挖掘机液压缸参数化设计及研究.pdf

第 3 期 总第 1 6 6期 2 0 1 1年 6月 机 械工 程 与自 动 化 MECHANI CAL ENGI NEERI NG ＆ A UT0MATI ON No ． 3 J u n． 文章 编 号 1 6 7 2 6 41 3 2 0 1 1 0 3 0 0 7 2 0 3 挖掘机液压缸参数化设计及研究 文卫 星，任 家骏 ，孙桓五 ，张 涛 太原理工大学 机械 工程学院，山西 太原0 3 0 0 2 4 摘要 通过二次开发 工具 U G ／ O p e n ，以挖掘机 工作装置 中的液压缸 为例，提 出 U G二次开发 参数化设计方 法。利用 MF C实现 U G对话框界面和后台数据库 的连接 ，最终 完成液压缸零件 参数 的自动提取 ，提高 了零 件 的设计效率。 关键词 液压缸 ；U G ／ O p e n ；数据库 ；参数化设计 ；挖掘机 中 图分 类 号 T D 4 2 2 ． 2 T H1 2 2 文 献标 识 码 A 0 引言 挖掘机 工作装 置 中的液压 缸属 于常用件 ，其结 构 相似但型号不同尺寸也不同，且需要反复建模 ，故本 文利用 U G ／ O p e n对其 进行 参数化 设计 。U G是 当今最 先进的、面向制造行业 的 C A D ／ C A E ／ C A M高端软件， 而且 具 有 良好 的 开 放性 ，利用 U G ／ O p e n二 次开 发 模 块 可以 开发 出个性 化 的数据库 应用程 序 ，使 其能更 高 效地 对标准 件和特 定件进 行 自动化建模 ，避 免重复 劳 动 。将 O D B C技术 用于 开发 U G数 据库 应用 程 序 ，可 实现其 与外表 数据 的 连 接 ，使 数 据 库操 作 简 单方 便 ， 极 大地 缩短 了零 件 的设计 开发时 间。 1设计思 路 本文利用 U G提供的参数化功能模块实现模型的 设计 变量驱 动 ，即在模 型构建过 程 中用变量来 控制模 型 的几 何 尺 寸 和 约 束 关 系 。用 U G ／ O p e n Me n u S c r i p t 和 U I S t y l e r 进 行菜 单和界 面设计 ；用 U G ／ O p e n A P I 进 行 对 话 框 程 序 设 计 ，并 在 该 程 序 中利 用 函 数 调 用 MF C生成后 台程序 ，生成 的后 台程序 继 续调用 A c c e s s 数 据库 ，从 而实 现对液 压缸参 数的提 取 。设 计程序 流 程 图如 图 1所 示 。 2菜单和对 话框 的定制 2 ． 1 菜单 的定制 菜 单制 作 通 过 U G ／ O p e n Me n u S c r i p t 来 实 现 ，支 持 U G主菜单 和快速 弹 出式 下拉 菜 单 的修改 ，通过 它 可 以生成 用户化 的菜 单 ，进 而集成 用户二 次开发 的特 收稿 日期2 0 1 0 - 1 2 - 1 7 ；修回 日期2 0 1 1 0 2 一 O l 作者简介文卫星 1 9 8 3 ． ， 男 ， 山西运城人 ， 在读硕士研究生。 殊应 用 。编写 如 下 菜 单脚 本 文 件 ，并放 在 s t a r t u p文 件夹 中 图 1设计 程序 流 程 图 VERS 1 0N 1 2 0 EDI T UG GAT EWAY MAI N MENUB AR B EF ORE UG HEL P CAS C ADE B U T T 0 N w a j u e j i L A B E L挖掘机回转类零件参数化设计 ENDOF．BE FORE ME NU w a j u e j i C AS CADE B UTY ON me n u ． n ame ．2 2 L A B E L挖掘机液压缸 END ．OFMENU MENU me n u nam e 2 2 BUT T 0N me n u nam e 一 3 1 L A B E L液压缸结构 AC TI ONS d i y i 3 ． d l g BU TT ON me n u nam e 一 3 2 L A B E L液 压 缸 缸简 Me n u S c r i p t 开发 U I S t y l e r 开发 A P I 开发 MF C开发 A c c e s s 数据库 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年 第 3期 文卫 星，等 挖掘机 液压 缸参数化设计及研 究 7 3- AC TI ONS g a n g to n gac t END OF ME NU 其 中 ，g a n g t o n g a c t 是 在 U G ／ O p e n A P I 程 序 中注 册 的函数 名 。用户 自定义 菜单 如 图 2所 示 。 