軸向柱塞泵廣泛應用于現代液壓傳動中,如工程機械、塑料機械及車輛工程等領域。由于結構較為復雜,在激烈競爭的市場背景下,對軸向柱塞泵的研發采用物理樣機的方式嚴重制約了研發成本的降低,因此,虛擬樣機技術的發展成為必然,而三維模型泵的建立則是基礎,相對于復雜的重復設計改造過程,參數化建模設計可縮短產品研發周期。
SolidWorks提供了二次開發接口API,具有良好的開發性和兼容性。用戶可以在SolidWorks本身功能的基礎上開發出新的功能模塊,比如開發出動態鏈接庫DLL插件,以滿足特定的需求。SolidWorks通過COM技術為開發人員提供二次開發接口、COM對象包含接口、屬性和事件,SolidWorks可以使用標準的COM對象實現調用API函數的功能。
Visual C++是一種常用的軟件編程開發工具,提供了功能強大的集成開發環境。其本身開發環境友好,高度的可視化開發方式和強大的向導工具(AppWizards)能夠幫助用戶輕松開發出多種類型的應用程序。另外,Visual C++與SolidWorks有極好的連接性,能最大程度地使用SolidWorks API,可以開發出DLL插件,實現特定功能。
作者采用Visual C++6.0對SolidWorks進行二次開發,實現軸向柱塞泵的參數化建模設計,包括零件的參數化建模以及自動裝配。應用參數化建模程序,可以極大地節省開發與改造時間,提高效率,降低了設計的難度,并為后續的各仿真環節提供三維模型基礎。
1 參數化建模設計方法
零件參數化設計方法可以分為程序驅動及尺寸驅動兩種方法。
程序驅動方法是根據設計的零件尺寸,根據當前單位系統,通過設計過程中的關系,得出方程式,求解各個關鍵點的坐標,利用SolidWorks API提供的草圖繪制工具函數將各個關鍵點連接起來,完成草圖繪制后,調用特征生成命令,完成零件建模。運行時,采用交互式界面,由用戶指定尺寸,由程序自動求解關鍵點坐標,完成建模。程序驅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,繪制草圖,對于復雜零件來說,比較費時麻煩。
尺寸驅動方法是一種自上而下的建模方法,保持零件結構不變,建立好零件模板,將設計尺寸設定為變量,運行時,用戶指定尺寸值,由程序自動定位到相應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。此方法的優點在于設計時不需考慮零件的具體尺寸,只需保證結構不變,設定相應的尺寸變量,這樣,用戶輸入不同參數,即可得到結構相同,尺寸不同的零件,方便了系列化的零件設計。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動來說方便了很多。
2軸向柱塞泵參數化建模設計的關鍵技術
2.1程序的功能及設計思路
三維泵模型的建立是成品設計及后續仿真環節的基礎,程序的功能是實現軸向柱塞泵主要零部件的參數化建模設計,完成自動裝配過程。
零件參數化建模程序的設計思路如圖1所示。自動裝配過程的設計流程如圖2所示。
圖1 零件參數化建模設計流程
圖2自動裝配過程設計流程
用戶只需指定關鍵參數,而不必動手操作繁瑣的繪制建模和選擇裝配過程,使設計難度和繁瑣度大大降低。
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