毕业设计(论文)-法兰盖SOLIDWORKS参数化标准件库系统设计开发.doc
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1、 摘 要III法兰盖SOLIDWORKS参数化标准件库系统设计开发摘 要 机械常用零件的设计与制图是一项繁琐且重复性大的工作,人工设计费时费力容易出错,花在创造性设计的时间大大减少,导致产品开发周期长,产品质量差,市场竞争力弱。本文以法兰盖为例,旨在讨论、研究如何利用三维设计软件Solidworks实现在机械设计中快捷地设计、使用标准件,使设计人员把更多的时间投身到创造性的工作中去,以达到缩短产品开发周期的目的。 SolidWorks是一套三维机械CAD软件,它的应用编程接口,提供了程序员直接访问SolidWorks的能力,可以很方便地对Solidworks进行二次开发,本文中利用VC+作为开
2、发工具,研究在SolidWorks环境下标准件库的开发。法兰连接是管道施工的重要连接方式。在工业管道中,法兰连接的使用十分广泛。故对法兰盖的系列化设计,对于管道设计来说具有十分重要的意义。本文对其应用进行了举例说明。 本课题开发过程有: 1.采用SolidWorks对各个系列的法兰盖进行建模。并建立EXCEL数据表格,对各系列法兰盖进行参数系列化。 2.采用ACCESS建立参数数据库。利用VC+进行数据库链接,实现了数据共享,保证各模块之间数据一致性、可靠性。 3.利用VC+对SolidWorks进行了界面设置,方便了标准件库的调用。 通过本课题的研究,得到如下的成果与结论: 1.完成了法兰盖
3、标准件库的建立。为其他标准件的推广和普及打下了基础,提高了SolidWorks的适用程度。 2.实现了二次开发可行性论证。利用SolidWorks API提供的二次开发工具可以实现由程序动态的、自动的加载用户程序,为CAD/ CAM 系统的集成打下了良好的基础。 3.验证了基于参数化的三维造型软件的二次开发方法尺寸参数驱动的技术可行性。关键词:法兰盖;SolidWorks;标准件库;Visual C+AbstractAbstractDesign and development of blind flange standard component library by SolidWorks西安工
4、业大学学士学位论文AbstractThe design and mapping of common parts of the mechanical is a tedious and repetitive work, it is time-consuming to manual design and easily prone to error, and the time spent on creative design significantly reduced, resulting in long product development cycles, the products of poor
5、 quality, weak competition in the market. This paper give blind flange as a example, aims to discuss on how to use 3-D design software Solidworks in mechanical design to achieve quickly design, the use of standard parts, allowing designers to devote more time to participate in creative work, and to
6、achieve shorten the product development cycle purposes.SolidWorks is a set of 3-D mechanical CAD software, its application programming interface, providing direct access to the SolidWorks; it is easy for the second development to Solidworks. This paper use VC + + as a development tool,research how t
7、o develop the standard component library.The flange connecting is an important connection in pipeline construction. In the industrial pipeline, the use of the flange connected is in a very wide range. Therefore, the series designs of the blind flange have a great significance of the pipeline constru
8、ction. In this paper, has an example of its application.The methods used in the process of developing of this subject are: 1. Model all series of blind flange by SolidWorks. Establish EXCEL data tables and assign the series parameters to the blind flange. 2. Establish the ACCESS parameters database.
9、 Use VC + + to link the database with SolidWorks, and implement data sharing, ensure that the data between the modules is Continuous and reliable. 3. Use VC + + to set up SolidWorks interface, make it is easy to implement a call of a standard part. Through the study of this topic, made some results
10、as follows: 1. completed the blind flange standard component library; it made easily to promote and popularize other standard component and improved the degree of application of SolidWorks. 2. Have a feasibility study of the secondary development. The feasibility of the secondary development was rea
11、lized. The users application could be loaded dynamically and automatically and saved in the unite database by SolidWorks API. This lay a good foundation for the CAD/CAM integrated system. 3. The feasibility of Size Parameter-driving was verified.Keyword: blind flange; SolidWorks; standard component
12、library; Visual C + +目录V西安工业大学学士学位论文西安工业大学学士学位论文I 目 录目 录摘 要1AbstractII主要符号表IV1 绪 论11.1 前言11.2 CAD技术概述21.2.1曲面造型系统21.2.2实体造型技术21.2.3参数化技术21.2.4变量化技术21.3课题背景及发展现状21.4 课题研究概述41.4.1 课题研究内容及依据41.4.2 课题研究安排及意义52 SolidWorks简介及标准件库开发理论基础62.1 SolidWorks简介62.1.1 方案设计72.1.2 界面风格92.1.3 零件建模功能92.1.4 组件装配功能102.1.
