（机械制造及其自动化专业论文）机床夹具cad技术及其数字化设计手册软件的研究.pdf

四川i 大学硕士学位论文 工艺装备，它在加工质量、劳动条件、劳动生产率及生产成本等方面具有重要 的意义。但在c a d c a m 技术长足发展的今天，夹具设计还没有完全脱离传统 的手工设计方式，不能满足c a d c a m 系统集成发展的要求。因此，计算机辅 助夹具设计的研制和发展能够有效的提高夹具设计生产率，缩短产品开发周期 以降低产品开发的成本。 我国制造业信息化应包含三个方面内容：产品设计过程信息化、产品制造 过程信息化及企业管理信息化。要保证这三方面任何一方面有效的实旋，都必 须要有资料数据完备的、及时反应科学及制造工程技术发展的、迅速响应市场 需求的、使用方便的信息源来支持，很显然这样的信息源是一般书本形式手册 所不具备的，它应包含设计、制造信息的标准化，各种设计、制造手册必须电 子化、数字化，设计、制造理论方法、经验的程序化，机电产品信息网络化， 设计制造资源社会化。一个良好的信息源是制造业产品全生命周期内全程信息 化的基础，它与计算机网络、工程数据库、p d m 、e r p 等技术构成实施制造业信 息化的核心支撑环境。 在这样的情况下，我们开展了对夹具c a d 系统的分析、研究，提出了机 床夹具数字化设计手册软件系统的开发、夹具设计计算器的研制和基于 s o l i d w o r k s 的三维图库的建立。 2 2 3 工装夹具c a d 子系统的软件配置 夹具c a d 系统的软件构成根据用户的要求不同有所差异，但其基本的组成 模块都大同小异。系统软件主要包括：操作系统、程序设计语言处理系统、数 据库管理系统和网络及网络通讯 系统。应用软件主要包括数据库 管理的系统软件、几何造型系统 软件、图形处理软件、有限元分 析计算软件和数据加工软件等。 其软件配置如图2 3 所示，它包 括三维交互造型模块、工程绘图 模块、数控加工模块、设计仿真 模块、浓淡处理模块和动态仿真图2 3 夹具c a d 系统的软件配置 四川大学硕士学位论文 模块等。 2 - 3 机床夹具数字化设计手册软件的总体方案 图2 4 系统基本结构与模块组成图 制造业信息化是2 1 世纪制造业急待解决的问题。由于服务制造业产品生 命周期内全程信息化的信息源的基础建设缺乏有效的研究，可能造成全程信息 化的障碍，在产品设计制造过程中信息化缺少有效的支持。因此，建立一个服 务机械制造业的信息化制造的信息源基地，服务于我国制造业信息化工程并推 四川大学坝士学位论文 动其发展，具有十分重要的意义。而机床夹具数字化手册软件是制造业基础信 息资源支持平台的一个组成部分。要设计夹具c a d 系统的总体框架结构应基 于两个出发点： 夹具c a d 系统中应尽可能完整地包含专业技术资料、数据库系统、相 关的支撑软件、三维图形库及远程设计功能。 设计的软件系统其结构既要合理又要符合总体设计原则。 软件的基本结构与模块结构图，如图2 4 所示。 根据开发目标和上述两个出发点的思想，确立了机床夹具数字化手册系统 软件的总体功能模型，如图2 5 所示。将系统划分成八个主要的功能模块：主 输入 丰 搴尴掉，l 规范 卜 。“ 蝴 输入。 押蚓毛 输 出 输入 i+ 、bi输 l ：i 曩夕i 出 输 输入 j 出 工程计j 算夕 j 输入 r 1r 1r 。i 黼e m 惜 l ：l ”。崔“。 。，厂萄习 7 l7 l 模髟i 。 l l 帮助 ，i 1 模少i ， 计算机网络 _ j数据库系统 图2 5 机床夹具数字化手册软件系统总体功能模型图( i d e f 0 图) 控模块、设计计算模块、查询模块、工程计算器模块、输出模块、演示模块和 帮助模块。其中查询模块及设计计算程序模块根据具体内容适当地划分一些功 四川大学硕士学位论文 能程序块，功能程序块大小粒度要适中，便于设计人员使用。 2 4 夹具c a d 与数字化设计手册软件的关键技术分析 2 4 1 特征建模 特征是指产品描述的信息的集合。零件的特征描述是其设计和制造等方面 的信息。用特征描述的产品信息模型具有形态、材料、功能、规则和约束等内 容的描述，并且是能量化的。特征分为管理特征、技术特征、材料特征、形状 特征、精度特征和装配特征等。特征建模不仅提供了产品的几何模型，还提供 了加工过程中所需的工艺信息，提高了生产组织的集成化和自动化程度，实现 了c a d c a m 等过程的集成，它是建立产品模型的一个重要途径。 ( 1 ) 特征的表达方法 零件特征的表达主要包括几何形状信息的表达和属性或非几何信息的表 达。根据几何形状信息和属性在数据结构中的关系，特征的表达方法可分为集 成模式与分离模式。集成模式是将属性信息与几何形状信息集成地表达在同一 内部数据结构中，而分离模式是将属性信息表达在与几何形状模型分离的外部 结构中。 