第六章 标准件模板零件库的建立
6.1 标准件模板零件库概述
对于一个设计对象，参数十分复杂，而且数量庞大。而独立变化的参数一般只有几个，称之为主参数或者主约束，其他可以由图形结构特征确定或者与主参数有确定关系的参数称为次约束。参数化设计的核心是一种驱动机制即参数驱动机制。当把参数化模型确定下来以
后，为了实现界面关键参数（主参数）对参数化模型的控制，必须建立界面参数和参数化模型中的底层参数（次约束）之间逻辑上或者数值上的关系，称之为参数驱动机制。通过参数驱动机制，可以对图形的几何数据进行参数化修改。
参数化设计主要有程序驱动法和尺寸驱动法两种，程序驱动法是将设计过程的所有关系式融入应用程序中，然后在程序的控制下，顺序执行这些设计表达式，通过与用户的交
互完成设计工作，这一方法的主要特点是：如果要修改图形；一般要重新运行一遍应用程序，当应用程序输入不同值，便生成不同的图形；尺寸驱动是指在保持零件结构不变的情况下，将零件的尺寸标注视为变量，给予不同的尺寸值，便能获得一系列零件。
外型相同而尺寸不同的相似零件，它允许用户在定义一个典型零件时，不必考虑零件中几何元素的准确位置，而只需保证其拓扑结构正确，同时进行必要的尺寸参数标注，通过尺寸参数值的变化来生成结构相同而参数不同的零件族，它在零部件的重新生成与修改方面显
示出极大的方便性。因此，本系统采用尺寸驱动法，不用重复图形的生成过程，程序代码量少，便于获得系列化零件图形。每一种标准件按要求不同，有一组或多组尺寸系列， 但同一种标准件结构基本相同。据此，在标准件建库过程中，采用参数化方法。其基本思想是：开发人员在SolidWorks环境中，任意选定一个比较方便绘图的零件型号尺寸，按照正确的设计关系（包括几何约束和尺寸约束）绘制标准件的模型，当需要生成某一规格的标准件时，可根据用户给定的相关约束变量参数值，对已定义好的标准件模型的相应约束关系进行修改与求解，使几何元素和特征的几何或拓扑信息发生改变，并引起相关图形元素及关系的联动，生成所需要的零件。
6.2 标准件模板零件库的建立
标准件模板零件库：是参照国家标准，利用SolidWorks的特征造型技术建立的三维零件库。每一种标准件按要求不同，有一组或多组尺寸系列， 但同一种标准件结构基本相同。每一种形状的标准零件均建立一个模型，并在造型的过程中完成对标准件图形的几何约束和尺寸约束定义，同时对需要尺寸驱动的特征尺寸定义相应的变量（名字），以便程序访问，实现尺寸的驱动。该库中储存的并不是带有具体几何数据的实体模型，而是标准件的概念模型，即描述标准件的几何形状的信息。其主要包括以下内容：
1、 标准件的几何约束关系描述。利用水平、垂直、正交、相切、同心、平行等几何关系(即拓扑关系)来定义标准件的几何形状，从而得到标准件的几何约束关系描述。
2、 标准件的几何特征参数名。此参数名应与标准件特征性规范中特性名相吻合。一旦确定后，在整个使用过程中应前后保持一致。
3、 标准件的几何特性参数关系描述。定义标准件的各个特征要素的基本尺寸之间的参数关系。
4、 零件构形特征和构形过程描述。对某一类标准件进行分析、抽象出用特征造型方法构造零件时所用的特征类型，是零件建库的一项重要工作，零件构形过程描述包括造型的操作步骤，操作类型和每步操作所参与的特征引用位置。构形过程并不是构造某一标准件具体的实体模型，而是通过 程序+变量 的方法来记录标准件建模的过程，从而建立它的概念模型。即通过CAD软件本身的API函数，利用特征造型技术，采用上面定义的标准件的尺寸参数名和尺寸参数关系来描述一个实体模型。按照构形的过程，将具有特定参数的构形特征一步步构造出来，即完了标准件的生成。
任意选定一个比较方便绘图的零件型号尺寸，按照正确的设计关系（包括几何约束和尺寸约束）绘制标准件的模型，如图6.1，以M36螺栓为例。
图6.1
M36螺栓的尺寸较为方便，在造型过程中，对全部的几何关系进行全约束。利用水平、垂直、正交、相切、同心、平行等几何关系(即拓扑关系)来定义标准件的几何形状，从而得到标准件的几何约束关系描述。标注尺寸的时候，从螺栓的数据表中，选择定一个特定的型号的尺寸参数来标注。
模型建立好了后，在模型中应该尽量使用尺寸链和方程，定义标准件的各个特征要素的基本尺寸之间的参数关系。同时修改每一个标注的几何特征参数名为零件的尺寸代号，使该名称和程序中驱动修改的变量名称一致，如图6.2，d@草图4，其中的d就是螺栓的公称直径。
图6.2
成功建立了模板文件，对模型的全部的几何关系进行全约束，为每一个特征参数进行了命名后，就可以在程序代码中，打开该模型文件，并修改特征参数，最后重新建模，就可以生成选顶尺寸的特定零件文件了。下面的代码将简要说明这个过程。
打开模板文件
Set Part = swApp.NewDocument(App.Path + "\Res\六角螺栓.SLDPRT", 0, 0, 0)
省略部分代码
选择 d@草图4 这个尺寸标注
boolstatus = Part.Extension.SelectByID("d @草图4@" + fileName + ".SLDPRT", "DIMENSION", 0, 0, 0, False, 0, Nothing)
修改d@草图4 的值为LS_d / 1000 ，LS_d就是程序中螺栓的公称直径变量，系统运行时将为它赋值
Part.Parameter("d @草图4").SystemValue = LS_d / 1000
还有其他的尺寸标注，省略
重新建模
Part.EditRebuild
这样就生成了一个用户选定类型与尺寸的特定标准零件。其他标准件的模板文件和螺栓基本一致，用上面的方法建立后，就建立起了模板零件库系统。
总 结
7.1设计总结
通过上述方法建立的二次开发系统, 能够在Solidworks2004 的实体零件造型环境和装配环境中正确运行。为机械设计提供了很多方便。另一方面,程序稍作改动,可把生成的标准件按另外的格式保存,然后可输入到Pro/ E 或其他三维造型软件中,供设计时选择。实现数据享,无须重复创建标准件库。
总结本次设计，有以下几点：
1、此设计以Visual Basic6.0为开发工具，利用Access数据库，在SolidWorks系统上进行二次开发，建立了一个面对用户开放性使用的螺纹联接标准件库系统。
2、按照关系数据库规范化理论组织螺纹联接标准件数据，建立了螺纹联接标准件GB数据库。
3、利用基于特征的参数化造型设计对各标准零部件进行实体造型，建立了螺纹联接标准件模型库，并实现了尺寸的驱动机制。
4、系统运行过程中，利用OLE Automation 技术，从外部操纵SolidWorks的API对象，实现了标准CAD平台的完全融合。用户只需通过界面参数的选择与修改，即可获得所需尺寸的量具螺纹联接标准件。
5、利用VB为SolidWorks成功开发了菜单，并实现了将菜单外挂到SolidWorks上。
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