Solidworks的一些资料

目录

摘要3

1.前言 4

2. 软件需求说明与开发计划4

2.1软件需求说明4 2.1.1开发概述 4 2.1.2开发背景 5 2.1.3开发目的 6 2.2实现可转位刀片三维图库设计的关键技术6 2.2.1名词解释 6 2.2.2面向对象技术 6 2.2.3COM技术7 2.2.4数据库访问技术7 2.2.5基于标准件特征的参数化技术9 2.3软件开发计划11 2.

3.1设计意图及目标11 2.3.2概要设计11 2.3.3数据存储方案的比较和实现13

3.软件设计说明13

3.1设计思想13 3.2初步设计14 3.2.1系统模型14 3.2.2系统设计数据流图15 3.2.3 根据设计意图画出程序框架图16 3.3三维造型软件及开发工具的选用17 3.3.1三维造型软件的选用17 3.3.2 数据库管理软件的选用18 3.3.3 开发工具的选用18 3.

4.1 根据框架图初步建立程序界面19 3.4.2 数据库关系表20 3.5详细设计21

3.5.1 建立刀片数据库21 3.5.2 创建刀片三维刀片图库29 3.5.3编写程序31 3.5.4 优化程序43 3.6生成安装文件46 3.6.1 生成·EXE可执行文件46 3.6.2 制作成安装文件46

4．软件测试分析报告46

4.1软件测试目的46 4.2软件部分功能测试报告46 4.2.1 快速查询刀片型号测试46 4.2.2交互式查询功能测试55 4.3测试分析报告57 5．软件使用说明57

5.1软件说明58 5.1.2 要求系统配置58 5.1.2 系统主要特点58 5.2 软件使用说明58 5.3 软件升级61 6．项目开发总结61

致谢62

参考资料错误！未定义书签。

摘要

可视化参数计算机辅助设计是计算机辅助设计中的热点问题，是一个涉及多学科交叉的研究领域，是计算机在生产中的重要应用，是一个能缩短产品设计、生产的周期，提高产品的设计质量，降低设计成本，满足快速变换的市场需求，提高市场竞争力的软件开发课题。本文阐述了省教育厅重点科研项目的可转位刀片参数化三维图库开发的开发过程，以及项目中所使用的最新软件工程方法，在综合利用多项技术的基础上，成功地实现了对可转位刀片型号的查询利用和其三维实体图形的生成。

在本文中还阐述了经典数据库软件Access的利用，实现对可转位刀片型号的参数数据管理。以及如何利用Solidworks软件，采用基于特征建模的建模方法，对刀片模板进行3D建模，并用它提供的应用程序接口对其进行二次开发，构建参数化的刀片三维实体库，说明了基于VB的Solidworks软件的二次开发技术。

【关键词】数据管理参数化 API 可转位刀片

ABSTRACT

Visualization of parameters CAD is a hot issue，That is a interdisciplinary field of study ，is computer in the production of important applications, is a shorten product design、production cycle and improve design quality, reduce design costs and meet rapidly changing market demands, enhancing market competitiveness of the software development issues. This paper describes the provincial education department's key scientific research projects of the blades turning 3D parametric library development process of the development, and items used by the latest software engineering methods, the combination of a number of technologies on the basis of the successful realization of the right to the turning blades models of inquiry and its use of 3D graphics generation entities.

In this paper also describes the classic Access database software use, Implementation of the turning blades model’s parameter data management. And how to use Solidworks software, based on the feature modeling method for blade templates 3 D modeling, and used it to the application program interface(API) for its second development, Construction parameters of the blades 3D entities, And represented second Solidworks software development technology that based on the Visual Basic. 【Key words】Data management Parametric method API Turning blade

1.前言

世界制造业发展的轨迹进入现代化，先进的制造方法和生产工具被人们越来越多地用来记录时代的文明和成就，承载社会生活的内涵。信息社会的高科技高速发展，社会进步的脚步加快。如何缩短设计、生产的周期，提高产品的设计质量，降低设计成本，满足快速更新的消费市场需求，提高市场竞争力。将电脑技术引入这一工具更好地镶入到生产过程中，这已经成为当前产业迫在眉睫的事情。