集成模式的优点是： 夺能够避免分离模式中内部实体模型数 据和外部数据不一致和冗余： 夺能够同时对几何模型与非几何模型进 行多种操作，因而用户界面友好； 夺能够方便地对多种抽象层次的数据进 行存取与通信，从而满足不同应用的需要。 集成模式虽然有这些优点，但是它不能很 好地满足特征模型表达的要求，要从头开始设 计和实施全新的基于特征的表达方案，工作量 大。因此我们可以尝试采用分离模式，基于现 有的几何建模技术生成几何形状信息，再在几 何建模系统上加一层，阻满足表达信息的要求。 如图2 , 6 所示特征表达的分离模式。 特征定义 i i形状参数 f 用户接口 图2 6 分离模式表达特征 四川大学硕士学位论文 象模型。根据所应用的面向对象软件开发环境的功能强弱不等，在对问题的对 象模型分析的基础上，可能要对它进行一定的改造，但应以最少改变原问题域 内的对象模型为原则。然后设计各个对象，对象问的关系( 层次关系、继承关 系等) ，对象间的通信方式等，总之是设计对象“应该做什么”。 接下来是进行面向对象的实现( 0 0 i - - o b j e c to r i e n t e di m p l e m e n t a t i o n ) 。所 谓实现是指软件功能的实现，包括：每个对象的内部功能的实现：确立对象的 哪些处理能力应在哪些类中进行描述；确定并实现系统的界面、输出的形式及 其它控制机构等。总之是实现在面向对象的设计阶段所规定的各个对象所应完 成的任务。 在开发机床夹具数字化设计手册软件的过程中采用面向对象的程序设计 方法进行系统分析和设计，系统实现时采用面向对象的语言d e l 【p h i 进行开发。 在对图形数据的操作中要用到鼠标的x 和y 坐标，因此将其定义为一个记录方 便使用，如下所示： t y p e m o v e p o s r e c = r e c o r d x ：i n t e g e r ；鼠标的x 坐标 y i n t e g e r ；鼠标的y 坐标 e n d ； 由于面向对象的程序设计方法能较好地反映人们求解问题地方式和方法， 所以，它对克服软件危机起到了一定的积极作用。今后，面向对象技术将会向 更深、更广的方面发展。 3 3 2 软件复用技术 计算机的不断发展为计算机及网络应用提供了大量技术先进、功能强大的 应用软件系统，同时也给软件开发者和用户带来了许多问题：软件系统规模日 益庞大，研制周期长，开发和维护费用高；软件系统过于复杂，在一个系统中 集成了各种功能，大多数功能不能灵活地装卸、单独升级或重复利用；应用软 件不易集成，即使各应用程序是用相同的编程语言编写的，并且运行在相同的 计算机上，特定应用程序的数据和功能也不能提供给其他应用程序使用。 为了克服上述困难，近年来，软件复用和软件构件技术受到广泛关注。使 用软件复用技术可以减少软件开发活动中大量的重复性工作，提高软件生产率， 降低开发成本，缩短开发周期。同时，由于软件构件大都经过严格的质量认证， 并在实际运行环境中得到校验，因此，复用软件构件有助于改善软件质量a 此 外，大量使用软件构件，构件的灵活性和标准化程序也可望得到提高。采用基 一一一一一里型奎兰堡主兰竺笙兰 于软件复用构件，将使软件设计生产工厂化成为可能，是未来软件开发的发展 方向。 3 3 2 1 软件复用的定义 软件复用( s o f t w a r er e u s e ) 是指在两次或多次不同的软件开发过程中重复 使用相同或相近软件元素的过程。它是在软件开发中避免重复劳动的解决方案， 其出发点是应用系统的开发不再采用一切“从零开始”的模式，而是以已有的 工作为基础，充分利用过去应用系统开发中积累的知识和经验，从而将开发重 点集中于应用的特有构成成分。通过软件复用，在应用系统开发中可以充分利 用已有的开发成果，消除重复劳动，避免重新开发可能引入的错误，从而提高 软件开发的效率和质量。 软件复用的实质是重复使用“为了复用目的丽设计的软件”的过程。相应 地，可复用软件是指为了复用目的而设计的软件。在软件演化的过程中，重复 使用的行为可能发生在三维上： 1 时间维：使用以前的软件版本作为新版本的基础，加入新功能，适应 新需求，及软件维护。 2 平台维：以某平台的移植为基础，修改其和运行平台相关的部分，使 其运行于新平台，即软件移植。 3 ，应用维：将某软件( 或其中构件) 用于其他应用系统中，新系统具有 不同功能和用途，即软件复用。 这三种行为中都重复使用了现有的软件，但是，真正的复用是为了支持软 件在应用维的演化，使用“为复用而开发的软件( 构件) 来更快、更好的开发 新的应用系统。总之，对软件复用的广义理解是：软件生产过程中各个活动得 到的结果( 软件制品) 均在复用考虑之列。这一理解，与软件的概念是吻合的一一 软件本来就应该包括这切。更为广义的理解是把得到这些软件制品的知识、 经验和过程等一切相关事物，都列入复用的范畴。 