現(xiàn)諸如創(chuàng)建直線、構(gòu)造實體、檢查曲面表面參數(shù)等幾乎所有的SolidWorks軟件功能。

　　自動化技術(shù)(Automation)為軟件之間的交互創(chuàng)造了條件，它允許多個應(yīng)用程序或組件之間進行通訊和交互，而與它們的語言、分布和原始平臺無關(guān)。在開發(fā)彈簧零件庫時，運用OLE(Object Linking and Embedding)Automation技術(shù)，無疑會減小開發(fā)的難度，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。SolidWorks系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)操縱接口函數(shù)API，專門讀寫三維零件數(shù)據(jù)，并提供了一系列的Automation接口(包括對象、屬性和方法)，使用戶進行二次開發(fā)更加容易。運用Automation技術(shù)使應(yīng)用程序驅(qū)動三維CAD系統(tǒng)，可以實現(xiàn)零件參數(shù)化、系列化設(shè)計。

　　3界面設(shè)計

　　一個良好的操作界面對于一個應(yīng)用程序來說至關(guān)重要，彈簧零件庫的界面以窗口模式來實現(xiàn)。采用下拉列表框，讓用戶從中選取，而不是自己輸入，這樣保證了用戶的信息符合國家標(biāo)準(zhǔn)。同時，界面設(shè)計盡可能簡單、直觀;提供盡可能多的保護措施，使輸人信息符合標(biāo)準(zhǔn)。圖1為拉伸彈簧建模的界面。

　　4尺寸驅(qū)動

　　在SolidWorks中，無論是草圖、特征或者裝配中的尺寸，都是"驅(qū)動"的作用，是所標(biāo)注對象的幾何數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，而不是對所標(biāo)注對象的"注釋"。這些驅(qū)動尺寸是在幾何關(guān)系已經(jīng)充分確定的基礎(chǔ)上，定義那些無法用幾何約束表達的，或者是設(shè)計過程中可能需要改變的參數(shù)。這些驅(qū)動尺寸與工程圖上應(yīng)當(dāng)標(biāo)出的尺寸不完全相同，是一些設(shè)計尺寸，可以借助于設(shè)計基準(zhǔn)進行定義，可以使用計算表達方式，而且驅(qū)動尺寸始終與標(biāo)注對象關(guān)聯(lián)。

　　尺寸驅(qū)動即在零件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變的情況下，把零件的尺寸參數(shù)定義為尺寸變量，并定義出變量間的關(guān)系，當(dāng)給定不同的尺寸值，就可得到一組結(jié)構(gòu)相同而尺寸不同的零件，每一類零件對應(yīng)一模式，在模式中定義尺寸變量和變量間的關(guān)系。由于SolidWorks采用了參數(shù)化的設(shè)計方法，在開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件模型庫時沒有必要再做尺寸約束求解，零件的最后生成可以依靠系統(tǒng)參數(shù)化功能來實現(xiàn)，即通過用新的尺寸值對準(zhǔn)備好的模板零件進行尺寸驅(qū)動生成一個新的零件。

　　采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Access來建立彈簧特性數(shù)據(jù)庫，包括彈簧中徑D(見表1)、絲徑d、有效圈數(shù)n等基本參數(shù)。在Visual Basic中采用ADO數(shù)據(jù)接口訪問該目標(biāo)數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)感知控件獲得彈簧造型所需的參數(shù)，調(diào)用SolidWorks API函數(shù)對"驅(qū)動尺寸"重新賦值，從而實現(xiàn)參數(shù)化、系列化設(shè)計。考慮到彈簧的結(jié)構(gòu)特點，采用了三段造型的方法，使彈簧三維參數(shù)化造型順利實現(xiàn)，也精簡了Visual Basic程序。其中，拉伸彈簧尺寸驅(qū)動的部分代碼如下:

　　5結(jié)語

　　以visualBasic6.o為開發(fā)工具，利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫Access，在SolidWorks系統(tǒng)上進行了二次開發(fā)，建立了實用的圓柱螺旋彈簧參數(shù)化建模系統(tǒng)及彈簧基本參數(shù)數(shù)據(jù)庫。

　　利用基于特征的參數(shù)化造型方法對彈簧標(biāo)準(zhǔn)件進行實體造型，實現(xiàn)了尺寸的驅(qū)動機制功能。

　　在建庫過程中，利用OL,EAutomation技術(shù)，從外部操縱SolidworksOL.E對象，實現(xiàn)了通用CAD平臺的良好融合。用戶只需通過界面參數(shù)的選擇與修改，即可獲得所需尺寸的彈簧模型，顯著地提高了建模效率，可以為設(shè)計分析快速提供三維實體模型。