汽车模具导向零件参数化设计毕业设计论文.doc

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1、 摘摘 要要 汽车模具导向零件的作用是工作行程中导正上下模具，提高工作精度，保证冲压质量。参数化设计是在驱动结构基础上进行参数驱动，它不仅可使 CAD 系统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图的功能。利用参数化设计开发的专用产品设计系统，可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来，可以大大提高设计速度，并减少信息的存储量。本文介绍了基于大型三维 CAD/CAM 系统 SolidWorks，以 Visual Bas-ic 作为开发工具，调用 API 函数，针对汽车模具导向零件进行了二次开 发。编写了汽车模具导向件三维 CAD 模型变型选用及尺寸驱动程序，建立了汽车模具导向零件库，对于冲压模具

2、的发展具有重要的意义，并且对CAD/CAM 软件的应用和推广具有重要的推动作用。关键词：关键词：SolidWorks，二次开发，汽车模具导向件，参数化设计 Parametric design of automobile die oriented parts ABSTRACT Automobile mold guide part is the role of the work guiding the upper and lower mold,high precision,ensure the quality of punching.Parameter design is driven param

3、eters based on the structure of the drive,the parameter driven mechanism is based on the operation of graphics data.Through the parameter drive mechanism,canbeparameterized modifications in the geom-etric data.In this design,it introduces that it takes SolidWorks with three-dimensional mechanical mo

4、deling design software as basis,and uses Visual Basic as the exploitation implement,the fundamental method of calling API function to actuate the further development of SolidWorks and uses this method to realize guide components parametrical three-dimensional modeling design according to parameters

5、input by users.The development of gear parametrical design and modeling software brings about the join of guide components parametrical design and three-dimensional substance modeling,has an important significance for the development of stamping mould.Keywords:SolidWorks，Further development of solid

6、works，guide components,Parametric design 汽车模具导向零件参数化设计汽车模具导向零件参数化设计 0 0 引言引言 迅猛发展的中国汽车工业为国内的汽车模具带来了广阔的发展空间。由于成本和市场的因素致使发达国家模具制造的重心也逐步向以中国为代表的发展中国家转移。国内外的综合因素促使很多新兴汽车模具企业的诞生。据统计，2013 年年底中国的重点骨干模具企业达到近 110 家。其中，冲压模具约占 37%，中国已成为名副其实的汽车模具制造大国。在当今的工业领域，越来越多地把产品的设计、分析、制造、数据管理与信息技术融为一体，以此提高工业生产的自动化水平。以前三维产

7、品模型的设计都是首先由设计师在图板上画出图样，然后由图形软件使用人员根据图样绘制出产品模型，既浪费了人力和物力，设计效率也较低。随着 SolidWorks 等三维设计软件的广泛应用，以其开放性体系结构为基础，利用高级编程语言设计程序来实现三维模型的参数化设计，这样无疑提高了设计的自动化水平。本文正是以 SolidWorks 为基础，通过 VB 程序设计进行图形绘制软件的二次开发，使用户通过友好的参数设定界面输入参数，根据不同的参数，自动生成一系列模型，既节省了资源，也缩短了产品设计周期，大大提高了产品设计效率，对工业产品参数化设计的进一步发展有重要意义。1 1 课题研究的背景与意义课题研究的背

8、景与意义 1.1 1.1 课题来源及研究背景课题来源及研究背景 本课题来源于米思米（中国）精密机械贸易有限责任公司官方网站。其相应的种类见图 1.1。课题涉及的工件为汽车模具用导向零件，主要起导向作用，已建成系列化、标准化零件。标准化、参数化是现代模具设计和生产的重要特点之一。图 1.1 米思米汽车模具导向零件种类 随着计算机辅助设计软件的开发应用，制造行业正在飞速发展。此次参数化设计的平台为 Solidworks，SolidWorks 作为我国 CAD 市场上比较流行的三维 CAD 软件，它以其市场份额增长最快、技术发展最快、市场前景最好、性能价格比最优而逐渐被广大用户和企业所青睐。相比市场