从实践的角度看，目前及近期的未来最有可能产生显著效益的复用是对软 件生命周期中一些主要开发阶段的软件制品的复用，按抽象程度的高低，可以 划分如下的复用级别： 程序代码的复用。 设计结果的复用。 分析结果的复用。 四川大学硕士学位论文 系统的效益； ( 6 ) 共享有关建立系统的知识，便于学 - j 系统结构和建立优良系统，促 进软件开发过程的标准化； ( 7 ) 易于提供文档资料等。 采用软件复用技术对软件质量有很大提高。l e n z 等人报告在功能测试时， 每行平均错误数比不使用复用技术的少9 倍，在部件和系统测试时大约要少4 5 倍。s c h a c h 认为软件复用除了能降低开发费用外，也能大幅度降低维护的费用， 在维护阶段节省的费用几乎是开发阶段的两倍。所以软件复用技术在未来的软 件开发中拥有巨大的潜力。 3 3 2 4 面向对象技术对软件复用的支持 支持软件复用，是人们对面向对象方法寄托的主要希望之一，也是这种方 法受到广泛重视的主要原因之一。面向对象方法之所以特别有利于软件复用， 是由于它的主要概念及原则与软件复用的要求十分吻合。 支持软件复用的o o 概念与原则有：对象与类、抽象、封装、继承与一般一 特殊结构、聚合与整体一部分结构、粒度控制、多态性。 其中继承是一非常重要的概念它对软件有许多好处： 软件的复用性：如果一个操作是从另一类中继承来的，这个操作的所 有源代码都不用重写。 代码复用：面向对象程序设计中存在多层次的代码复用，在一个层次 上，许多不相干的程序及项目可以使用相同的类。 界面的一致性：当许多类都从同一类继承时，在所有情况下，这些类 继承的操作都是相同的，这样就很容易保证相似的类的界面也相似。 快速原型技术：如果一个软件系统的大部分都可以由可复用的成分 ( 例如类库等) 构成，那么开发中的大部分精力就可以花在理解系统中新的以 及特殊的部分。这样软件系统开发变得快速简单，这种开发叫做快速原型技术。 3 ，3 2 5 软件复用技术在系统开发中的实例 就可复用的软件产品而言，应具有以下3 个特征： a ) 软件系统应当是模块化的结构，以保证内部的修改不影响系统总体； 4 1 四川大学硕士学位论文 b ) 软件的运行不依赖于具体的环境，具有良好的移植性； c ) 要用标准的、统一的数据模式，以减少模块之间的数据交换和模块之间 的依赖性。 依据以上特征以及具体的开发实际，我们在设计计算模块应用了软件复用 技术，如：代码的复用，界面的一致性复用等，如图3 3 、图3 4 所示。 图3 3 锥度心轴尺寸计算界面图3 4v 形块尺寸计算界 总之，软件复用预示着更好、更快、更方便的软件开发过程，有利于提高 软件生产力，可以为软件生产产业化提供有效的支持。面向对象方法是一促强 有力的软件开发方法，可为软件复用提供基本的技术保证。 3 4 本章小结 本章首先阐述了机床夹具数字化手册软件的需求分析，根据夹具设计的特 殊情况选择了基于人机交互的检索式系统设计方法，并从软件工程的原则出发， 分析了系统的开发步骤与开发方法，进而描述了各个模块的功能，最后研究了 面向对象技术和软件复用技术，并阐述了其在系统开发中的应用。机床夹具数 字化手册软件不仅是一种制造业基础信息资源支持平台，而且是面向信息化制 造的信息源基础建设的核心组成之一。 四川大学硕士学位论文 的公式。要求界面友好，方便，以便于提高一般用户的工作效率。 管理公式库主要是提供系统管理人 员对公式库中的基本模型单元的添加、 删除和修改，并可定义单元的只读属性， 防止误改和误删，备份和恢复功能确保 了对公式库的安全维护。 自定义公式库的功能就是为用户提 供新公式的建立与存储。用户可以自行 定义公式，也可以重新组合各种公式。 这些公式有的是本单位的经验公式，有 的是标准公式的变化形式等等。例如， 在工时定额计算中，用户经常需要根据 本单位的生产实际经验进行计算，以便 符合生产实际。该功能十分方便、灵活。 图4 , 4 系统功能用例图 扩展公式库主要是提供对现有各种单一公式库的功能的扩展功能。用户在 实际生产设计中，经常会遇到一些特殊的工程对象，它们的计算经常需要用到 很多的基本公式以便进行组合、交叉计算。它们的关系有的是串联关系，有的 是并联关系。例如：在特殊表面定位计算中，我们要进行基圆半径，0 时： 。0c o s a o 用户必须先计算出分度圆半径r ，的值：r ，= 聊兰。像这样有先后顺序的计算就 是串联关系。反之，这种工程对象的关系就是并联关系。 4 3 2 公式的自动解析及计算 系统提供的核心功能为计算功能，用户使用它的目的是进行计算以得出结 果，而不需要了解公式解析的过程，公式的自动解析由开发者编程实现。夹具 设计中的公式存在多样性和关联性，因此，单一的解析过程还不能从根本上解 决问题。