图 2用 户 自定 义 栗 单 2 ． 2对 话 框 的 定 制 U I S t y l e r 模块 提 供 了 强 大 的 制 作 U G ／ N X 风 格 窗 口的功 能 ，利用 其 编辑 工 具 可 以生 成 包 含数 据 输 入 、 文字输入 和选 择 框 等要 素 的 用 户 界 面。 在 此 对 话 框 中 ，定 义了 5个 回调 函数 ，即取 消按钮 回调 函数 c a n c e l c b 、构 造 回调 函数 c o n s t r u c t i o n 、析 构 回 调 函 数 d e s t r u c t i o n 、确定 回调 函 数 0 K c b和 按 钮 回调 函 数 p a r a d a t a ba s e a c t 。对 话 框 设 计 完 成 后 ，保 存 为 c 语言格 式 ，此 时 在 所 选 择 的存 放 路 径 下 生 成 3个 文 件 g a n g t o n g ． h 、 g a n g t o n g ． c 、 g a n g t o n g ． d l g 。 其 中 ， g a n g t o n g ． d i g文 件 一 定 要 放 在 a p p l i c a t i o n 目录 下 。缸 筒参数 化设计 对话 框 如 图 3所示 。 图 3 缸筒参数化设计对话框 3参数传 递 3 ． 1 对话框程 序 设计 程 序通 过 G A N G T O N G c o n s t r u c t i o n 函数 来 对对话 框进行 初 始 化 ，主 要 读 取模 型 中表 达式 的值 ， 并显示 在对 话 框 中 ；G A N G T O N G ～ o k c b 函 数 用来 响应 用 户 单 击[ 确 定 ] 按 钮 ，主要 完 成 读 取 活 塞 的参数值 、改 变活 塞 的参 数值 以及 把参 数值 的变化 反 映 至 U 图形 中 ；G A N G T O N G p a r a d a t a b a s e a c t c b 函数 用 来 响应[ 参 数 库 ] 按 钮 ， 主 要 通 过 pa r a d a t a b a s e f u n 外 来 函数来 调用 MF C界 面及 完 成 数据 库 中数据 的调 用 ，并 把数 据传 给 U G 。 3 ． 2 调 用 模 板 图形 在 U G的建 模 模 块 中 ，根 据 需 要 建 立 图 形 模 板 ， 并 设 置为 只读 属 性 ，并 在 草 图 中对 主要 尺 寸 进 行 标 注 。调 用 图形 模 板 文 件 主 要 通 过 U F P A R T o p e n 函 数 完 成 ，但 是 图形 模 板 文 件 是 不 允 许 被 修 改 的 ，所 以调用 完 图 形 模 板 后 就 立 刻 用 u F ～ P A R T save ～a s 函数存储 。由于本程 序采用 菜单 A C - T I O N S后面“ 调用应用程序 ”的方式进行调 用，所 以在 g a n g t o n g ． c p p文 件 中 添 加 函 数 G A N G T O N G F u n 作 为 系统 的人 口函数 。 3 ． 3 利 用 MF C建 立 可供 U G／ O p e n A P I调 用的 D L L 在全 局 对 象 类 中 添 加 函数 p a r a d a t a b a s e ～ f u n ，并将 要用 到 的 U G二次 开发工 具包 中的函数 头文 件包 含进 来 ，并在该 动态 链接 库框 架 中按 照需 要 加入 对话 框 和文本 框 ，双击 对话 框创 建包含 资 源的 C D a t a b a s e m a i n类，在类中可实现与后台数据库的连接。 选 择[ P r o j e c t ] 一[ S e t t i n g ] 命 令 ，在“ l i n k ” 选 项卡 中 添 加 l i b u f u n ． 1 i b和 l i b u g o p e n i n t ． 1 i b ，然 后 选 择[ T o o l s ]_ [ O p t i o n s ]命令 ，在 “ D i r e c t a r i e s ”选 项 卡 中 添 加 A P I函数 库 所 在 路 径 ，并 要 添 加 MF C O D B C开 发 的头文件 i n c l u d e 。 将 p a r a d a t a b a s e ． 1 i b文 件复制 到 g a n g t o n g ． d s w工 程 目录 中，选 择[ P r o j e c t ] 一[ S e t t i n g ] 命 令 ，在 “ l i n k ” 选项 卡 中添加 l i b u f u n ． 