9、上同类的其他三维 CAD 软件，它越来越成为中国广大中小企业的首选设计软件。正如其他优秀的国外软件一样，随着企业间竞争的日益白热化，如何更快的使所开发设计的产品响应市场，是企业和研究所生存的关键所在，而且，就 SolidWorks 而言，国内对它二次开发方面的研究刚刚起步。因此，对 SolidWorks 三维设计软件进行本土化的二次开发是很有必要1。在 Solidworks 中，机械零件参数化设计主要通过两种方法实现：一是利用在内嵌的 Excel 工作表中指定参数，创建多个不同配置的零件或装配体；二是利用编程语言作为开发工具，对 Solidworks 进行二次开发，用程序实现参数化设计1。So

10、lidworks 也不可能完全满足企业的所有要求,为了适应企业的特殊需求,使 Solidworks 在我国企业中发挥作用,并使常用或重复的任务简单化,就必须对其进行专业化和本地化的二次开发2。1.2 1.2 课题研究的意义与目的课题研究的意义与目的 课题涉及的工件为汽车模具导向零件，为系列化、标准化零件。标准化、数字化是现代模具设计和生产的重要特点之一。标准化模具对于提高模具质量、节省模具材料、降低模具成本、加快模具设计和制造进程都极为重要。通过冲模模架导套数字化标准化设计等关键技术有助于建立冲压模具标准件的三维数据库。随着现代社会计算机应用技术、网络技术以及电子信息技术的不断发展，我国众多大

11、中小型企业信息化程度有了长足的进步，企业需要软件的数量和质量也大大的增加了，并迫切需要将软件的生产周期缩短。但是当时的软件生产，还处于一种手工作坊的形式，软件开发是否成功完全决定于个人能力3。同时，这种开发状况，造成了人力的巨大浪费。同样功能的代码被反复书写，同样的设计、分析被不断的反复。这种重复开发愈演愈烈，势必造成了软件开发效率的低下，软件的质量得不到保证。实践证明，在程序设计中软件复用的概率最高达 90%，而且软件复用可以让软件公司及时把系统投放市场、提高系统软件质量、降低系统开发成本等。本课题主要研究内容涉及以下几点：（1）了解汽车模具导向件在冲压模具中所起的作用；（2）建立汽车模具导

12、向件的三维 CAD 模型，了解程序驱动设计方法；（3）建立与汽车模具导向件各种变型相对应的配置表；（4）编写汽车模具导向件三维 CAD 模型变型选用及尺寸驱动程序；（5）绘制汽车模具导向件工程图。本课题在 SolidWorks 环境下针对汽车模具导向零件进行标准化、参数化设计，对于促进冲压模具标准化、数字化设计的进一步发展具有重要的实际意义。2 SolidWorks2 SolidWorks 简介及简介及 CADCAD 发展趋势发展趋势 2.1 SolidWorks2.1 SolidWorks 概述概述 美国 SolidWorks 公司是一家专门从事开发三维机械设计软件、工程分析和产品数据管理软

13、件开发和营销的高科技公司，公司宗旨是使每位设计 工 程 师 都 能 在 自 己 的 微 机 上 使 用 功 能 强 大 的 世 界 最 新CAD/CAE/CAM/PDM 系统，公司主导产品是世界领先水平的 SolidWorks 软件。为了开发世界空白的基于微机平台的三维 CAD 系统，1993 年 PTC 公司的技术副总裁与 CV 公司的副总裁成立 SolidWorks 公司，并于 1995 年成功推出了 SolidWorks 软件，以其优异的性能、易用性和创新性，极大地提高了机械设计工程师的设计效率，在与同类软件的激烈竞争中已经确立它的市场地位，引起世界相关领域的一片赞叹4。在 SolidW

14、orks 软件的促动下，1998 年开始，国内、外也陆续推出了相关软件；原来运行在UNIX 操作系统的工作站 CAD 软件，也从 1999 年开始，将其程序移植到Windows 操作系统中。SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统，该系统在 1995-1999 年获得全球微机平台 CAD 系统评比第一名，从 1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖：第一个基于 Windows 平台的三维机械 CAD 软件；第一个创造了 FeatureManager 特征管理员的设计思想；第一个在 Windows 平台下实现的自顶向下的设计方法；第一个实现动态装配

15、干涉检查的 CAD 软件；第一个实现智能化装配的 CAD 公司；第一个开发特征自动识别 FeatureWorks 的软件公司；第一个开发基于 Internet 的电子图板发布工具(eDrawing)的 CAD 公司5。由于 SolidWorks 出色的技术和市场表现，不仅成为 CAD 行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在 1997 年由法国达索公司以三亿一千万的高额市值将 SolidWorks 全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以原来一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了 CAD 行业的世界纪录。并购后的 SolidWorks 以原来的品牌和管理技术队伍继续独立