应该分析夹具设计的全过程，定义出可能的组合方式，如基本模型单 元首尾连接组合方式和嵌套组合方式，使用客户界面计算时，首先计算出零件 分解出的基本模型的值，然后利用相应的组合方式，按给定的策略就可得到结 果。 一 塑! ! ! 查兰竺圭竺些兰兰 在实际公式计算中，当用户选定了相应的公式类别后，系统将其显示在公 式显示区，并通过对公式的解析将公式中的各项参数显示在用户界面上，以便 用户进行参数数值的输入，为计算做好准备。如图4 5 所示。 图4 , 5 公式参数的自动分解 4 3 3 参数的相关查询 在进行公式计算时，除了要输入公式计算中的初始条件外，用户还必须输 入相关的参数。这些参数有些是由上一步计算出来的，而有些是由相关的数据 表查询出来。当公式计算中的参数是由数据表计算出来的时候，只要用户点击 该公式类别时，其相应的计算参数就自动出现在用户界面上，公式类别不同时， 其相应的参数表也跟随变化，这样就大大地减少了用户重复翻阅、查询相关的 参数计算表的时间。如图4 , 6 所示。 四川大学硕士学位论文 图4 6 相关参数的查询 4 4 机床夹具设计公式库的实现方法 作为应用实例，创建了在机床夹具设计中的定位装置设计计算公式库和夹 紧装置设计计算公式库，如图4 7 所示。用于在数字化手册机床夹具设计手 册( 软件版) 的设计计算部分。 前面讲到机床夹具设计中的公式具有多样性和关联性的特点，而且公式中 的每项参数不尽相同，若依据各种类型分门别类地编程计算，程序“体积”势 必庞大且难以包罗万象。所以有必要提供这样的公式库管理系统，将所有公式 汇集在一起，按一定的方式组合和管理，组成一个公式库。该公式库具有一个 输入通道和一个输出通道，只要从输入通道输入已知数据并指明待求参数，就 可直接从输出通道获得结果。 四川大学硕士学位论文 一般来说，在 手工计算时，只要 已知条件足够，通 过各个公式的组 合，总可以求出结 果。同理，利用计 算机计算时，只要 输入足够的已知参 数，通过反复调用 公式库，就能最终 计算出一批未知参 数，其中必定包含 着你所要求的那一 个或几个未知参 数。当然，公式库 的设置要合理，应 减少不必要的重复 调用，以免造成计 切削力公式库 典型夹紧力公式库 接触变形公式库 斜楔夹紧公式库 螺旋夹紧公式库 钩形压板公式库 偏心夹紧机构公式库 端面凸轮夹紧机构公式库 铰链夹紧机构公式库 弹性夹头公式库 弹性薄壁夹盘公式库 图4 7 机床夹具设计公式库 算速度降低，累积误差增大。 为适应不同参数的输入和输出，该系统采用了交互式人机对话的方式，提 示用户进行规范化操作。考虑到输入、输出的灵活性，每一主模块以包含有三 个相对独立的输入、计算和显示打印子模块，这样便于单独调用，避免重复。 本系统采用模块化编程，主要包括定位装置设计和夹紧装置设计两个大的 模块，总共1 5 个子模块( 如图4 7 所示) ，每个模块又包含有建立计算筒图子模 块、数值计算子模块和结果输出子模块。 采用多级菜单，交互式人机对话方式提示用户操作，按规范化格式进行输 入、输出，具有良好的用户界面。如图4 8 所示。 本系统的开发采用类p a s c a l 语言完成了系统的中间处理层和数据处理层的 开发，并分别建立了表述各个公式库的x m l 文件，填充了相应的模型。然后 根据中间处理层组件所提供的接口，分别编制了相应的公式库操作的客户端应 型型查兰堡主兰竺笙兰 用程序，这里为w i n d o w s 应用程序。实践表明，使用该系统可以很方便地创建 图4 8 工程计算器的主界面 类似于机床夹具设计计算公式库这样的机械设计常规公式库，并且通过客户端 应用程序可以很方便的完成设计计算工作。 实践证明利用“公式库”的方法开发机床夹具设计计算模块是一种行之有 效的方法。 4 5 本章小结 本文提出了一种基于x m l 的公式解析原理开发通用机床夹具设计中常规 公式库系统的思想，形成的软件系统能够方便的创建机械设计中各种常规公式 库，并可对公式库的基本模型对象进行增加、删除和修改，具有较好的通用性 和扩展性。系统采用多层结构框架，提供的数据处理层使数据存储方式既可以 为x m l 文件，也可以为数据库系统，即可支持不同的数据源。而且系统的设 计使用了面向对象的方法，使客户对公式库的调用具有很好的灵活性和多样性， 并能够被其它系统在程序中自动调用，方便二次开发。 竺坐查兰婴圭竺些笙苎 e n v i r o n m e n t 对象，其他对象在使用中介绍，如果需要详细了解s o l i d w o r k s a p i 的全部对象，请参阅其他相关资料。 5 3 1s i d w o r k 对象 s l d w o r l c s 对象包括m o d e l d o c 、e n v i r o n m e n t 、f r a m e 、a t t r i b u t e d e f m o d e l e r 、 s w p r o p e r t y s h e e t 等。