基于SolidWorks的机床夹具标准件三维参数化设计

王素艳

（沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110045）

基于SolidWorks的机床夹具标准件三维参数化设计

王素艳

（沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110045）

针对机床夹具三维设计中应用大量系列化的夹具标准件且存在大量重复设计的问题，采用Solid-Works软件及功能完整的API开发工具接口，以及具有图形用户界面的应用程序开发系统Visual Basic进行二次开发，链接并读取夹具标准件数据库Microsoft Access中的夹具标准件结构参数数据，实现机床夹具标准件三维参数化设计。该方法使设计过程变得简单、规范，提高了工作效率，缩短了产品设计开发周期。

SolidWorks API；VB；Solidworks插件；夹具标准件；参数化设计

0 引言

机床夹具标准件广泛应用于夹具设计制造中，机床夹具标准件是系列化产品，同类型的、不同规格之间的零件具有相同的结构特征，因此机床夹具标准件适合于采用三维参数化方法进行设计，同时还可以建立适合自己企业的夹具标准件库，这可以大大提高产品的设计速度、减少重复劳动、提高设计质量和效率、缩短新产品设计制造周期。

目前三维参数化设计过程最简便、操作最方便的方案是基于SolidWorks软件及功能完整的API开发工具接口，采用具有图形用户界面和快速应用程序开发系统Visual Basic（VB）进行二次开发，应用该方法进行机床夹具标准件三维参数化设计及建立适合企业的夹具标准件库具有实际的应用意义[1,2]。

1 夹具标准件参数化设计的模块结构

SolidWorks环境下参数化设计系统的结构，由SolidWorks函数接口、SolidWorks菜单及工具条、人机交互界面、以及夹具标准件参数数据库组成。通过自定义的SolidWorks用户菜单，打开人机交互界面，输人或选择所需要的夹具标准件的主参数，系统会自动根据主参数从夹具标准件几何参数数据库中进行检索，得到相关的信息，进行参数化驱动生成夹具标准件的三维模型，再根据需要输出相应的工程图，生成用户需要的特定类型和尺寸的标准零件，完成夹具标准件的三维设计[1,2]。图1表示夹具标准件参数化设计模块结构。

SolidWorks软件提供了方便各类用户对其进行二次开发的自由、开放、功能完整的开发工具——API（ApplicationProgrammingInterface）应用编程接口，它是一个基于对象连接与嵌入技术OLE Automation的编程接口，此接口包含了数以百计的功能函数，程序员通过这些函数可直接访问 SolidWorks，且 API中的函数可以被 VB或SolidWorks宏文件等调用，从而扩展了SolidWorks的功能。SolidWorks API的对象分为若干层，每一层又包括若干对象。每个对象又都有自己的属性、方法和事件。通过开发的应用软件对这些OLE对象及其方法和属性进行操作，可以完成零件的建模、修改；零件各特征的建立、 修改、 删除、 压缩等各项控制；零件特征信息的提取；以及零件的装配信息和零件工程图中的各项信息的提取，还可在 SolidWorks主菜单上建立用户自己的专用菜单，将自己开发的应用模块嵌入到它的管理系统中[1～3]。

图1 夹具标准件参数化设计模块结构Fig.1 Fixture standard parts parameterization design module structure

2 创建SolidWorks企业用户菜单

为了用户操作方便，可以把参数化生成夹具标准件的功能以插件的形式集成到SolidWorks主菜单中，利用SolidWorks已有的强大功能，实现全部系统在 Solid-Works上建立。企业用户菜单与所有其它菜单条一样，以Windows风格的菜单形式插入到SolidWorks当中去，并以各夹具标准件的名称直观的显示出来。当用户要进行某个夹具标准件的参数化设计时，只需在菜单上对相应的夹具标准件名称进行单击选择即可开始设计。

Solidworks环境下的企业用户菜单由Solidworks插件加载后驱动，而Solidworks插件创建通常可由VB完成[3]。

2.1 创建动态链接库文件并定义Solidworks插件名称及属性

启动VB，双击ActiveX DLL图标，创建ActiveX DLL工程。进入VB后，定义Solidworks插件的名称 （jjbzj）及属性，如图2所示。

图2 创建ActiveX动态链接库工程并定义Solidworks插件名称及属性Fig.2 Create ActiveX dll project&Define the Solidworks plug-in name and attributes