随着生产工程进入数控化、自动化，对金属切削刀具提出了高可靠度、高精度、高耐磨度、快速转位更换、断屑性能好等更新更高的要求。目前，除了少部分特殊加工刀具外，绝大多数的刀具已被机夹可转位刀具所取代。如此，机夹可转位刀片使用广泛，在很多的切削研究、产品设计和加工模拟时，都会用到可转位刀片。国内外硬质合金厂生产的切削用可转位刀片（包括车刀片和铣刀片）的型号都符合标准GB2076-87。因此有必要建立一个机夹可转位刀片型号库和标准件实体库，在用户选择某型号的刀片时，可以方便地查询和调用。因此，开发具有以下几个目的：

1．减少传统设计中的许多中间环节，降低设计成本；

2．减轻设计者对手册和设计资料及设计经验的依赖，提高计算机在CAD/CAM 中的应用；

3．对可转位刀片的数据管理信息化。

由于时间关系，设计仅做了可转位车刀片的型号库及实体库（设计中概称可转位刀片），其它加工刀片有待在以后的软件升级中开发出来。

SolidWorks是一套基于Windows的CAD／CAE／CAM／PDM桌面集成系统，其设计过程全相关性，可以在设计过程的任何阶段修改设计，同时牵动相关部分的改变。同时，具有较好的开发性接口和功能扩充性，它提供了几百个API(应用程序接口)函数，这些API函数是SolidWorks的OLE(对象的嵌入与链接)或COM(组件对象模型)接口。本系统使用Visual Basic 6．0对SolidWorks进行二次开发，建立机夹可转位刀片三维实体库。

2. 软件需求说明与开发计划

2.1 软件需求说明

2.1.1 开发概述

刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具，是机械加工工艺中的生命体。GB2076-87，等效ISO1832-85，国内外硬质合金厂生产的切削用可转位刀片（包括车刀片和铣刀片）的型号都符合这个标准。它是由给定意义的字母和数字代号，按一定顺序排列的十个号位组成。

在大多机械产品总装设计、部件设计中经常要用到这些刀片，因此如能建一个刀片标准件三维实体模型库。用户在选用刀片时，可以免去查阅刀具手册和资料的时间而快捷地得到信息，也省去画图的时间，能自动从库中调出，然后插入到装配体的指定位置或自动在有关CAD软件中绘制出该标准件模型，将使设计更加直观，极大简化设计工作，提高设计效率。

具有面向对象的可视化设计工具VB（Visual Basic）由于事件驱动的编程机制及易学易懂的运用程序集成开发环境、机构化的程序设计语言且支持数据库系统的访问，以及OLE技术。使得VB称为一个人们喜爱的开发工具。因此，将之做为可转位刀片三维图库的开发平台，将会使设计更快捷，出色地完成。以之配套的数据库，Microsoft Office Access具有数据库的一切基本功能，使用简单，运用快捷。

Solidworks在提供了强大的三维建模功能的同时，也为使用者提供了开放的应用程序编程接口（API），通过调用这些API，我们可以将solidworks中一些重复单调或者规则明确的操作使用程序语言描述，通过简单的人机交互，让计算机自己来完成此类工作。专注于solidworks软件本身特点，文章中示例的代码基本上使用了vb语言描述，选择vb语言是因为其语法简单易懂，并且和应用程序间有很明朗的接口不需要再学习其它技术。而且，Solidworks本身提供与VB的COM技术接口。因此，他与VB的配合更是完美。

Solidworks提供了极其丰富的API，并且有很完善的帮助系统。我们可以使用Microsoft VBA编写SolidWorks Macros或者使用其他编程环境编写Standalone and Add-in Applications。（使用visual studio到.NET都可以）在SW的API帮助中我们可以很明了的查看API调用语法及相关的示例代码。

注：本文所有API和代码都以solidworks2007 sp0.0 版本为准。

2.1.2开发背景

世界制造业发展的轨迹进入21世纪后，“石头写成的历史“己成为过去，先进的制造方法和生产工具被人们越来越多地用来记录时代的文明和成就，承载社会生活的内涵。信息社会的高科技高速发展，社会进步的脚步加快，如何用最少