s l d w o r k s 对象是s o l i d w o r k sa p i 中的最高层对象，它能 够直接或间接地访问s o l i d w o r k s a p i 中的所有其他对象，并可以实现应用程序 最基本的操作，如生成、打开、关闭、结束文件、重排图标和窗口生成属性定 义等。除此之外，它还可以对s o l i d w o r k s 的系统环境进行设置。 5 3 2m o d e l d o c 对象 s l d w o r k s 的子对象m o d e l d o c 属于模型层。用它可以实现视图设置、轮廓 线修改、参数控制、对象选择，打开和保存文档、生成编辑特征参量、生成框架 等与实体模型相关的各类操作。m o d e l d o c 对象包括p a r t d o c 、a s s e m b l y d o c 、 d r a w i n g d o c 、f e a t u r e 、a n n o t a i o n 、f e a t m g v i e w 、m o d e w i e w 、s k e t c h 、d e s i g n t a b l e 、 a t t r i b u t e 、s e l e c t i o n m g r ，l a y e r m g r ，c o n f i g u r a t i o n 、m o d e l d o c e x t e n s i o n 、 c o n f i g u r a t i o n m a n a g e r 、m o d e l v i e w m a n a g e r 等对象a m o d e l d o c 对象提供了直接访问p a r t d o c 、d r a w i n g d o e 和a s s e m b l y d o e 对 象的方法。对c o m 应用程序，这意味着通过使用q u e r y i n t e r f a c e ，能够从这三 个对象中的任何一个获得m o d e l d o c 对象。同样地，用q u e r y i n t e r f a c e 通过基于 m o d e l d o c 指针所代表的文件类型，能够从m o d e l d o e 对象获得相关的p a r t d o c 、 d r a w i n g d o c 或a s s e m b l y d o c 对象。 对o l e 应用程序，这种关系表示可以简单地定义一个新的i m o d e l d o c 对 象，该对象的调用指针和i p a r t d o e 、i d r a w i n g d o c 或i a s s m e b l y d o c 对象的一样。 而对于给定的零件，可以使用它的m o d e l d o c 调用指针来定义一个新的i p a r t d o c 对象。 5 3 3e n v i r o n m e n t 对象 e n v i r o n m e n t 对象可分析文本和几何关系，该几何关系用于生成符号。如果 有一个包含了符号的注释，想要重新生成注释时可用e n v i r o n m e n t 对象实现。 列川大学碗士学位论文 从e n v i r o n m e m 类返回的所有数值都是以文本高1 0 为单位的。一个具有文 本高o 1 5 的符号，应将返回值乘以o 1 5 。可以用s l d w o r k s ：g e t e n v i r o n m e n t 来 查看返回值。在安装目录l a n g e n g l i s h 中可以找到名为g t 0 1 s y m 的环境设置文 件，它包含所支持的几何公差符号和它们在s o l i d w o r k s 文本文件中的缩写词。 5 4s o l i d w o r k s 二次开发技术 5 4 1 草图的绘制 ( 1 ) 草图的开始与结束 要进行三维图形的设计，首先要建立草图。只有在草图的基础上才能创建 三维图形。m o d e l d o c 2 1 n s e r t s k e t c h 2 方法就是在当前文件中开始绘制草图或结 束草图绘制。如果当前草图没有被激活，这一方法可将草图激活，并可在所选 的面上开始绘制草图：如果当前草图处于激活状态，这一方法将结束草图的绘 制。插入草图的命令格式如下： m o d e l d o e 2 i n s e r t s k e t c h 2 ； ( 2 ) 选择指定的实体 选择指定的实体一般有两种方法：一种是m o d e l d o c e x t e n s i o n s e l e c t b y l d 一种是m o d e l d o c 2 s e l e c t b y l d 。