13、5 二次开发功能112.2 Visual C+简介112.3 Visual C+开发SolidWorks的原理132.4 Visual C+开发SolidWorks的关键技术142.4.1 三维特征建模142.4.2 参数系列化15西安工业大学学士学位论文2.4.3 数据库技术162.4.4 组件对象模型172.4.5 对象链接与嵌入192.4.6 动态链接库192.5 API函数理论202.6 设计构想及方案选择213 法兰盖三维建模及参数系列化223.1 法兰盖三维实体建模223.1.1 平面钢制法兰盖223.1.2 凸面钢制法兰盖233.1.3 凸凹面钢制法兰盖243.1.4 榫槽面钢制
14、法兰盖243.1.5 环联接面钢制法兰盖253.2 Access及EXCEL数据库系统建立253.3 法兰盖参数系列化264 Visual C+二次开发SolidWorks284.1 Visual C+配置环境284.2 用Swizard.swx生成DDL文件294.3 编制菜单栏324.4 建立交互式对话框354.5 数据库链接394.6 检索界面设计434.7 程序编译运行455 法兰盖应用实例设计465.1 法兰盖应用465.2 泵站系统设计475.3 泵站系统计算485.3.1 泵站动力系统计算48II 5.3.2 泵站附属系统计算515.3.3 法兰连接部分校核516 总 结526.
15、1 总体工作总结526.2 后期工作展望53致 谢54参考文献55附 录58 III 主要符号表主要符号表 运动粘度V 平均流速 管道内径 液体密度 动力粘度 雷诺数 液体流量 油的重度 管道长度 管内油的摩擦阻力系数 局部阻力系数 压力效率 间隙两面的压力差 油泵损失所产生的热量 油泵输入功率IV第一章 绪论1 绪 论1.1 前言标准件应用极为广泛,品种规格繁多,性能用途各异,而且其标准化、系列化、通用化的程度极高。把设计过程中可能用到的标准件或零件信息存放在一起,零件数据采用标准的描述格式,由专用的管理系统进行管理,设计人员可以进行检索、访问,并提供与CAD系统的标准接口,检索到的零件信息
16、可以方便地纳入设计文件,这种系统就称为标准件库系统。 具有标准数据格式的零件库可以取代产品目录,完成企业之间的信息集成,提高CAD应用水平,这是计算机技术用于制造业的一个必然结果。对于零件供应商来说,需要把零件的设计信息按照零件库标准转换为标准的数据描述,并作为信息化的产品目录提供给用户。首先应保证这种信息的正确性,如标识信息的唯一性、语义的合法性、语法的正确性等。企业在得到这种库文件后,把它集成到自己的零件库系统之中。在完成了总体设计以后,企业的设计活动则主要是检索零件库的零件信息和零件数据的插入,以及少量的专用件的设计,使CAD设计效率大大提高。本课题以法兰盖为例,旨在讨论、研究如何利用三
17、维CAD设计软件Solidworks实现在机械设计中快捷地设计、使用标准件,使设计人员把更多的时间投身到创造性的工作中去,以达到缩短产品开发周期的目的。1.2 CAD技术概述设计和生产的方法随着计算机的迅速发展每天都在发生着显著的变化。以前许多只能靠手工完成的作业,逐渐通过计算机实现了高效化和高精度化。这种利用计算机来达到高效化、高精度化,实现自动化设计、生产以及解析计算的方法称为CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)。CAD 是指利用计算机的硬件和软件进行的设计活动。它从根本上改变了过去的手工绘图、发图、凭图纸组织整个生产过程的技术管理方式,使之变为以统一的产品