的时间设计、开发出最优化的产品，是赢得竞争的最好方法。为了适应现代生产需求，以及众多制造者、设计者和研究人员的要求，提出可转为刀片三维图库的设计

待开发的系统的名称：《可转位刀片三维图库》

本项目的任务提出者、开发者、用户：

提出者：教育厅重点科研项目（切削力仿真所需的三维造型内容）

开发者：骆永臣

用户：机械行业设计、制造者、研究人员、学生

2.1.3开发目的

根据开发背景的提出，本开发具有以下几个目的：

1．减少传统设计中的许多中间环境，降低设计成本；

2．减轻设计者对手册和设计资料及设计经验的依赖，提高计算机在CAD/CAM中的应用；

3．对可转位刀片的数据管理信息化；

2.2实现可转位刀片三维图库设计的关键技术

2.2.1 名词解释

API ：应用编程接口（Application Programming Interface）

对象：即计算机抽象出来的一种事物，在面向对象的程序设计中它表示由数据和与该数据关联的操作组成的类的具体实现。

属性：对象所具有的属性，识别及说明对象的特性。

方法：对象可以使用的对数据的操作。

2.2.2 面向对象技术

面向对象的思想首先是作为一种程序设计技术提出的，后来逐渐在软件工程领域全面运用，面向刘一象的软件工程方法包括面向对象的分析、面向对象的设计、面向对象的编程、面向对象的测试和维护等方面。进入九十年代，面向对象的思想已经渗透计算机科学的各个分支领域如系统模拟、数据库、多媒体、图形技术等方面，并且在这些领域中继续发展。

面向对象的方法是一种认知方法，它提供了从一般到特殊的演绎手段，也提供了从特殊到一般的归纳形式。面向对象的方法采用史符合人们认知习惯的方式

来描述现实系统，问题空间和求解空间有更直接的映射关系。

面向对象技术的基本原理是:对问题求解域实现自然分割，按照通常的思想方式建立求解模型，设计尽可能直接地、自然的表现问题求解的程序。

面向对象方法是一种运用对象、类、继承、封装、聚合、消息传送、多态性等概念来构造系统的软件开发方法。“对象”是面向对象方法学中使用的最基本的概念。对象是由描述该对象属性的数据以及可以对这些数据施加的所有操作封装在一起所构成的统一体。对象与对象之间相互独立，它们通过发送信息来进行联系。对相同结构、相同操作的对象的一种描述就是“类”。对象是类的实例化。类的主要特征之一就是继承，继承性使得相似对象之间可以共享程序代码和数据结构。在钢结构标准件设计系统中，继承性使得设计人员可以更多的重用以前的标准件。

2.2.3COM技术

组件对象模型COM (Component Object Model)是微软公司创建的一种软件开发规范。按照这种标准开发出来的软件模块(COM组件)之间可以跨进程、跨机器、甚至跨网络相互调用对方的功能。通过动态链接库(DLL)，组件可以链接起来形成一个完整的系统。构成系统的组件可以动态地更新或替换，方便灵活地完成系统的升级。目前，COM技术已经成为Windows全部技术的基础，并在Microsoft向Internet进军的道路上扮演着十分重要的角色。

值得一提的是，三维CAD软件Solidworks为VB提供了二次开发的应用程序接口，使得设计的难度大为降低。

2.2.4数据库访问技术

ADO是Microsoft有关高级数据接口的策略，它能使开发人员与根本的OLE DB和ODBC技术完全分离。作为访问数据的新技术，ADO提供了一个开放的、应用程序级的数据访问对象模型。

ADO基于通用数据访问技术(Universal Data Access)，提供了用OLE DB访问数据的易用接口，而OLE DB是Microsoft处理不同数据源的系统级编程接口。OLE DB规定了一套COM接口封装或隐藏各种数据库管理的系统服务。ADO能够访问任何兼容ODBC或OLEDB的数据库。ADO具有高度的伸缩性，支持连接池、复杂的数据操作、断开的记录集以及通过HTTP传递的远程同步记录集。

基于COM的OLE DB技术是数据库管理的发展方向。它为各种应用程序提供最佳的访问接口，其特点是应用灵活、速度快。但是OLEDB编程代码量大，对底

层的操作比较复杂，实际应用起来比较困难。ADO在OLEDB的基础上对它进行了简化和扩展，它继承了OLEDB的功能并对它进行封装，其特点是易于使用.速度快、内存支出少和网络流量小。ADO功能强大，编程简洁高效，能够访问任何类型的数据，是目前流行的客户端数据库编程技术，而且已经成为Windows平台上数据访问技术的未来发展模型。

1．ADO的结构。ADO封装了OLEDB所提供的接口。这些接口分别被OLEDB数据提供程序、OLEDB数据应用程序和OLEDB服务提供程序所使用。而ADO中所提供的对象只适用于数据提供程序。它使用了OLEDB服务提供程序和OLEDB数据提供程序所提供的接口和服务。