这里只讲述m o d e l d o c 2 s e l e e t b y l d 方法，其命 令格式是： m o d e l d o e 2 s e l e c t b y i d ( o b j e c t n a m e ， o b j e c t t y p e ，x ，y ， z ) ； 各项参数的意义 如下： o 巧e c t n 锄e 一一 选择的对象名或空字 符串： o b j e c t t y p e 。 选择的对象名或空字 图5 2 面的选择 四川大学硕士学位论文 符串的类型： x 所选对象的x 坐标或0 ； y 一所选对象的y 坐标或0 ； z 所选对象的z 坐标或0 ： 其具体功能如5 2 图所示，绿色顶面就是所选择的面。 ( 3 ) 清除所选元素 当要对草图进行删除操作时，使用如下命令格式： m o d e l d o c 2 c l e a r s e l e c t i o n ； ( 4 ) 插入草图文本 在进行草图的绘制过程中，有时需要插入一些说明性文字以充实草图的表 达，其命令格式是： m o d e l d o c 2 i n s e r t s k e t e h t e x t ( p t x ，p t y ，p t z ，t e x t ，a l i g n m e n t ，f l i p d i r e e t i o n ， h o r i z o n t a l m i r r o r ，w i d t h f a e t o r ，s p a e e b e t w e e n c h a r s ，s c a l e ) ； 各项参数的意义如下： p t ) ( 文本的x 坐标； p t y _ 一文本的y 坐标； p t z _ 文本的z 坐标： t e x 卜一文本内容： a l i g n m e n 卜一文本对齐方式： f l i p d i r c c f i o n 文本垂直翻转； h o r i z o n t a l m i r r c 旷一水平翻转； w i d t l l f a c t o r 文本的宽度系数； s p a c e b e t w e e n c h a r s - - 文本字符的间距； s c a l e 文本比例。 ( 5 ) 矩形的绘制 绘制矩形草图的命令格式为： m o d e l d o e 2 s k e t c h r e c t a n g l e ( v a l l ，v a l 2 ，z l ，v a l 3 ，v a l 4 ，z 2 ，v a l 5 ) ； 各项参数的意义如下： v a i l ，v a l 2 ，z l 矩形左上角点的x ，y ，z 坐标。 v a l 3 ，v a l 4 ，z 2 矩形右下角点的x ，y ，z 坐标。 四川大学硕士学位论文 v a l 5 布尔类型的值。 ( 6 ) 圆的绘制 绘制矩形草图 的命令格式为： m o d e l d o c 2 c r e a t e c i r c l e b y r a d i u s 2 ( x c ， y c ，z c ，r a d i u s ) ； 各项参数的意 义如下： x c 圆心的 x 坐标； y c 圆心的 y 坐标； z c 一一圆心的 z 坐标； 可以简单地以t r u e 作为输入或不使用。 图5 3 豳的绘制 r a d i u s 圆的半径； 其具体功能如5 3 图所示，绿色线条就是所绘制的圆。 5 4 2 三维造型 ( i ) 实体拉伸 该函数的功能是进行草图拉伸，以获得三维实体。其命令格式是： m o d e l d o c 2 f e a t u r e b o s s 2 ( s d ，f l i p ，d i r , t l ，t 2 ，d l ，d 2 ，d c h k l ，d c h k 2 ，d d i r l ， d d i r 2 ，d a n g l ，d a n 9 2 ，o f f s e t r e v e r s e l ，o f f s e t r e v e r s e 2 ，t r a n s l a t e s u r f a c e l ， t r a n s l a t e s u r f a c e 2 ) ； 各项参数的含义如下： s d 确定拉伸方向。