16、运作，成为 CAD 行业一家高素质的专业化公司。2.2 SolidWorks2.2 SolidWorks 优缺点优缺点 目前主流的 3 维 CAD 软件主要有 UG II、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等。与这些软件对比，Solidworks 有过人之处，但也存在不足的地方。其中优点主要体现在：1）自带教程，易学易懂，能在短时间内学会。2）功能比较全面，基本上能满足设计的需求。3）在机械机构设计，钣金设计，管道设计时，绘图过程方便，设计效率高，具有较大的优势的。4）生成工程图方便快捷，较为出色 5）有较强参数化建模功能，配合系列零件配置表和丰富 API 函数接口，使得 So

17、lidworks 在进行二次开发和构建标准零件库方面具有很强的优势6。缺点主要体现在：1）各种高级造型功能相对说来较弱，特别是在构造复杂曲面时，功能不如 CATIA 和 UG；2）在数控加工方面的功能较弱，不如其他软件。2.3 CAD2.3 CAD 技术发展趋势技术发展趋势 现在计算机硬件水平的不断提高为 CAD 技术的发展提供了必要条件，全球化激烈的市场竞争为 CAD 的普及应用提供了动力7。CAD 技术有如下发展趋势：(1)微机化 过去，CAD 主要以工作站为硬件平台：现在以 Wintel 体系为主的微机己占领计算机应用的大部分市场。同时，随着微机硬件水平的不断提升和微机操作系统 Wind

18、ows 的不断发展，微机运行环境的可靠性、安全性和运行效率都得到了极大改善。微机作为CAD平台己被大多数CAD用户接受。为占有具有广大用户的微机 CAD 市场，不少 CAD 软件商将工作站上的 CAD软件移植到微机上，如 I-DEAS，UG ProEngineer 等，同时也出现了不少直接在微机上开发的 CAD 软件，如 SolidWorks，Solid Edge，MDT 等。微机化促进了 CAD 的广泛应用，是 CAD 技术发展的一个最重要的特点和趋势。(2)集成化和智能化 简单来说，集成化就是各环节数据的有机结合。对制造业而言，集成化就是把设计、分析、工艺、管理等各个环节的各项功能软件有机

19、地结合起来，统一数据的描述及交换，协调各功能软件的有效运行。智能化是 CAD 发展的必然趋势，其主要特点是不仅能处理数据，而且能处理知识，功能远远超过了计算机范畴，它能进行推理、优化、选择、判断并做出决策，这样的系统在解决问题方面能够达到专家水平，即“专家系统”。(3)网络化和并行化 网络化为应用计算机的各部门实行信息共享、协同工作提供了物质基础条件8。并行设计作为并行工程在产品设计开发活动中的体现，是从传统串行顺序方式演化到合作并行求解方式的一项重要技术。CAD 的集成化与网络化为 CAD 实现并行设计提供了软硬件基础。CAD 并行设计实现产品的方案设计、概念设计、详细设计、分析设计、工艺设

20、计、加工仿真各阶段工作在各设计部门同步进行，各个设计部门的设计信息共享，并以规定流程实现交流、反馈，同时对各阶段设计中的问题进行修正，保证在方案完成的同时，产品即可加工出来。并行化 CAD 是全新的 CAD 组织形式，最大程度缩短产品研制周期，是大型企业实施 CAD 的发展趋势。(4)规范化 规范化的趋势体现在数据模型的标准化、数据交换格式的标准化及CAD 资源的规范化三个方面。数据模型应采用 STEP 标准体系。随着 STEP标准体系的逐渐完善，它对于几何数据、工程数据模型的思想将作为新一代 CAD 系统的开发指南。以前的一些标准接口无法满足 CAD 数据交换的要求。在新一代 CAD 系统中

21、，基于 STEP 标准的数据交换将成为主流，所传输的内容也将不仅局限于几何数据模型9。目前参数化特征模型的传输还是一个世界难题，在 STEP 标准的基础上，相信这一点能有所突破。这里所说的 CAD 资源主要是指各种标准件库和标准符号库等。它是由各国标准和国家标准所规定的，是工程设计的重要依据。目前许多参数化系统中都不专门提供标准件模块，理由是参数驱动的能力使得系列化设计变得十分容易，因此该项工作留给了用户。但根据实际经验发现：用户一般希望系统尽可能方便，从以前的直接调用方式返回到自己建库的方式，不易被接受，而且标准件库的三维视图和二维工程图的简化画法的不同也很麻烦。因此，对用户来说建立标准件库