2．ADO的对象。ADO模型包含了下列7种对象：连接对象、命令对象、域对象、参数对象、一记录集对象、错误对象等。这些对象的作用为：

(1)连接对象(Connetion)：用于表示与数据源的连接，以及处理一些命令和事务。

(2)命令对象(Command)：用于说明对数据源所执行的具体命令。

(3)一记录集对象(RecordSet)：用于处理数据的表格集，如获取和修改数据。

(4)域对象(Field)：用于表示记录集中的列信息，包括列值以及其它信息。

(5)参数对象(Parameter)：用于对传送给数据源的命令赋参数值。

(6)属性对象(Property)：用于操作在ADO中使用的其他对象的详细属性。

(7)错误对象(Error)：用于获得所发生的错误的详细信息。

3．ADO的特点。ADO是为Microsoft最新和最强大的数据访问范例OLE DB而设计的，是一个便于使用的应用程序层接口。OLE DB为任何数据源提供了高性能的访问，这些数据源包括关系和非关系数据库、电子邮件和文件系统、文本和图形、自定义业务对象等等。同时ADO使用了与DAO和RDO相似的约定和特性，简化的语义使它更易于学习。是封装了ADO对象的控件，可以非常直观简单地进行设置。

同时，应用ADO进行数据库编程，通过系统集成开发应用程序的输入和输出模块，它一方面充分利用了OLE对象程序的优点，轻松完成人机界面设计，使程序员从繁琐而又简单的点、线、框等定位中脱离出来；另一方面，由于充分利用了用户操作熟练的软件作为人机界面，使用户有亲切感和熟练操作的能力，从而能够充分发挥所开发的应用程序的功能。

ADO的特点可以分为：

1)易于使用；

2)高速访问数据源由于ADO技术基于OLEDB，所以它也继承了OLEDB访问数据库的高速性。

3)可以访问不同的数据源ADO技术可以访问包括关系数据库和非关系数据库的所有的文件系统。

4)可以用于Microsoft Active ADO技术可以以ActiveX控件的形式出现，所以，可以被用于Microsoft Active页，简化了Web页的编程。

5)由于ADO是基于组件对象模型(COM)的访问技术，所以，用ADO产生的应用程序占用内存少。

4．用ADO访Access数据库。用ADO访问Access数据库的步骤主要分为四步：引入ADO动态链接库，连接，数据操作，关闭数据源。

2.2.5基于标准件特征的参数化技术

参数化技术是CAD系统中很有潜力的一门设计技术，一般是指设计对象的结构形状比较固定，可以用一组参数来约定尺寸的关系，参数与设计对象的设计尺寸有显式的对应，设计结果的修改受到尺寸的驱动。

参数化技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形的归纳，成为初始产品设计、产品建模及修改、系列化设计、多方案比较和动态设计的有效手段。利用参数化设计技术可以极大地提高只有几何尺寸发生变化的一簇零件的设计效率，避免设计人员烦琐的重复性工作。

基于标准件特征的参数化技术的核心是提取出标准件的最基本特征进行参数化，作为构造复杂零件的生成元，然后根据一组约束条件(如零件形状特征、技术特征、精度特征、装配特征等)来生成所需的零件。参数化技术己经在CAD系统上得到广泛的应用。

参数化方法：

参数化(Parametric)设计(也叫尺寸驱动Dimension-Driven)是CAD技术在实际应用中提出的课题，它不仅可使CAD系统具有交互式绘图功能，还具有自动绘图的功能。

目前它是CAD技术应用领域内的一个重要的、且待进一步研究的课题。利用参数化设计手段开发的专用产品设计系统，可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来，可以大大提高设计速度，并减少信息的存储量。

由于上述应用背景，国内外对参数化设计做了大量的研究，目前参数化技术大致可分为如下三种方法：

a．基于几何约束的数学方法：它又分为初等方法(Primary Approach)和代数方法(Algebraic Approach)。初等方法利用预先设定的算法，求解一些特定的几何约束。这种方法简单、易于实现，但仅适用于只有水平和垂直方向约束的场合;代数法则将几何约束转换成代数方程，形成一个非线性方程组。该方程组求解较困难，因此实际应用受到限制。