单方向拉伸则输入t r u e ，双方向拉伸则输入f a l s e ； ：f l i p 一此值未使用； d i 广_ 1 h e 为反向拉伸( 与默认情况相反) ； t l ，t 2 常量参数，定义拉伸特征第一端和第二端的结束类型； 四川大学硕士学位论文 d 1 ，d 2 第一端和第二端的拉伸深度； d c h k l 第一方向有拔模斜度则为t r u e ，否则为f a l s e ； d c h k 2 第二方向有拔模斜度则为t r u e ，否则为f a l s e ； d d i r l 第一方向向内拔模为t r u e ，向外拔模则为f a l s e d d i r 2 第二方向向内拔模为t r u e ，向外拔模则为f a l s e ； d a n g l ，d a n 醇第一端及第二端的拔模角度； o 仃s e t r e v e r s e l 如果选择第一端结束类型为到一个面或基准面的偏移距 离，则远离草图方向为t r u e ，朝向草图方向为f a l s e ； o 凰e t r e v e r s e l 如果选择第二端结束类型为到一个面或基准面的偏移距 离，则原理草图方向为t r u e ，朝向草图方向为f a l s e ； t r a n s l a c e s u r f 如e 1 当选择使用s w e n d c o n d o f f s e t f r o m s u r f a c e 作为第一端 结束类型时，输入t r u e 则指定结束端由参考面平移得到，输入f a l s e 则使用到 参考面的距离作为 结束条件； t r a n s l a t e s u r f a c e 2 一一当选择使 用 s w e n d c o n d o f f s e t f r o m s u r f a c e 作为第 二端结束类型时， 输入t r u e 则指定 结束端由参考面平 移得到，输入f a l s e 则使用到参考面的 距离作为结束条 图5 4 圆柱体的拉伸 件。圆柱体的拉伸 如图5 4 所示。 ( 2 ) 切除特征 切除特征( 如槽和- t l 的生成由下面的函数实现。其命令格式如下： m o d e l d o c 2 f e a t u r e c u t 5 ( s d ，f l i p ，d i r ，t l ，t 2 ，d l ，d 2 ，d c h k l ，d c h k 2 ， 四川大学硕士学位论文 d d i r l ，d d i r 2 ，d a n g l ，d a n 9 2 ，o f f s e t r e v e r s e l ，o f f s e t r e v e r s e 2 ，t r a n s l a t e s u r f a c e l ， t r a n s l a t e s u r f a c e 2 ，k e e p p i e c e l n d e x ，n o r m a l c u t ) ； 各项参数的含义如下： s d 确定拉伸方向，单方向拉伸则输入t r u e ，双方向拉伸则输入f a l s e ； n i p 确定切除类型，t r u e 则切除轮廓外部区域，f a l s e 则切除轮廓内部 区域； d i r _ 一是否反向。默认的切除方向是反向于草图法线方向。输入t r u e 使得 切除方向于默认切除方向相反； t l ，t 2 常量参数，定义切除特征的第一端和第二端的结束类型； d 1 ，d 2 第一端和第二端的切除深度； d c h k l 第一方向有拔模斜度则为t r u e ，否则为f a l s e ； d c h k 2 第二方向有拔模斜度则为t r u e ，否则为f a l s e ； d d i r l 第一方向向内拔模为t r u e ，向外拔模则为f a l s e ； d d i r 2 第二方向向内拔模为t r u e ，向外拔模则为f a l s e ； d a n g l ，d a n 9 2 第一端及第二端的拔模斜度； o f f s e t r e v e r s e l - - 如果选择第一端结束类型为到一个面或基准面的偏移距 离，则远离草图方向为t r u e ，朝向草图方向为f a l s e ： o 凰c t r 。v e r s e l 如果选择第二端结束类型为到一个面或基准面的偏移距 离，则原理草图方向为t r e e ，朝向草图方向为f a l s e ： t r a n s l a t e s u r f a c e l - - 当选择使用s w e n d c o n d o f f s e t f r o m s u r f a c e 作为第一端 结束类型时，输入t r u e 则指定结束端由参考面平移得到，输入f a l s e 则使用到 参考面的距离作为结束条件； t r a n s l a t e s u r f a c e 2 - - 当选择使用s w e n d c o n d o f f s e t f r o m s u r f a c e 作为第二端 结束类型时，输入t r u e 则指定结束端由参考面平移得到，输入f a l s e 则使用到 参考面的距离作为结束条件： k e e p p i e e e l n d e x - - 如果有歧意，则由此参数指定保留部分。