22、还是很有必要的。3.基于基于 SolidWorks 的参数化设计的参数化设计 在 Solidworks 中，机械零件参数化设计主要通过两种方法实现：一是利用在内嵌的 Excel 工作表中指定参数，创建多个不同配置的零件或装配体；二是利用编程语言作为开发工具，对 Solidworks 进行二次开发，用程序实现参数化设计10。3.1 用系列零件设计表生成配置实现零部件的参数化设计用系列零件设计表生成配置实现零部件的参数化设计 3.1.1 基本设计原理基本设计原理 所谓参数化设计是指参数化模型的尺寸用对应的关系表示，而不需用确定的数值，变化一个参数值，将自动改变所有与它相关的尺寸，也就是采用参数化模

23、型，通过调整参数来修改和控制几何形状，自动实现元件的精确造型。如果用户的计算机上同时安装了 Microsoft Excel，就可以使用Excel 在零件文件中直接嵌入新的参数配置，配置即由一个零件或部件派生而成的形状相似、大小不同的一系列零件或部件集合11。在 SolidWorks中大量使用的配置是系列零件设计表，利用系列零件设计表可以很容易地生成一系列大小相同、形状相似的标准零件，如螺母、螺栓等，从而形成一个标准零件库。使用系列零件设计表具有如下优点：（1）可以采用简单的方法生成大量的相似零件，对于标准化零件的管理有很大的帮助。（2）使用系列零件设计表，不必一一创建相似零件，从而可以节省大量

24、的时间12。（3）使用系列零件设计表，在装配体中很容易实现零件的互换。3.1.2 设计方法和过程设计方法和过程 要在 SolidWorks 环境中通过 Excel 变量表实现机械零件的参数化设计功能，必须首先建立模板模型，通过对系列零件设计表中各个参数的修改来生成模板零部件的不同配置，每个配置就是一个不同的零件。即在Excel 变量表中指定参数，设计者可以创建多个不同配置的零件或装配体。系列零件设计表保存在模型文件中，所以 SolidWorks 对模型的更改不会影响原来建立的 Excel 配置文件13。系列零件设计表可以控制零件或装配体的许多项目，其中主要包括：特征尺寸和压缩状态；配置属性(包

25、括材料明细表中的零件编号、备注、自定义属性)；零部件的压缩状态、显示状态、参考配置、颜色等；装配体特征的尺寸、压缩状态；配合中的距离和角度配合的尺寸、压缩状态等。模板模型建好以后，在 SolidWorks的菜单栏中选择“插入”一“系列零件设计表，再在属性管理器中选择“空白(K)”，系统将自动在 SolidWorks 环境中插入一个空白的 Excel电子表格，设计者即可以在 SolidWorks 设计环境中直接在线编辑零件设计表。系列零件设计表有规定的格式，每一单元格的参数和数据都有一定的语法要求和含义。在 SolidWorks 中，系统以尺寸或特征的名称作为不同配置的变量名参与计算，驱动模型几

26、何形状的改变14。系列零件设计表中使用的尺寸、特征、零部件和配置的名称必须与模板模型中的名称相匹配。尺寸标注的参数语法格式是“尺寸特征”或“尺寸 草图”；其他参数的语法格式是“关键字 特征”或“$关键字零部件”。下面就以本次设计的导柱-GEM-为例创建系列零件设计表从而创建导柱库。（1）启动 SolidWorks2008，绘制导柱-GEM-。如图 3.1 所示。图 3.1 导柱-GEM-建模 （2）鼠标右击 FeatureManager 设计树中的注解文件夹，在弹出的快捷菜单中选择“显示特征尺寸”。这时，在图形区域中零件的所有特征尺寸都显示出来，作为特征定义尺寸，它们的颜色是蓝色的，而对应特征