18、数据库为核心的交互式产品设计、分析、制造和维护的过程。它的迅速发展和广泛应用,给工程设计制造业带来了蓬勃生机,使传统的产品设计方法与生产组织模式发生了深刻的变革。CAD 技术起步于 50年代后期,自从计算机出现之后人们就不断地将计算机技术引入机械设计、制造领域。因为它顺应生产力的发展,在其产生之后就得到了迅速地发展。CAD 技术经历了四次飞跃:曲面造型系统、实体造1 西安工业大学学士学位论文型技术、参数化技术、变量化技术。1.2.1曲面造型系统 70 年代是飞机和汽车工业的蓬勃发展时期。期间飞机及汽车的制造中遇到了大量的自由曲面问题,此时法国人提出了贝赛尔算法,法国的达索飞机制造公司的开发者们
19、借此算法在二维绘图系统的基础上,开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法,推出了三维曲面造型系统 CATIA。1.2.2实体造型技术表面模型基本上都是解决 CAM 的问题,但是由于表面模型技术只能表达形体的表面信息,很难准确地表达如质量、重心、惯性矩等零件的其他特性。基于对 CAD 一体化技术发展的探索,SDRC 公司于 1979 年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型 CAD 软件I-DEAS。实体造型技术能够精确表达零件的全部属性,给设计带来了很大的方便。1.2.3参数化技术正当实体造型技术在 CAD 系统中广泛运用时,出现了一种比无约束自由造型更好的算法参数化实体造型方法。它主要
20、的特点是:基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。参数化技术彻底克服了自由缄默的无约束状态,由尺寸决定实体造型的几何形状。尺寸驱动已经成为当今造型系统的基本功能。如果想修改零件形状的话,只需修改一下尺寸的数值就可以实现形状上改变这种新构想最先在SolidWorks的软件成为现实。由于参数化技术的成功应用,使得它很快成为 CAD 业界的标准。 1.2.4变量化技术变量化造型技术保留了参数化技术基于特征、全数据相关、尺寸驱动设计修改的优点,但是在约束定义方面做了一定的改变。变量化造型技术将所需定义的尺寸“参数”进一步区分为形状约束和尺寸约束,而不仅仅是用尺寸来约束全部几何。通常在新产品
21、开发的概念设计阶段,设计者首先考虑的是设计思想及概念并将其体现在某些几何形状之中。但是这些几何形状的严格的尺寸定位关系并不能在设计的初始阶段完全确定,所以希望在初始阶段能够允许欠尺寸约束的存在。事实上,参数化技术和变量化技术已经成为了当今主流 CAD 软件的两大流派。两种造型理论相互依存,共同发展。我国 CAD 技术的引进是从 60 年代开始的,最早起步于航空工业,最近几年发展很快,现已在机械、电子、建筑、汽车、服装等行业逐步进入实用阶段。1.3课题背景及发展现状世界发展格局的高速发展和变化,各国之间交流加强。使各个行业都逐渐形成了自己的标准和规则。近年来,随着CAD/CAM技术的继续深入发展
22、,基于特征造型的三维造型方法受到人们的普遍重视并已在许多系统中实现,现在设计人员可以在计算机上能快捷,准确的实现三维实体造型,并能够在三维空间中完成零件的造型,装配设计,动力学分析等1。随着工业技术的发展,工业标准化程度不断得到提高,设计中选用的标准件也越来越多,因而在机械产品的设计中标准件所占的比重越来越大。在航空航天、船舶、汽车、机械制造等行业,机械设计始终是重要的工作之一。产品设计人员在使用CAD系统进行产品新型号的开发设计时,都会尽量考虑选用标准件,如:螺栓、螺钉、螺母、垫圈、轴承、销钉等。标准件以其独特的优点被广泛地应用在产品的各个部分上。一般情况下,标准件约占一个产品全部零件的70
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