若无歧意，则 输入一1 ： n o r m a l c u t 一一此参数只针对钣金切除，指定切除方向与钣金厚度方向垂 直。若属于非钣金切除，则输入一1 。 ( 3 ) 孔的生成 四川大学坝士学位论文 螺纹孔、通孔等各种不同类型孔的生成由下面的命令实现。其命令格式是： r e t v a l 2 f e a t u r e m a n a g e r h o l e w i z a r d ( g e n e r i c h o l e t y p e ，s t a n d a r d l n d e x ， f a s t e n e r t y p e l n d e x ，s s i z e ，e n d t y p e ，d i a m e t e r , d e p t h ，v a l u e l ，v a l u e 2 ，v a l u e 3 ， v a l u e 4 ，v a l u e 5 ，v a l u e 6 ，v a l u e 7 ，v a l u e 8 ，v a l u e 9 ，v a l u e l 0 ，v a l u e l l ，v a l u e l 2 ) ； 各项参数的含义如下： g e n e r i c h o l e t y p e - - - - 孑l 的类型； s t a n d a r d l n d e x 孔所属的标准属性； f a s t e n e r t y p e l n d e x 螺纹类型； s s i z e 一孔尺寸字符串，其格式如“m 2 0 2 ，5 ”： e n d t y p e s w e n d c o n d i t i o n s _ e 中定义的结束类型； d i a m 【e t e r 一孔的直径尺寸。如果是螺纹孔则为螺纹内径； d e p t b 孔的深度： v a l u e l v a i u e l 2 孔的相关参数。 ( 4 ) 倒角 对零件进行倒角的命令格式为： m o d e l d o e 2 f e a t u r e c h a m f e r ( w i d t h ，a n g l e ，f lj | p ) ； 各项参数的含义如下： 埘d l h 倒角 的宽度尺寸； a n g l e 一一倒 角的角度尺寸； n i p 一一如果 角度尺寸从右表面 计量则输入f a l s e ， 从左表面计量则输 入t r u e 。 小定位销顶部 的倒角如5 5 图所 不o ( 5 ) 倒圆 图5 5 小定位销的倒角 6 6 凹川大学硕士学位论文 对零件进行倒圆使用下面的命令： r e t v a l 2 m o d e l d o c 2 f e a t u r e f i l l e t 5 ( o p t i o n s ，r l ，f l y p ，o v e r f l o w t y p e ，r a d i i ， s e t b a c k d i s t a n c e s ，p o i n t r a d i u s a r r a y ) ； 各项参数的含义如下： o p t i o n s 在s w f e a t u r e f i l l e t o p t i o n se 中定义的倒圆特征选项； r 1 等半径倒圆时的圆角半径值； 封p 此参数有三个取值。0 表示简单倒圆；1 表示交半径倒圆，2 表示 混和面圆角； o v e r f l o w t y p e 三个取值控制倒圆操作溢出至相邻表面时的处理方式。0 为默认值，如果圆角溢出至相邻表面，系统将根据几何关系选择最适合的方式 进行处理；取值为l 时，如果圆角溢出至相邻表面，则保持相邻表面上的边不 被圆角，并以相邻表面上的边为界，对圆角进行修剪，此方式下，可能会生成 一个过渡圆角表面；取值为2 时，圆角表面要么与相邻表面光滑融和，要么就 以相邻面为界进行修剪，在此方式下，不会生成一个过渡圆角表面； r a d i i 变半径圆角时用来传递各个半径值的数组； s e t b a c k d i s t a n c e s - - 沿倒角边的逆转距离的数组； p o i n t r 丑d i u s a r r a y 用来传递沿边长不同点处的圆角半径的数组。 5 5s o l i d w o r k s 二次开发实例 在介绍了s o l i d w o r k s 二次开发的对象和部分开发技术后，并不能系统的了 解s o l i d w o r k s 二次开发的全过程，所以下面将列举小定位销的三维造型过程i ( 1 ) 设定文件名称 i f t _ t r e e c t a b l e 】一t 2 1 l t h e n b e g i n s w f i l e n a m e ：= t e m p d i r + f ，j 、定位销。： e n d ； 在这一步骤