27、中的草图尺寸则显示为黑色。（3）选择菜单“插入”、“系列零件设计表”命令。在“系列零件设计表”的 FeatureManager 中的“源”栏选择“空白”。两次点击“确认”。这时，出现一个 Excel 工作表在零件文件窗口，Excel 工具栏取代了 SolidWorks 工具栏，在图形区域中双击各个驱动尺寸，如图 3-2所示。图 3.2 导柱-GEM-尺寸驱动 （4）在系列零件设计表中输入其它型号螺母的尺寸参数，如表 3.3。点击图形区域中的空白处从而完成系列零件的设计。（5）单击 SolidWorks 窗口左边面板顶部的 ConfigurationMager图标，在 Configuration

28、Manager 设计树中显示了该模型中系列零件设计生成的所有型号。双击要应用的型号，系统就会按照系列零件设计表中该型号的模型尺寸重新建模，如图 3.4。完成建模后点击“保存”，将零件保存为“导柱-GEM-库.sldprt”。图 3.3 导柱-GEM-系列零件设计表截图 图 3.4 导柱-GEM-重新建模图 图 3.3 是在 SolidWorks 中导柱-GEM-的配置表，其中第一行是标题，提示现在操作的零件对象；第二行是配置项目。在这一行中设定需要进行配置的零件尺寸和零件特征；第三行以下是系列零件的实例，在 A 列中输入零件实例的名称，在其他列中输入相应配置项目的设定，如尺寸的数值、特征的压缩

29、状态等。图 3-4 是图 3-3 中的配置表所设配置生成的相应零件。3.2 基于基于 SolidWorks 二次开发的零件参数化设计二次开发的零件参数化设计 任何支持 OLE(Object Lingking and Embedding，对象的链接与嵌入)和 COM(Component Object Model，组件对象模型)技术的编程语言都可以作为 SolidWorks 的开发工具15。本文采用的是 VB 编程语言来调用 SolidWorks 的 API 函数来作为 SolidWorks 的二次开发工具。3.2.1 选用选用 VB 的理由的理由 Visual Basic 是当今在 Window

30、s 平台上进行各种应用软件开发中使用最为广泛的工具，由于它不但继承了原 Basic 语言简单易用的特点，而且引入了面向对象和事件驱动的编程机制，用一种巧妙的方法将 Windows的编程复杂性封装起来，提供一种所见即所得的可视化界面设计方法，因此 Visual Basic 也是一种开发应用程序效率极高的开发工具。又因为Visual Basic 采用当今先进的 ADO 数据访问接口，令应用程序的设计者只需简单地创建几个对象就可以连接多种数据源，所以 Visual Basic 也是应用程序设计人员进行快速开发基于 Client/Server 数据库应用程序的最佳选择。Visual Basic 的功能

31、及特点:(1)具有面向对象的可视化设计工具；在 VB 中，应用面向对象的程序设计方法(OOP 方法)，把程序和数据封装起来视为一个对象，每个对象都是可视的。程序员在设计时只需根据界面设计的要求，直接在计算机屏幕上“画”出各种需要的不同类型的对象（控件和窗体），并为每个对象设置属性，就可以完成应用程序的人机对话的界面设计。最后程序员的编程工作仅针对对象要完成的功能进行编程，就可以完成应用程序的全部程序设计工作。(2)事件驱动的编程机制；通过编译控件的事件来驱动程序的运行,达到理想的功能要求。(3)提供了易学易用的应用程序集成开发环境；VB 为用户提供了开发应用程序的集成开发环境，用户可以在同一个

32、开发环境中设置应用程序界面、编写程序代码、调试程序、进行应用程序的编译等各项工作。(4)结构化的程序设计；(5)支持多种数据库系统的访问；利用 VB 提供的数据控件或 ODBC，VB 可以访问各种当代流行的数据库系统，如 Access、SQL Server 以及 Oracle 等各种类型的数据库，也可访问 Microsoft 的 Excel 电子电子表格以及 Loutus1-2-3 等。(6)OLE 技术；VB 的核心是其对对象的链接与嵌入（OLE）的支持，利用 OLE,VB 可开发集声音、图象、动画、字处理、Web 等对象于一体的应用程序。(7)Active 技术；VB 可方便地使用标准的