b．基于几何原理的人工智能方法：人工智能方法是利用专家系统，对图形中的几何关系和约束进行理解，运用几何原理推导出新的约束，这种方法的速度较慢，交互性不好。

c．基于特征模型的造型方法：特征造型方法是三维实体造型技术的发展，目前正在探讨之中。

参数化设计有一种驱动机制即参数驱动，参数驱动机制是基于对图形数据的操作。通过参数驱动机制，可以对图形的几何数据进行参数化修改，但是，在修改的同时，还要满足图形的约束条件，需要约束间关联性的驱动手段亮约束联动，约束联动是通过约束间的关系实现的驱动方法。对一个图形，可能的约束十分复杂，而且数量很大。而实际由用户控制的，即能够独立变化的参数一般只有几个，称之为主参数或主约束;其他约束可由图形结构特征确定或与主约束有确定关系，称它们为次约束。对主约束是不能简化的，对次约束的简化可以有图形特征联动和相关参数联动两种方式。

所谓图形特征联动就是保证在图形拓补关系不变的情况下，对次约束的驱动，亦即保证连续、相切、垂直、平行等关系不变。反映到参数驱动过程就是要根据各种几何相关性准则去判识与被动点有上述拓补关系的实体及其几何数据，在保证原关系不变的前提下，求出新的几何数据。称这些几何数据为从动点。这样，从动点的约束就与驱动参数有了联系。依靠这一联系，从动点得到了驱动点的驱动，驱动机制则扩大了其作用范围。

所谓相关参数联动就是建立次约束与主约束在数值上和逻辑上的关系。在参数驱动过程中，始终要保持这种关系不变。相关参数的联动方法使某些不能用拓补关系判断的从动点与驱动点建立了联系。使用这种方式时，常引入驱动树，以建立主动点、从动点等之间的约束关系的树形表示，便于直观地判断图形的驱动与约束情况。

由于参数驱动是基于对图形数据的操作，因此绘制一张图的过程，就是在建立一个参数模型。绘图系统将图形映射到图形数据库中，设置出图形实体的数据结构，参数驱动时将这些结构中填写出不同内容，以生成所需要的图形。

参数驱动可以被看作是沿驱动树操作数据库内容，不同的驱动树，决定了参数驱动不同的操作。由于驱动树是根据参数模型的图形特征和相关参数构成的，所以绘制参数模型时，有意识地利用图形特征，并根据实际需要标注相关参数，就能在参数驱动时，把握对数据库的操作，以控制图形的变化。绘图者不仅可以定义图形结构，还能控制参数化过程，就像用计算机语言编程一样，定义数据、控制程序流程。这种建立图形模型，定义图形结构，控制程序流程的手段称作图形编程。

在图形参数化中，图形编程是建立在参数驱动机制、约束联动和驱动树基础上的。利用参数驱动机制对图形数据进行操作，由约束联动和驱动树控制驱动机制的运行。这与以往的参数化方法不同，它不把图形转化成其他表达形式，如方程，符号等；也不问绘图过程，而是着重去理解图形本身，把图形看作是一个模型，一个参数化的依据，作为与绘图者“交流”信息的媒介。绘图者通过图形把自己的意图“告诉”参数化程序，参数化程序返回绘图者所需要的图形。它关心的是图形，也就是图形数据库的内容，边理解，边操作，因此运行起来简洁、明了;实现起来也较方便。

参数驱动是一种新的参数化方法，其基本特征是直接对数据库进行操作。因此它具有很好的交互性，用户可以利用绘图系统全部的交互功能修改图形及其属性，进而控制参数化的过程；与其他参数化方法相比较，参数驱动方法具有简单、方便、易开发和使用的特点，能够在现有的绘图系统基础上进行二次开发。而且适用面广，对三维问题也同样适用。

2.3软件开发计划

2.3.1设计意图及目标

叙述该系统开发的意图、应用目标、作用范围以及其他应向读者说明的有关该系统开发的背景材料。解释被开发系统与其他有关系统之间的关系。

机夹可转位刀片参数化三维图库的开发设计，除了能包括数据的基本读取，查询和维护以及三维图库的设计外。还应包括友好的交互式型号查询界面，以及在数据不全的情况下模糊输入的模糊查询功能。

2.3.2 概要设计

1．建立尺寸参数库。即刀片的主要参数尺寸，将作为实体的驱动尺寸，即当实体的某个驱动尺寸发生改变时，实体大小随之变化。对于每一种标准件，其规格大小不同，就有不同的参数尺寸系列。如刀片，包括各部分的直径尺寸、长度