2.2 引用SolidWorks相关的库文件

为Active DLL工程引用库文件，即SolidWorks插件库文件、SolidWorks库文件、SolidWorks常数库文件[4]。如图3所示。

图3 引用SolidWorks库文件Fig.3 Reference SolidWorks library

2.3 定义接口函数与SolidWorks应用程序标识

2.4 定义入口函数与出口函数

2.5 定义夹具标准件菜单

2.6 生成夹具标准件插件

将Active动态链接库工程编译为一个DLL文件，当启动SolidWorks后，可在SolidWorks插件中加载并运行夹具标准件插件。

执行菜单上的夹具标准件项，系统会执行对应的功能代码，打开对应的对话框，用户根据要求确定主参数后，系统自动完成相应夹具标准件的三维建模[4]。

3 夹具标准件参数化数据库

VB程序提供了数据库链接Data控件，使用它可以将数据库连接到VB程序的主程序中，实现数据库、Solid-Works图形文件和程序界面相互联系，实现相应的功能。

为便于链接并读取数据，夹具标准件数据库采用功能完善的数据库管理系统Microsoft Access,它可以实现查询、排序、增加记录等操作,夹具标准件数据库中的数据以表格形式提供给用户，方便用户维护、管理，可完全满足用户需求[5]。

4 应用实例

参数化设计夹具标准件中的快换钻套，启动Solid-Works，在夹具标准件菜单下单击视窗法兰选项，系统打开用户对话框，如图4所示，按设计要求选择快换钻套的主参数公称通径，系统会自动运行快换钻套的建模模块，完成设计。图5所示，分别为公称直径分别为φ10、φ16、φ24三种规格建模后的快换钻套[6-7]。

图4 用户对话框Fig.4 User dialog box

图5 快换钻套Fig．5 Quick drill bushing

5 结论

通过SolidWorks API、VB及 Microsoft Access数据库建立的夹具标准件参数化设计二次开发系统，是一种非常实用的CAD应用软件系统的开发方法。解决了三维CAD软件 SolidWorks缺少夹具标准件库的不足，为SolidWorks建立起一个基于特征的夹具标准件三维参数化建模，从而完善了为SolidWorks用于机床夹具的计算机辅助设计提供了扩展。通过实际应用其操作简便、功能齐全、便于维护及管理，软件界面友好，运行快速可靠，大大提高了设计效率，缩短了产品设计开发周期[8]。

[1]周玮.基于SolidWorks的变压器标准件参数化设计方法研究[J].变压器，2010，7.

[2]周玮.基于SolidWorks阀门参数化CAD系统的研究[J].机械设计与制造，2010，6.

[3]王小玲.基于Inventor系列化零部件库的开发与调用研究[J].煤矿机械，2009，11.

[4]（美）Solidworks，叶修梓，陈超祥.Solidworks高级教程：二次开发与API[M].北京：机械工业出版社，2009.

[5]张长富，陈华.Visual Basic6.0中文版入门图解教程[M].北京：北京希望电子出版社，1999.

[6]JB/T8045.3-1999，机床夹具零件及部件 快换钻套[S].北京:国家机械工业局，1999.

[7]机床夹具零件及部件标准汇编[S].北京:国家机械工业局,1999.

[8]成龙，张奕黄，施洪生.基于VB的SolidWorks标准件库的二次开发与实例[J].微计算机信息，2010，10.

The 3D Parametric Design of Fixture Standard Parts Based on SolidWorks

WANG Su-Yan
（Shenyang Polytechnic College，Shenyang Liaoning 110045，China)

Aiming at the problem of fixture standard parts plenty applied and redundant design,secondary development using API development tools of SolidWorks software,and has a graphical user interface application program development system Visual Basic,system link and read structural parameter data in the fixture standard parts database Microsoft in Access,to realize 3D parametric design of fixture standard parts.This method makes the design process more simple,standard,improve work efficiency,shorten the product design cycle.

SolidWorks API；VB；SolidWorks plugin；fixture standard parts；parameterization design

TH16

：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2014.03.065

1002－6673（2014）03－171－03

2014－04－04

项目来源：辽宁省科技型中小企业技术创新基金项目（2013-1）

王素艳（1971-），女，辽宁沈阳人，工程硕士学位，沈阳职业技术学院副教授/高级工程师、辽宁省科技特派员，主要从事机械设计与制造、机械CAD/CAM/CAE、设备控制及数控技术应用的教学及科研等工作。