33、Active 部件，调用标准接口，实现各种特定的功能。(8)完备的 Help 联机帮助功能。3.2.2 基于基于 SolidWorks 二次开发的基本思路二次开发的基本思路 SolidWorks 支持 OLE 标准，完全实现了 OLE 自动化。作为一个 OLE服务器，SolidWorks 提供了大量的 OLE 对象，以及这些对象所拥有的方法和属性，用户通过在客户应用程序中对这些 OLE 对象及其属性与方法的操作，可以在自己开发的应用软件中实现诸如创建直线、构造实体、检查曲面表面参数等几乎所有的 SolidWorks 软件的功能16。SolidWorks 二次开发系统正如图 3.5 所示。图 3

34、.5 SolidWorks 二次开发系统图 分析机械零部件的结构特征，对有关联的尺寸用方程式约束，在SolidWorks 环境中，尽量运用添加几何关系的方法建立模板模型。VB 程序根据不同的模型自动获取设计变量，将其特征尺寸转化为参数化变量，并按照 VB 用户界面窗口输入的参数值对设计变量的修改来重建新的三维模型，实现过程如图 3.6 所示。图 3.6 重建三维模型过程图 3.2.3 SolidWorks API 对象概述对象概述 SolidWorks API 是一个自上而下的多层次的树型网络结构，如图 3.7所示，另外 Solidworks 中含有丰富的 API 接口函数，这些函数有不同的功

35、能，可以代替绘图过程中的每一个操作17。例如：Set Part=swApp.NewDocument(C:ProgramDataSolidWorks SolidWorks 2008templates零件.prtdot,0,0#,0#)这段 API 函数可以创建一个新的零件；Set SkCircle=Part.SketchManager.CreateCircle(0,0,0,-0.03087308906327,0.03140025817556,0)这段 API 函数可以绘制一个圆；Boolstatus=Part.Extension.SelectByID2(Arc1,SKETCHSEGMENT,0,

36、0,0,False,0,Nothing,0)这段 API 函数可以对草图进行拉伸。图 3.7 SolidWorks 对象层次体系图 SoldWorks 是根目录对象类，位于应用程序的底层，是访问SolidWorks API 所有对象的入口。它包括 ModelDoc、Environment、FrameAttributeDef、Modeler、SWPropertySheet 以及一些其它的对象。该对象封装了很多方法，可以实现应用程序的最基本的操作18，如生成、打开、关闭、设置当前的激活文件等。ModelDoc 对象属于模型层，是SolidWorks 对象最主要的子对象。用 ModelDoc 对象可

37、以实现与实体模块相关的各类操作16。ModelDoc 对象包括 PartDoc、AssemblyDoc、DrawingDoc、Feature、Dimension、DesignTable 等对象。在 SolidWorks中，有三种类型的文件：零件、装配体和工程图，每种文件类型都有相应的 API 对象。PartDoc 对象提供了执行零件模型操作的函数，如拉伸(FeatureExtrusion)、旋转(FeatureRevolve)等；AssemblyDoc 对象提供了执行装配操作的函数，如添加新零件(AddComponent)、插入配合条件(AddMate)等；DrawingDoc 对象提供了执行

38、工程图操作的函数，如对模型的尺寸、注解、材料明细表(BOM)等进行添加或修改。编程时对 SolidWorks API 的调用实现逐级寻访，即先调用与父对象相关的子对象，如果子对象所封装的属性和方法不能实现所需要的功能，则继续调用该子对象的下级子对象，如此逐级遍历，直到找到完成相应功能的属性和方法为止。3.2.4 宏宏 宏（Macro），是一种批量批量处理的称谓。它根据一系列预定义的规则替换一定的文本模式。解释器或编译器在遇到宏时会自动进行这一模式替换。对于编译语言，宏展开在编译时发生，进行宏展开的工具常被称为宏展开器。宏这一术语也常常被用于许多类似的环境中，它们是源自宏展开的概念，这包括键盘宏

39、和宏语言。绝大多数情况下，“宏”这个词的使用暗示着将小命令或动作转化为一系列指令19。“宏”又称为“宏命令”，即通过特殊的控制语，将一系列动作简便化，即：一种批处理的程序。在 Solidworks 里，自带 VB 编程工具。点击工具栏里的“宏”“新建宏”就可以建立一个宏文件。也可通过“录制宏”来生成宏文件。此外按“编辑宏”还可以对已有的宏文件进行编辑。3.2.5 利用宏命令建立新文件夹利用宏命令建立新文件夹 SolidWorks 环境提供了一个宏工具条如图 3.8 所示。停止 录制/暂停 图 3.8 宏工具条 利用宏命令建立新文件夹的步骤：（1）启动 SolidWorks 并建立一新的零件 建