尺寸等，规格、类型不同，这些尺寸就可能不一样。当用户选择某个规格的刀片时，就应该利用其国家标准中规定的尺寸参数来进行三维造型。为此，需要将所有刀片的规格尺寸进行保存，以备查询、选择。现在我们可把刀片的各种规格尺寸，根据前面定义的实体尺寸名称，按照国家标准规定的尺寸数值，保存到数据库中或者以变量形式给予赋值，形成刀片的尺寸参数库。保存到对应的尺寸参数库中，这样就形成了对应的尺寸参数库。

2．建立用户界面,读取特征参数。Visual Basic 是Windows 下常用的编程语言，我们利用Visual Basic 进行二次开发的程序设计。用户根据需要的规格、型号到对应的数据库中读取尺寸参数。为了让用户操作方便，需为用户建立一个交互式的界面。用户可在此界面中输入所需规格或填写个别需要修改的尺寸，它是为用户选择刀片所设计的界面,由于每个刀片的参数尺寸都有形象化的提示信息，并且各种规格都已经放到列表框中，所以用户不需记忆各规格参数,操作起来非常方便。

待用户提交了所需型号后,就应该从数据库中读取此类型规格的参数。根据用户所选择的标准件规格，自动打开数据库中对应的刀片尺寸参数表，并查询其参数尺寸，然后返回所得数据。

3．利用特征参数生成所需零件。

首先，建立Solidworks刀片三维模板。机夹可转位刀片标准件的特点：

（1）：刀片标准件的有些形状、尺寸固定

（2）：刀片标准件有些形状固定，尺寸是可以变化的。

所以，分析刀片的特点，根据刀片形状建立刀片模板。

其次，利用VB 编制以上的输入界面和查询数据中的尺寸参数变成Solidworks 的实体尺寸。Solidworks 的二次开发功能是针对VB 和VC + + 程序设计语言的，他为VB和VC + + 提供了很多与Solidworks 接口的对象、集合，如Body 对象、Dimension 对象、SolidWorks 对象、Part 对象、Face对象、Feature 对象等，VB 通过这些对象可以访问Solidworks 环境中所建实体的各种参数，包括各种尺寸，各实体表面、实体边界、实体特征等，甚至可以创建、复制、修改实体特征,在Solidworks 环境中能够执行的操作，都可通过Solidworks 提供的API (应用接口) 中的功能来实现

4．开发原理如图2.3.1所示：

图2.3.1：系统开发框架图

2.3.3 数据存储方案的比较和实现

1．应用程序化编程把数据程序化，对数据分别进行定义，设置常量，分别对刀片参数进行定义，如型号是TPUN110304刀片：L＝11.0 d=6.35 s=3.18 m=9.128 r§=0.4 （单位：mm）

优点：简单。适用于数据量小的数据编程。

缺点：不适于大量的数据编程，程序较长，影响程序的运行速度。大量多维数组的运行可能引起数据混乱或程序错误。更重要的是，不方便对数据进行更改或追加升级。

2．建立刀片型号数据库，把刀片型号参数等分别存入数据库，再用程序对数据进行调用或存放。

优点：数据分类存放，使得数据容易区分，不易混淆。且读写操作方便，用户可以根据自身情况对刀片数据库进行维护和升级。

缺点：运用数据库编程，需要多掌握一门学科知识。且数据库编程较为复杂，程序的编写也要困难得多。

3．方案选择

刀片种类繁多，数据量也较大。因此使用落后的数据程序化不是理想的编程方法。在现代化的今天，事物日夜在变更，为了使新兴数据能及时的存放到数据库中，因此选用数据库编程是上选。

3.软件设计说明

3.1 设计思想

由于可转位刀片种类较多，故在开发过程中就不能只着眼于某一类刀片，而应该考虑大部分的刀片特点，采用参数化驱动方式。另外，为了提高设计效率，减少设计人员的重复工作量，充分利用以前设计的成果，该系统还提供了刀片库的浏览和检索及维护等功能。

