基于SolidWorks的压轮数字化设计

张晓庆，王海涛

ZHANG Xiao-qing1, WANG Hai-tao2

（1. 胜利油田胜利泵业有限责任公司，东营 257091；2. 北京机械工业自动化研究所，北京 100120）

1 概述

本论文主要完成了一套基于SolidWorks 的压轮参数化设计。压轮的尺寸参数由数据库Access存储。利用VB编程实现数据库Access和SolidWorks之间的参数传递。由SolidWorks根据参数直接生成三维实体或二维图纸。

图1 系统框架图

压轮是应用于框绞机和笼绞机的重要工装，用于线缆芯成型时的压制。框绞机和笼绞机都是绞制电缆线芯的机械设备。电缆在制造过程中，电缆线芯的制造是重要的组成部分。线芯一般多是由多根细的金属丝绞合而成。在绞合之后都要通过多道压轮进行紧压整形。所以压轮是电缆线芯制造的重要工装，也是保证电缆线芯质量的关键工装。压轮分定轮和动轮两种，一套压轮由一个定轮和一个动轮组成。框绞机和笼绞机使用的压轮外型尺寸稍有不同，相同型号的压轮轮廓尺寸相同。

SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAM/CAE/PDM桌面集成系统。该软件可以最大限度地满足设计者的设计意图，操作简单，功能强大，容易上手；可以完成复杂的产品设计、高性能的大型装配、高级曲面造型和设计修改；显示动态装配关系；集设计、分析、加工和数据管理于一体；将二维绘图与三维造型技术融为一体，将三维实体图自动转换成二维平面图。此外它还具有良好的开发性接口和功能扩充性。任何支持OLE（对象链接与嵌入）和COM（组件对象模型）的编程语言都可以作为SolidWorks的开发工具。本文使用支持OLE的Visual Basic 6.0作为开发工具。现有的常用的CAD软件有CAXA和AUTOCAD。CAXA也是融合了三维实体设计和二维图纸设计，也有使用VB的二次开发接口，但是真正想要使用CAXA的二次开发接口必须向CAXA公司购买相应软件包。这使一般CAXA用户使用二次开发功能受到了限制。所以本次设计没有选用CAXA。AUTOCAD是一款非常优秀的CAD设计软件，它的二次开发接口很多可以利用多种工具对其进行二次开发。但是目前较多停留在二维图纸方面不能满足对三维实体的需要。所以本次设计选用了SolidWorks软件，开发工具选用Visual Basic 6.0作为开发工具。

Access是Microsoft公司一个成功的数据库产品。其核心是Microsoft Jet数据库引擎。Access本身是一个可视化的数据库管理系统，提供了许多非常实用的向导。使用者可以很方便的建立数据库的各种对象，如创建表、查询和报表等。Access使用内嵌Visual Basic语言开发工具，完全面向对象编程，可以可视化地创建数据库应用程序。

Visual Basic是高效能的编程工具。它简单易学，功能强大，具有良好的界面。使用它可以方便的开发出人性化的界面和生成可执行EXE文件。它与Access结合使用最主要的优点是两者使用了相同的数据库引擎，即Microsoft Jet。由于Access和Visual Basic使用相同的数据库引擎，因此可以建立既包括Access组件又包括Visual Basic组件的应用程序，这样就提高了程序的稳定性，充分发挥了两者各自的优点。

2 数据库的开发

压轮在使用过程中根据不同规格的线径，轮廓尺寸是不一样的。数据库便是用来存储不同线径的不同尺寸参数，以便SolidWorks根据参数直接生成三维实体或二维图纸。尺寸参数主要是两个：R和B。