40、立新的零件文件，使用默认的单位 mm。（2）显示宏工具条 选择 SolidWorks 菜单下的“视图”|“工具条”|“宏”，然后宏工具条就会显示出来。（3）启动宏命令 运行宏工具条上的“录制/暂停”命令。（4）选择基准面并创建草图圆 选择“前视基准面”平面，单击“草图绘制”，进入草图绘制环境，单击“圆”命令按扭，并以原点为圆心绘制一个圆，在特征管理器页面的圆半径文本框中输入半径，然后回车确定，其结果如图 3.9 所示。运行 新建 编辑 图 3.9 选择前视基准面并创建圆 （5）创建圆柱体模型 单击“基体拉伸”，在特性管理器页面中，设定拉伸深度，然后确定，其结果如图 3.10 所示。图 3.10

41、 圆柱体模型图 （6）存盘宏文件并测试 单击“停止”，在弹出的宏文件存盘对话框输入文件名，其后缀名为“*.swp”，然后确定。删除所有建立的特征和草图，单击“运行”，并观察结果。（7）创建自定义命令按扭 选择菜单“工具”|“自定义”|“命令”|“宏”，然后选择“自定义按扭”并拖动到宏工具条中，如图 3.11 所示。同样可以把自定义按扭拖动到任意一工具条里面，产生的效果相同。图 3.11 创建自定义按扭图 （8）定义宏命令按扭并测试 当拖动自定义按扭到其他工具条上面后，SolidWorks 会弹出如图3.12 所示的对话框。图 3.12 定义按扭的相应参数图 （9）进入 VBA 编程器 单击“编

42、辑”按扭，进入 VBA 编程器，如图 3.13 所示，修改或浏览录制的程序代码。图 3.13 VBA 编辑器状态截图 4 4 汽车模具导向零件的标准件库的构建汽车模具导向零件的标准件库的构建 4.1 汽车模具导向零件库的框架汽车模具导向零件库的框架 由于本次课题设计的汽车模具导向零件全部遵循于米思米（中国）精密机械贸易有限责任公司官方网站。其相应的种类见图 1.1。因此其零件库的框架大致如图 4.1 所示。图 4.1 汽车模具导向零件库框架图 4.2 构建汽车模具导向零件标准件库构建汽车模具导向零件标准件库 为了使标准件库机构合理，用起来更加方便快捷，根据零件的分类，先建立标准件库的整体架构，

43、如图所示。以此此标准件库架构图作为依据，使得标准件库的构建有了明确的方向，在宏的编写、参数化建模和配置表的制作过程中，目的更加明确，条理更加清晰20。图 4.2 零件库利用到宏命令的框架图 4.2.1 4.2.1 零件的三维参数化建模零件的三维参数化建模 由于本课题所涉及的冲模模架导套标准件类型多达 6 大类 15 种，并且其中各自之间均有相通之处，故此处建模过程就不一一介绍，只选取其中具有代表性的进行详细介绍。以汽车模具导向零件中的行程限位块，型号为 GEB 38-20-N 为例(其中 N 代表标准，Y 代表黄色，R 代表红色)，用 SolidWorks 建立三维模型，单位为毫米（mm）。1

44、圆柱体的生成：选择前视基准面为基准平面绘制草图，绘制一个以原点为中心，直径为 75 的圆。然后退出草图，单击特征工具栏上的“拉伸凸台基体”命令，在出现的“拉伸”对话框中设置拉伸终止条件为“给定深度”，拉伸深度为 20。从而生成一个以前视基准面为基准面的圆柱体，如图 4.4 所示。图 4.3 行程限位块二维图及规格表 图 4.4 圆柱基体 2打孔并倒角：选择前视基准面为基准平面绘制草图，绘制一个以原点为中心，半径为 21.5 的圆。然后退出草图，单击特征工具栏上的“拉伸切除”命令，在出现的“拉伸”对话框中设置拉伸终止条件为“完全贯穿”，然后对最外边先倒长度 1，角度 45的斜角，如图 4.5 所