1 i b和 l i b u g o p e n i n t l i b和 p a r a d a t a b a s e ． 1 i b 。然后选择[ T o o l s ]_[ O p t i o n s ] 命令 ，在 “ D i r e c t a r i e s ”选项卡 中添加 A P I 函数库所 在路 径 。 3 ． 4添 加 数 据 库 选 择 A c c e s s 作 为 数 据 库 ，新 建 空 数 据 库 ，命 名 为 p a r a d a t a b a s e ． m d b ，使 用设 计 器 创 建 表 结 构 ，在 设 计 器 中创建 字段 ，关 闭设计 器并保 存 表名 p a r a ，然 后在 p a r a 表 中输 入 数 据 。选 择[ 控 制 面 板 ]一[ 管 理工 具 ]一[ 数据 源 ] ，单击 添 加按 钮 ，进行 数 据 源 注册 ，选择 Mi c r o s o f t A c c e s s D r i v e r 驱 动程序 ，并 指定 创 建 的 p a r a d a t a b a s e ． md b位 置 ，完 成 数 据 源 的 注 册 ，A c c e s s 数据 源如 图 4所 示 。 4 结 论 在深入 研究 挖掘 机工作 装 置 中的液压 缸零 部件并 对 其进 行 参 数 化 设 计 的 基 础 上 ，利 用 MF C 与 U G ／ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 4 机 械 工 程 与 自 动 化 2 0 1 1年 第 3期 O p e n A P I的接 口技 术 ，可 以快 速 建 立 产 品参 数 的数 据库 ，完成 用户 的需求 ，对用 户来说 ，能够 有效地 管 理数据 ，节省 时 间和成本 。 图 4 Ac c e s s数 据 源 参考文献 [ 1 ] 黄 勇， 张博林 ， 薛 运锋 ． U G二 次开发与 数据 库应用基 础 与典型范例[ M] ． 北京 电子工业 出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 2 ] 侯永寿 ， 丁 向阳 ． U G ／ O p e n二次开发与实例精解[ M] ． 北 京 化学工业出版社 ， 2 0 0 7 ． [ 3 ] 莫蓉 ， 常智 勇 ， 刘 红军 ， 等 ．图表详解 U G N X二 次开发 [ M] ． 北京 电子工业 出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 4 ] 刘定伟 ， 薛澄岐 ． U G二次开发接 口技术 研究 [ J ] ． 机械制 造与 自动化 ， 2 0 0 5 1 8 O 一 8 3 - [ 5 ] 曲艳峰 ， 杨小兵 ． 基 于 O D B C数 据库 的 U G ／ N X应用系统 开发 [ J ] ． 上海 电力学院学报 ， 2 0 0 8 4 3 8 5 ． 3 8 7 ． Pa r a m e t r i z a t i o n De s i g n a n d Re s e a r c h o f Hy dr a u l i c Cy l i n d e r o f Ex c a v a t o r W EN W e t x i n g ，REN J i a - j u n，S UN Hu a n - wu，ZHANG Ta o C o l l e g e o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g， T a i y u a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y，T a i y u a n 0 3 0 0 2 4 ， C h i n a Abs t r ac t Ta k i n g t he h y d r a u l i c c y l i n d e r o f e x c a v a t o r wo r k i n g d e v i c e a s e x a mp l e，t h i s p a p e r i n t r o du c e d t he pa r a me t r i z a t i o n de s i g n me t h o d o f UG s e c o n da r y de v e l o p me n t ．