该系统的设计思想如下

(1)大量的具体标准件中分析、归纳，抽象出共有的形状模式，作为建库的基本元素—特征，组成参数化特征库。

(2)建立利用特征库中的各种特征组成某类标准件的过程化描述(即类)，这种描述表达了此类刀片的构形信息，这类信息存放在参数化数据库中。

(3)具体的参数可以驱动标准件库中的模式具体化，产生相应的刀片模型。如一个刀片的参数为L、d、S、d1、r，当给出具体参数值时，所需的刀片即可产生。

3.2 初步设计

3.2.1 系统模型

基于SolidWorks的机夹可转位刀片三位图库主要由人机交互界面模块、程序设计模块、刀片参数数据库、刀片图形库等四大功能模块构成。系统模型如图3.1.1所示：

图3.1.1 系统模型图

刀片参数数据库由尺寸参数数据库和刀片特征数据库组成。尺寸参数数据库是程序的最基本数据库，储存了大量的刀片的尺寸参数及三维造型参数。是数据库的主体部分；刀片特征数据库主要是储存刀片形状、刀片类型等特征参数的数据库。

刀片图形库包括刀片预览图形库以及三维造型参数化模型库，刀片图形库中存放了各种不同型号的刀片预览图及三维实体参数化模板图，所有图形文件均存

放在同一个子文件夹中；刀片参数化数据库存放了不同型号的刀片各种造型参数。

人机交互界面模块主要完成数据的传输，其功能由对话框来实现。在人机交互界面中，用户维护、查找刀片型号数据库，以及选择刀片型号、参数化信息来生成三维实体图形。

程序设计模块主要由数据库读取子模块、绘制三位实体图形子模块和智能检测子模块组成，是系统的主要部分。该模块根据用户在人机交互界面模块中输入的参数等数据，在刀片参数数据库和图形库中检索刀片的参数化数据并进行参数合法性检查，进行刀片的维护；或者进行参数化三位图形设计，生成所需规格的刀片实体图形；也可以根据刀片型号查看可配用的刀垫型号。

3.2.2系统数据流程图

如图3.2.1所示，显示了可转位刀片系统设计的数据流图。

用户输入数据，经过数据智能检验后，若有错误，则提示并返回用户重新输入；否则，将根据用户输入数据从数据库中取出刀片型号数据并显示。用户可以通过交互式或快速查找方法得到刀片型号。系统允许用户对数据进行增、删、改的调整。调整完后的数据保存到刀片数据库中。系统然后从刀片图片模板库中调用刀片三维图模板文件，进行三维造型。用户对生成的刀片三维图形进行保存或出图打印。

图3.2.1 系统数据流程图

3.2.3 根据设计意图画出程序框架图

根据软件的使用原则，设计软件的欢迎窗体、可供用户选择的选择窗体，使软件体现人性化。另外要达到功能要求，设计数据查询、维护窗体，为刀片型号查询创建模糊查询功能建立模糊查询窗体，以及显示更加详细数据的窗体。为了让用户摆脱查阅手册的麻烦，设计交互式查询窗体，带领用户快速地查出需要的刀片型号并在数据库中查询该刀片数据。刀垫总和刀片联系在一起的，在用户查询出刀片之后，更快地得到刀垫型号，添加查看刀垫窗体，完善程序功能。

程序框架图见图3.2.2所示：

图3.2.2：程序框架图

3.3 三维造型软件及开发工具的选用

3.3.1 三维造型软件的选用

当今国内外优秀的三维建模软件有AutoCAD，Pro/E，UG，SolidWorks 等。

SolidWorks在总结和继承了大型CAD软件的基础上，在Windows环境下实现的三维机械设计软件。它涵盖了零件设计、装配设计、工程制图等功能，以直观的用户界面、参数化特征造型技术为设计人员提供了良好的设计环境。以solidWork 为核心的CAD/CAE/CAM集成系统能够全面满足产品设计、分析、制造、产品数据管理的一体化集成要求，是一种具有强大的三维建模与工程图绘制等功能的优秀的工程软件。Solidwork、的主要优点有：

1) 界面友好。Solidworks是在windows环境下重新开发的应用程序，它充分利用了windows的优秀界面，为设计者提供简易方便的工作界面，熟悉windows界面的用户可以在短时间内迅速掌握软件的功能。

2) 特征管理器。特征管理器是由Solidworks首创的，现在己经成为windows 平台下三维CAD软件的标准。SolidWorks建模的每一步操作，都记录在特征树里，供查询参考，在特征树上可方便地修改某特征定义及属性等。如果前后两步操作没有依赖关系，通过操作特征树，还可以拖动特征操作顺序，或删除某步操作。

3) 全相关性。用户可以在设计过程的任何阶段修改设计，同时引起在装配体、工程图中相关部分的同步更新。彻底解决了从三维到二维的瓶颈问题。

4) 特征识别。Solidwork:突破了不同CAD在转换模型时无法识别特征的问题，用户可以在读取其它CAD软件系统的模型时将原有的特征直接转化为solidworks 的特征。