45、示。图 4-5 打孔并倒角 3绘制螺孔：选择无倒角的另一面为基准平面绘制草图，绘制一个以原点为中心，半径为 30 的圆。再以半径为 30 的圆上的一点为圆心，半径为 2.75 的圆，然后退出草图，单击特征工具栏上的“拉伸切除”命令，在出现的“拉伸”对话框中设置拉伸终止条件为“给定深度”，拉伸深度为 10,；然后以小孔的底部为基准平面绘制草图，绘制一个以小孔圆心为圆心，半径为 5 的圆，然后退出草图，单击特征工具栏上的“拉伸切除”命令，在出现的“拉伸”对话框中设置拉伸终止条件为“完全贯穿”，如图 4-6 所示。4圆周阵列：单击特征工具栏上的“圆周阵列”命令，单击“视图”中的“临时轴”选项，从而显

46、示基准轴，“参数”为通过原点的基准轴，角度为 180 度，数目为 2；“要阵列的特征”为“拉伸 5”和“拉伸 6”点击对号以完成阵列。如图 4.6 所示。图 4.6 圆周阵列 此时有关型号为 GEB 38-20-N 的导套建模完成，如果有不同型号零件为 4 个螺钉孔，后续可通过抑制特征表示出来。所以接下来将前面建模步骤 4 的特征操作全部压缩掉，继续在圆柱基体的基础上做 4 个螺钉孔的零件的特征，最后建模如图 4.7 所示。图 4.7 行程限位块完成建模 4.2.24.2.2 系列零件设计表的添加及输入系列零件设计表的添加及输入 SolidWorks 是一套三维机械设计自动化(CAD)软件，它

47、以尺寸驱动和特征建模的技术，为设计人员提供了良好的设计环境21。对于软件使用者，如果能善用 SolidWorks 实体模型设计软件的特性，不仅可以绘制准确的模型图、详细的工程图，还可以按使用者的需求，通过使用 Excel 表生成配置表，设计与管理一组有着不同尺寸或其他参数的模型，避免了在用到这类零件时，设计人员重新建模而造成时间和精力上的浪费。在用三维 CAD 软件作设计、装配时，利用生成配置表、数学关系式等应用工具很容易建立各种零件库或设计系列件。配置表保存在模型文件中，并且不会链接回原始 Excel 文件，在模型中所作的改变不会反映在原始文件中。实践证明，它使用简单方便、迅速可靠，可以大量

48、节省设计人员的时间及精力，具有一定的实际意义。Solidworks 的拉伸、旋转、倒角、抽壳和倒圆等基于特征的三维实体造型工具，能够方便、快捷地创建任何复杂形状的实体，而具有参数化特征的实体能够通过对尺寸的改变来进行编辑，通过在嵌人或插人的Microsoft Excel 工作表中指定参数的系列零件设计表(Design Table)中简单地改变它们的尺寸配置或特征压缩，就可以同时完成对一个零件多个尺寸值的修改或者特征的更换，从而实现系列零件尺寸驱动设计和编辑22。还可以通过使用代数表达式来定义参数间或尺寸变量间的数学关系。其主要流程如下：图 4.8 系列零件设计表关系流程图 下面同样以 GEB

49、38-20-N 的参数化模型定义为例，说明系列零件设计表的生成过程。1 首先单击工具栏“插入”中的“系列零件设计表”命令，弹出相应的对话框，进行选择，确定之后自动与 Microsoft Excel 软件相连接，此时 Solidworks 会自动在 Configurtion Manager 下面的新建一个名为“Design Table”的 Excel 表格，并且打开表格供用户输入参数。图 4.9 新建 Design Table 2 系列零件参数表可自动生成，也可以来自源文件，此处通过Solidworks 建立 Excel 文件，将所需参数编辑在 Excel 文件中，参数表的建立过程如下:1)模型

50、零件的尺寸变量名:尺寸变量名由字母、数字和特征名组成，在草图绘制过程中零件的尺寸变量名称在整个使用过程中应前后保持一致。2)基本尺寸之间的参数关系:将尺寸参数(变量)与实体之间对应生成一个相关联的关系，这就确定了系列零件设计表的基本尺寸参数关系。3)新建打开 Excel 文件:在 Solidworks 中各种尺寸约束可表示为变量、方程式和数字三种形式，模型的各尺寸变量名格式为尺寸名特征名(或草图名)(如D1草图1 等)，系统默认的尺寸名是按建模顺序来命名的，为便于数据转换，应在模型的尺寸属性对话框中将各基本尺寸名对应起来。在 excel 表第 2 行 2 列开始单击左侧设计树中的特征可以将其自