SolidWorks提供了二次開發(fā)接口API，具有良好的開發(fā)性和兼容性。用戶可以在SolidWorks本身功能的基礎(chǔ)上開發(fā)出新的功能模塊，比如開發(fā)出動態(tài)鏈接庫DLL插件，以滿足特定的需求。SolidWorks通過COM技術(shù)為開發(fā)人員提供二次開發(fā)接口、COM對象包含接口、屬性和事件，SolidWorks可以使用標(biāo)準(zhǔn)的COM對象實現(xiàn)調(diào)用API函數(shù)的功能。

　　Visual C++是一種常用的軟件編程開發(fā)工具，提供了功能強大的集成開發(fā)環(huán)境。其本身開發(fā)環(huán)境友好，高度的可視化開發(fā)方式和強大的向?qū)Чぞ?AppWizards)能夠幫助用戶輕松開發(fā)出多種類型的應(yīng)用程序。另外，Visual C++與SolidWorks有極好的連接性，能最大程度地使用SolidWorks API，可以開發(fā)出DLL插件，實現(xiàn)特定功能。

　　作者采用Visual C++6.0對SolidWorks進行二次開發(fā)，實現(xiàn)軸向柱塞泵的參數(shù)化建模設(shè)計，包括零件的參數(shù)化建模以及自動裝配。應(yīng)用參數(shù)化建模程序，可以極大地節(jié)省開發(fā)與改造時間，提高效率，降低了設(shè)計的難度，并為后續(xù)的各仿真環(huán)節(jié)提供三維模型基礎(chǔ)。

　　1 參數(shù)化建模設(shè)計方法

　　零件參數(shù)化設(shè)計方法可以分為程序驅(qū)動及尺寸驅(qū)動兩種方法。

　　程序驅(qū)動方法是根據(jù)設(shè)計的零件尺寸，根據(jù)當(dāng)前單位系統(tǒng)，通過設(shè)計過程中的關(guān)系，得出方程式，求解各個關(guān)鍵點的坐標(biāo)，利用SolidWorks API提供的草圖繪制工具函數(shù)將各個關(guān)鍵點連接起來，完成草圖繪制后，調(diào)用特征生成命令，完成零件建模。運行時，采用交互式界面，由用戶指定尺寸，由程序自動求解關(guān)鍵點坐標(biāo)，完成建模。程序驅(qū)動方法是一種自下而上的建模方法，由底層的點、線、面形成完整模型，一旦用戶需要修改模型，必須重新指定尺寸，程序重新求解坐標(biāo)，繪制草圖，對于復(fù)雜零件來說，比較費時麻煩。

　　尺寸驅(qū)動方法是一種自上而下的建模方法，保持零件結(jié)構(gòu)不變，建立好零件模板，將設(shè)計尺寸設(shè)定為變量，運行時，用戶指定尺寸值，由程序自動定位到相應(yīng)的尺寸變量對草圖進行修改，然后完成建模，不必重新繪制草圖。此方法的優(yōu)點在于設(shè)計時不需考慮零件的具體尺寸，只需保證結(jié)構(gòu)不變，設(shè)定相應(yīng)的尺寸變量，這樣，用戶輸入不同參數(shù)，即可得到結(jié)構(gòu)相同，尺寸不同的零件，方便了系列化的零件設(shè)計。這種自上而下的建模方法使得零件的修改與重建相比于程序驅(qū)動來說方便了很多。

　　2軸向柱塞泵參數(shù)化建模設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)

　　2.1程序的功能及設(shè)計思路

　　三維泵模型的建立是成品設(shè)計及后續(xù)仿真環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)，程序的功能是實現(xiàn)軸向柱塞泵主要零部件的參數(shù)化建模設(shè)計，完成自動裝配過程。

　　零件參數(shù)化建模程序的設(shè)計思路如圖1所示。自動裝配過程的設(shè)計流程如圖2所示。

　　圖1 零件參數(shù)化建模設(shè)計流程

　　圖2自動裝配過程設(shè)計流程

　　用戶只需指定關(guān)鍵參數(shù)，而不必動手操作繁瑣的繪制建模和選擇裝配過程，使設(shè)計難度和繁瑣度大大降低。

　　2.2建立零件參數(shù)化建模模板

　　以某系列軸向柱塞泵的柱塞為例，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

　　圖3柱塞結(jié)構(gòu)示意圖

　　根據(jù)其結(jié)構(gòu)，在SolidWorks中按圖3繪制草圖，標(biāo)注尺寸，并按結(jié)構(gòu)圖中的尺寸名稱命名，如“Dl@草圖l”。尺寸變量命名完成后，退出草圖，旋轉(zhuǎn)生成柱塞實體，將裝配所需的點、線和面命名，如將與滑靴配合的柱塞球頭面命名為facel，最后將模板模型文件保存為piston.sldprt。

