基于CATIA二次开发的弹簧件参数化建模

薛顺达，王炜文

（扬州大学 机械工程学院，江苏 扬州 225127）

0 引言

弹簧作为标准件，在日常生活中得到了大量的运用，但CATIA的标准件库中没有弹簧，虽然可以从相关网站上下载标准弹簧，但下载的弹簧均为刚性件，无法变形，故不能做运动仿真，为今后的运动学分析带来一定的困难。由于弹簧大量运用，若每次都用传统方式建模，工作量大且为重复劳动。因此，本文通过CATIA的二次开发平台建立弹簧件的参数化模型，今后只需调用程序并修改相关参数即可得到标准弹簧，而且可以进行运动仿真。相比于传统的建模方法，利用基于CATIA二次开发的参数化模型能大大提高工作效率。

1 代码编写

1.1 建模思想

首先创建螺旋线和截面圆，让截面圆沿螺旋线扫掠生成弹簧；其次，定义螺距、总高、弹簧中径、截面直径等参数，用定义的参数来驱动弹簧。

1.2 代码展示

由于完整的脚本代码比较长，因此只展示定义参数和参数驱动部分的代码，并做解释：

Set parameters1＝ part1.Parameters

Set length4 ＝ parameters1.CreateDimension（""，"LENGTH"，0.000000）

Set parameters2＝ part1.Parameters

Set length5 ＝ parameters2.CreateDimension（""，"LENGTH"，0.000000）

Set parameters3＝ part1.Parameters

Set length6 ＝ parameters3.CreateDimension（""，"LENGTH"，0.000000）

Set parameters4＝part1.Parameters

Set length7 ＝ parameters4.CreateDimension（""，"LENGTH"，0.000000）

length4.Rename"螺距"

length5.Rename"总高"

length6.Rename"弹簧中径"

length7.Rename"截面直径"

part1.Update

以上这段代码，定义了弹簧的总高、螺距、截面直径、弹簧中径4个长度。4个长度的初始值为0。

length5.Value＝100.000000

Set relations1＝part1.Relations

Set parameters5＝part1.Parameters

Set length8＝parameters5.Item（"Part1＼零件几何体＼螺旋线.1＼高度"）

Set formula1 ＝ relations1.CreateFormula（"公 式.1"，""，length8，"｀总高｀"）

formula1.Rename"公式.1"

part1.Update

以上这段代码，将100赋值给“总高”，并用“总高”驱动"Part1＼零件几何体＼螺旋线.1＼高度"，更新part1。"Part1＼零件几何体＼螺旋线.1＼高度"是之前定义的螺旋线高度。同理，用螺距、截面直径、弹簧中径等参数驱动弹簧模型，代码如下：

length4.Value＝10.000000

Set relations2＝part1.Relations

Set parameters6＝part1.Parameters

Set length9＝parameters6.Item（"Part1＼零件几何体＼螺旋线.1＼螺距"）

Set formula2 ＝ relations2.CreateFormula（"公 式.2"，""，length9，"｀螺距｀"）

formula2.Rename"公式.2"

part1.Update

length7.Value＝5.000000

Set relations3＝part1.Relations

Set formula3 ＝ relations3.CreateFormula（"公 式.3"，""，length2，"｀截面直径｀／2"）

formula3.Rename"公式.3"

part1.Update

length6.Value＝40.000000

Set relations4＝part1.Relations

Set formula4 ＝ relations4.CreateFormula（"公 式.4"，""，length1，"｀弹簧中径｀／2"）

formula4.Rename"公式.4"

part1.Update

1.3 结果展示

保存编写好的VB脚本，启动CATIA，进入“工具”栏，选择下拉菜单中的“宏”按钮，选择刚才编写好的VB脚本文件，点击运行，如图1所示。

图1 运行VB脚本文件

程序会自动生成弹簧模型，其螺距为10 mm，总高为100 mm，弹簧中径为40 mm，截面直径为5 mm，如图2所示。

图2 自动生成的弹簧模型

其初始参数值是在VB中定义的，用户可根据自己的需要修改参数值，模型能够自动修改，如图3所示。

图4为拉伸状态下的弹簧，图5为压缩状态的弹簧。

2 结语

CATIA是一款集设计、制造、分析于一体的强大软件，广泛运用于车辆、航空航天、造船行业。二次开发技术的运用，扩展了其功能，让CATIA能更好地为客户服务。在VB语言的支持下，CATIA所有模块的功能都可以从二次开发的接口实现。从本例可以看出，CATIA二次开发技术大大缩短了设计时间，提高了工作效率。因此，在CATIA现有功能上进行二次开发，在实际应用和创新方面具有着较高的价值。

图3 修改弹簧参数

图4 处于拉伸状态的弹簧

图5 处于压缩状态的弹簧

［1］ 胡挺，吴立军.CATIA二次开发技术基础［M］.北京：电子工业出版社，2006.

［2］ 詹熙达.CATIA V5产品设计实例教程［M］.北京：机械工业出版社，2008.

［3］ 魏欣，刘希玉，牛雪丽.基于CATIA二次开发的帆船酒店造型设计［J］.山东建筑大学学报，2009（6）：510－513.

［4］ 何朝良，杜廷娜，张超.基于CAA的CATIA二次开发初探［J］.自动化技术与应用，2006（9）：37－39.

［5］ 周桂生，陆文龙.CATIA二次开发技术研宄与应用［J］.机械设计与制造，2010（1）：82－83.

［6］ 李海滨，杨义虎，朱珊珊，等.以CATIA为平台的起落架零件参数化建模技术研究［J］.现代制造工程，2009（7）：37－39.