5) 大型装配的处理能力。Solidworks同时提供了自顶向下和自底向上的装配方法，适应用户的不同需求。从底层到顶层的设计过程中，可以将零件调到工作面上进行装配，并检查干涉关系，在次基础上可以直接进行第二次建模操作(如打孔、提升、修改特征等)，然后再检查干涉关系进行调整。从顶层到底层的设计过程可以由最终的模型(装配体基体)基本参数派生具有相关性的下一级的子模型，然后再进行其它子模型设计，从而直接完成装配体，派生出相应零部件。

6) 多种数据交换方式。SolidWorks支持多种文件格式，可以与目前流行的CAD、CAE、CAM进行数据交换。比如如果在装有AutoCAD的计算机中安装了SolidWorks软件，则安装成功后，AutoCAD中会自动生成与SolidWorks进行数据交换的两个按钮，利用这两个按钮，可以方便地进行实体数据交换。

7) 组件技术的应用。由于solidworks采用了基于window:的软件组件技术和开放式结构，能够快速适应前沿技术扩展其核心功能，在众多三维CAD系统中独树一帜，逐渐成为微机平台上的主流三维设计软件。Solidwork、通过COM技术提供了几百个API函数，这些API函数是SolidWorks的OLE程序接口，它为用户提供了强大的二次开发接口。支持OLE编程的开发工具如:Visual C++, Visual Basic, Delphi等都可用于solidworks二次开发，创建出用户定制的专用solidwork:功能模块。

综合考虑三维建模软件的二维、三维绘图建模功能，交互操作界面的简单易学和图形数据存储格式的标准；以及提供的二次开发接口等因素，本课题选用SolidWorks作为二次开发平台。

3.3.2 数据库管理软件的选用

为了生成不同类型的型号刀片，必须将刀片的数据存储在数据库中，目前市场上提供的桌面数据库有很多，主要有SQL Server, Oracle, FoxPro, Access等。其中Oracle和SQL Server适用于网络或大型数据库可开发。由于上述软件之间相互可以通过开放数据库互连(ODBC)技术进行数据访问，所以数据库软件的选用对软件的升级不会有很大的影响。Office软件包中提供的Access是一个小巧的数据库管理系统，可以完成诸如查询、增加、排序等对数据的操作功能，完全满足开发标准件库对数据管理的要求，因此，本课题选用Access数据库软件作为后台数据库。

若想在VB6.0中访问数据库，必须使用一种数据库接口技术，常用的数据库接口技术包括ODBC、ADO、DAO等，本系统使用的是ADO数据接口技术。

3.3.3 开发工具的选用

可转位刀片三维图库的程序设计采用Visual Basic语言实现。VB充分支持面向对象的程序设计。在面向对象的继承机制下，子类自动继承父类的属性，并将自身的属性传递给其子类，大大简化了相似节点的描述问题。类的封装性使得成员变量只能通过公有方法来访问，增强了系统的健壮性和稳定性。

SolidWorks通过OLE(对象链接与嵌入)技术为用户提供了强大的二次开放接口，支持OLE编程的开发工具如Visual C++, Visual Basic, Delphi等都可以用于SolidWorks的二次开发，建制出用户定制的、专用的SolidWork、功能模块。使用Visual Basic开发的应用程序可以直接嵌入SolidWorks内部，加载成功后应用程序菜单直接出现在solidworks主菜单上，如同SolidWorks自带功能一样进行工作，可

以提高设计效率。

基于上述原因，本课题采用Microsoft公司的Visual Basic作为系统开发工具。

3.4.1 根据框架图初步建立程序界面

1．快速查询窗体

该窗体是最主要的窗体，主要功能是提供查询刀片数据参数，以及刀片数据库的维护（修改、删除、增加升级），以及对从数据库读出的型号刀片绘制三维图、查看该配套刀垫等。

图3.4.1：刀片型号查询及操作界面

a)交互式查询窗体3.4.2

顾名思义，该窗体是与软件使用者进行交互对话，引导用户对数据进行操作和引导查询或维护刀片型号数据库。如图3.4.2所示。

图3.4.2:交互式查询窗体

b)模糊查询窗体3.4.3

3.4.2 数据库关系表

根据初步界面和程序要求，建立数据库关系表，如图3.4.4所示：