　　2.3建立插件工程和交互式對話框資源

　　SolidWorks提供的二次開發(fā)向?qū)е校琕isual C++ 6.0平臺上的向?qū)腔贏TL技術(shù)構(gòu)造的。ATL是一套C++模板庫，與MFC的概念相似。使用ATL能夠快速地開發(fā)出高效、簡潔的代碼，同時對COM組件的開發(fā)提供最大限度的代碼自動生成以及可視化支持。

　　打開Visual C++6.0，新建所需的插件工程，添加插件菜單和函數(shù)，可自動生成函數(shù)框架，只需添加相關(guān)函數(shù)代碼，運行即可實現(xiàn)插件功能。如添加函數(shù)paraPump，則生成函數(shù)框架：

　　新建柱塞參數(shù)化建模對話框如圖4所示，并添加輸入數(shù)據(jù)編輯框。打開ClassWizard，創(chuàng)建新的對話框類，添加成員變量，將各尺寸輸入編輯框賦予變量名稱。如將D1編輯框添加為double類刑的變量m—D1。

　　圖4柱塞參數(shù)化建模對話框

　　2.4參數(shù)化尺寸驅(qū)動建模過程

　　SolidWorks程序打開模板文件，由以下語句實現(xiàn)：

　　其中D：piston.SLDPRT為模板文件的儲存目錄，模板文件打開后彈出對話框，用戶輸入尺寸參數(shù)，點擊確定，程序?qū)⒂脩糨斎氲膮?shù)通過對話框中的變量傳遞至尺寸變量：

　　其中piston為新建的對話框類，C為定義的單位系數(shù)，值為0.001，將用戶輸入的參數(shù)轉(zhuǎn)化成毫米。這樣，就已經(jīng)將用戶指定的D1(柱塞外徑)的值傳遞到SolidWorks中了，接下來就是將D1的值賦給之前定義的尺寸變量“D1@草圖1”：

　　首先定義一個尺寸類指針，然后將尺寸變量放到指針中，使用Dimension：：SetSystemValue3將變量賦值修改，最后使用ModelDoc2：：EditRebuild3重建模型，完成尺寸驅(qū)動建模過程。

　　2.5 自動裝配程序開發(fā)過程

　　完成各主要零件的建模后，根據(jù)圖2的設(shè)計思路，先新建裝配體文件，然后將零件導(dǎo)入裝配體中，根據(jù)交互式對話框的數(shù)據(jù)添加裝配關(guān)系，完成裝配過程。

　　通過SldWorks：：NewAssembly新建裝配體文件，通過SldWorks：：OpenDoc將零件打開放入緩沖區(qū)中，再通過AssemblyDoc：：AddComponent4將零件導(dǎo)人新建的裝配體中，通過AssemblyDoc：：AddMate添加裝配關(guān)系。

　　添加裝配關(guān)系時，需要先選擇裝配的點線面，以柱塞和滑靴之間的重合配合為例，在零件建模時，若原點定在柱塞和滑靴的球面中心，則此時可通過ModelDocExtension：：SelectByID2選擇分別位于柱塞和滑靴原點的點，然后添加重合裝配關(guān)系，程序如下：

　　若建模時原點不在中心位置，可以在中心位置定義一個點，再使用上述方法。也可通過選擇柱塞球頭面和滑靴球窩面，添加面重合，這種方法是普遍適用的。零件建模時將配合所需的面命名，在裝配體中通過循環(huán)遍歷面查找選擇所需的面，添加裝配關(guān)系。

　　先獲取部件指針，然后獲取零件實體指針，再獲取面指針。通過Body2：：GetFirstFace和ModelDoc2：：

　　GetEntityName遍歷零件各面及獲取面的名稱，使用判斷語句判斷是否所需的面，再使用Entity：：Select4選擇所需的面。

　　自動裝配前，需要用戶輸入?yún)?shù)，如斜盤的傾斜角度以及轉(zhuǎn)子與斜盤中心之間的距離等，方法與零件建模數(shù)據(jù)傳遞相似。以斜盤傾角為例：

　　pAssmDoc—>AddMate(6，l，true，0，Degree);

　　其中的Degree即為創(chuàng)建的變量，用來將用戶輸入的數(shù)據(jù)傳遞到SolidWorks API函數(shù)的變量中去。

　　2.6整體界面設(shè)計

　　前述零件參數(shù)化建模及自動裝配的程序開飯完成后，需要將這些程序整合成DLL插件形式方便使用，根據(jù)DLL插件開發(fā)的步驟，在SolidWorks菜單欄中添加菜單“pumpdesign”及菜單項“進入軸向柱塞泵設(shè)計”，如圖5所示。

　　圖5菜單及菜單項

　　總體交互式界面設(shè)計如圖6所示。

　　圖6選擇項目對話框

　　3結(jié)論

　　以SolidWorks為平臺，利用Visual C++6.0為開發(fā)工具進行二次開發(fā)，設(shè)計出軸向柱塞泵主要零部件的參數(shù)化建模以及自動裝配程序，使設(shè)計難度及繁瑣度大大降低，并為軸向柱塞泵虛擬樣機的后續(xù)的仿真研究提供了基礎(chǔ)。