2.4 零部件之间的关联参数
在完成了基于装配约束的部件参数化建模以后,接下来就应该考虑零件与零件、零件与部件、部件与部件之间尺寸参数的联动。SolidWorks中确定关联零部件关系有添加约束(即2.3中介绍的基于装配约束的部件参数化设计完成的工作)、添加方程式和编写控制程序三种方式。添加约束的过程实际上就是装配的过程;用添加方程式和编写控制程序来关联尺寸实际上就是用驱动尺寸来驱动从动尺寸的过程。添加方程式就是在零部件的几何尺寸之间添加数学关系,SolidWorks中采用数学关系可以在跨越特征、零件和装配零部件的尺寸之间建立关联性。
编写应用程序建立参数关联实际上就是利用SolidWorks的二次开发实现方程式的功能。任何支持OLE(Object Linking and Embedding,对象的链接与嵌入)和COM(Component Object Model,组件对象模型)的编程语言都可以作为SolidWorks的二次开发工具,如:Delphi C,C++,Visual C++,C#,VBA,Visual Basic,Visual Basic。NET等开发工具。编写控制程序建立参数关联的方法是建立零部件的关联参数之间的函数关系表,在设计中通过用户交互的方式,激活应用程序的检查关联机制,根据函数关系表对零部件的关联参数进行验证,如不满足函数关系则进行修改,使之满足函数关系,从而实现参数的联动。对零部件之间关联参数函数关系的管理,通常在应用程序中用程序代码实现,或借助于数据库技术。
3 部件库的构建
为了完善部件参数化设计的工作,有必要将产品中的已参数化的部件管理起来,用于产品设计的改进设计、变型和产品的系列化设计。下面就用一个实例来说明部件库构建过程。
3.1 部件库的层次结构
构建部件库之前,利用前面所讲的产品的模块化,对不同的部件进行参数化设计。例如我们课题中的产品分解为四个部件(ZH,HU,XFT,HC),各个部件的建模都充分利用了前面所介绍的部件参数化设计方法。
3.2 部件库的创建
使用部件库进行产品设计的过程,主要是调用库里的部件进行组装,并在需要的时候对库里的部件进行添加和修改。为此,我们利用部件参数化设计方法开发了一个可扩充的产品部件库,以C#为开发工具,结合SolidWorks提供的API(Application Programming Interface,运用程序接口)函数,开发了一个部件库管理系统,此系统是以SolidWorks 插件的形式设计的。SolidWorks插件的开发就是对SolidWorks的二次开发,本文不再讨论SolidWorks的二次开发的方法,具体的方法可参阅参考文献。用户可以根据产品的功能要求进行产品部件选型,其中ZH、HU、XFT、HC四个部件就存放在部件库中。显示ZH部件的整个系列,这表明基于SolidWorks的部件参数化设计可以利用SolidWorks提供的一种称为配置的方法来描述相似零部件,所谓相似零部件,就是基本结构相同,只是在某些细节和尺寸规格有所差异的零部件簇。系统根据用
户对部件配置的选择,调用部件库中的四个部件的不同配置和装配布局图,其中的装配布局图就相当于前面所提到的布局草图,系统通过程序自动按装配布局图将被调用的四个部件装配成一套产品,实现部件(产品)的整体参数化设计。
4 结论
在参数化设计方法中,部件参数化设计思想是对零件参数化设计思想的扩展。本文利用SolidWorks软件研究部件参数化技术,通过部件间的约束关联和尺寸关联构成基于装配约束的参数化设计思想,实现部件参数化设计,这无疑会更大程度的地提高产品设计质量和设计效率。部件库的建立是对部件参数化建模的延伸,有利于产品设计的后续修改和产品的系列化。但是,在部件参数化设计过程中并不提倡每个细节都建立参数控制,只需注重装配位置参数和驱动尺寸参数的控制,做到合理的参数化设计。
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