Th e c o mmu n i c a t i o n b e t we e n UG d i a l o g i n t e r f a c e a n d b a c k s t a g e d a t a ba s e wa s s e t up wi t h MF C，a nd t h e p a r a me - t e I s o f h y dr a u| i e c y l i nd e r we Y e a ut o ma t i c a l l y e x t r a c t e d，wh i c h i nc r e a s e d d e s i g n e f fi c i e n c y ． Ke y w o r ds h y d r a u l i c c y l i n d e r ； UG／ Op e n；d a t a b a s e；p a r a me t r i z a t i o n d e s i g n；e x c a v a t o r ， ， ， ● l ’ ， ● ， ’ ， ’ ， ’ ’ ’ ’ ， ， ’ ’ l l ， l 2 J ．mml ’ ， ， ’ ， l i p ， l ， ， ’ ’ ● ， ， l ● l l ， ， l ， ， l ， ’ ， ， ， ， ’ ， ， ’ ， ’ ， ● ● ● ， ● ， I ， ● ’ ， ， 上 接第 7 1页 3 结 语 通过对 主轴 支承 跨 距 进行 优 化 ， 使 得 电 主轴 的主 轴刚 度和第 2阶固有频率 得到 了相 当程度 的提 高 。可 见， 在电主轴的设计过程 中通过使用有限元优化的方 式 ， 可以使工作在安全转速 内的高速电主轴的加工性 能得到有 效 的提升 。 参 考文 献 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 吴玉厚 ． 数 控机床 电主轴单元技术[ M] ． 北京 机械工业 出版 社 。 2 0 0 6 ． 吴 国华 ． 金 属切削机床 [ M] ． 第 2版 ．北京 机械工业 出 版 社 ， 2 0 0 5 ． 戴曙 ． 机床滚动轴承应用手册 [ M] ． 北 京 机械工业 出版 社 ． 1 9 9 3 ． 龚曙光 ． A N S Y S工程应 用实 例解 析[ M] ． 北京 机械 工业 出版社 ， 2 0 0 3 ． Op t i mi z a t i o n De s i g n o f Hi g h-- s p e e d mo t o r i z e d S p i n d l e S t r u c t u r e o f NC La t h e WANG Ke ，YI Gu a n g - j i a n，S UN Yi n g we i h e n y a n g U n iv e r g i t y o f T e c h n o l o g y ，g h e n y a n g I 1 0 8 7 0， C h i n a A b s t r ac t Th e p a p e r a n a l y z e d t h e b e a r i n g c h a r a ct e r i s t i c of t h e m o t o r i z e d s p l i nd l e o f a NC l a t h e，a n d s e t u p a p a r a me t e r i z c d F EA mo d e l o f t h e s p l i n d l eb e a r i n g s y s t e m i n ANS YS，t o find t h e wa y t o i n c r e a s e t he s p i n d l e s t i f f ne s s ．Ta k i n g t he be a r i n g s p a n a s t h e d e s i g n p a r a me t e r，t h e pa pe r c a r r i e d o u t t he op t i mi z a t i o n d e s i g n o f h i g h s p e e d mo t o r i z e d s pi nd l e s t r u c t u r e．Th e r e s u l t s s h o w t h a t bo t h t h e s t i f f n e s s a n d t h e s e c o nd i n h e r e n te q u e ne y h a v e b e e n i n c r e a s e d． Ke y wor d smo t o r i z e d s pi n dl e；fin i t e e l e me nt a n a l y s i s ；o pt i mi z a t i o n d e s i g n 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m