图2 轮廓尺寸示意图

R和B如图2所示。

R：压轮圆弧的半径。

B：压轮圆弧的圆心到压轮边的距离。

数据库选择Access，建立一个名为“圆形压轮”的数据库。建立一个表“圆形压轮”，表的结构如表1所示。

表1 圆形压轮

在表中增加一项“自定义”，为开发新型号压轮做准备。数据库建立后，在使用SolidWorks生成三维实体或二维图纸时就可以通过VB直接调用这些参数。

3 软件的开发

本程序完成的任务是：通过选择或自定义的参数，自动完成笼绞机和框绞机的压轮设计。设计包括三维实体和二维图纸。

通过界面可以选择设计的压轮是框绞机或笼绞机使用。压轮是配套使用，压轮类型分定轮和动轮。压轮种类用于选择线径型号，不同的线径用不同尺寸的压轮。“实体”和“图纸”两个按钮用于控制SolidWorks生成压轮的三维实体和二维图纸。程序界面如图3所示。

图3 软件用户界面

设备选择用单选框控件，一次设计只能选择设计框绞机压轮还是笼绞机压轮。压轮种类使用复选框控件，一次设计可以同时完成定轮和动轮的设计，也可以单完成定轮或动轮的设计。压轮型号使用组合框控件用于和DATA控件绑定。参数R和B使用文本框控件用于显示参数和更改参数。实体和图纸使用命令按钮控件。本程序使用了DATA控件，但在界面中隐藏了。

1）连接数据库

本程序应用一个DATA控件连接数据库。DATA控件与建好的圆形压轮数据库进行连接。将DATA控件的连接数据库类型指定为Access，连接数据库指定为“圆形压轮”，连接表指定为“圆形压轮”。压轮种类、R的值和B的值在与DATA控件连接，获得压轮数据库的数据。同时编写以下代码实现当压轮型号变化时，R和B的值随即变化。

Data1.Recordset.FindFirst "标号='" & DBCombo1.Text & "'"

同时在压轮型号中增加了自定义一项，可以方便的由使用者设定参数设计新型压轮。在组合框代码中增加以下代码实现当选择自定义时可以更改参数，而选择其他具体型号时参数不可更改。

2）生成实体

压轮是一个空心轮。先编写子程序生成一个实心压轮后通过子程序生成中心空腔。生成实心压轮采用旋转的办法，先绘制截面图的一半，采用围绕中心线旋转360°的办法生成实心压轮。中心空腔采用拉伸切除的办法，从实心压轮的一面开始连续拉伸切除得到所要的空腔。最后在实心压轮上选择需要倒角的边进行倒角。

编程时先定义两个OLE对象，分别对应SldWorks和Part对象。创建SldWorks对象。指定草图面，画截面草图，旋转生成实体。压轮轮廓的尺寸由界面中R和B的值提供。

图4、图5是生成的定轮和动轮的三维实体。

图4 定轮实体效果图

图5 动轮实体效果图

3）生成图纸

图纸画的是压轮的剖面图。由于压轮的对称性，先画剖面图的轮廓图的1/4，通过镜像的办法得到外轮廓。画剖面线，表注尺寸，填写技术要求。

编程时同样先定义两个OLE对象，分别对应SldWorks和Part对象。创建SldWorks对象。画线时指定起始点和终点坐标。压轮轮廓的尺寸由界面中R和B的值提供。画剖面线时先选定边界线画剖面线。表注尺寸指定尺寸线位置。最后填写技术要求。

图6、图7是生成的定轮和动轮的平面图纸。

图6 定轮平面图纸

图7 动轮平面图纸

4 结论

通过这个开发的软件可以完成框绞机和笼绞机的所有压轮的设计工作。不但可以方便的设计现有压轮型号，还可以根据具体需要设计新型号压轮。可以根据需要生成三维实体或二维图纸，大大提高设计效率。

通过本例软件的开发，对系列零件参数化设计进行了探索。对零件设计中只有几个关键尺寸改变的系列零件都可以采用此种方法进行参数化开发。将不同的关键尺寸采用Access进行存储，利用VB作为工具编制界面与数据库进行连接。同时利用VB对SolidWorks进行开发。这样可以大大提高设计效率。

[1]江洪, 李仲兴, 邢启恩. Solidworks2003二次开发基础与实例教程[M]. 电子工业出版社, 2003.