三维参数化设计方法由于其高效、简单、可移植性强等特点，正受到越来越多的研究设计人员的关注。利用VB对SolidWorks进行二次开发便是实现三维参数化设计方法常用的手段之一。SolidWorks为用户对其进行二次开发提供了内嵌的应用程序接口（API），任何支持OLE和COM的编程语言都可以作为开发工具，如Delphi、C++、VisualC++、VisualBasic等。
图1 调节阀组装图
调节阀又称控制阀（如图1所示），是过程控制系统中用动力操作去改变流体流量的装置，随着工业自动化程度的不断提高，已广泛应用于冶金、电力、化工、石油、轻纺、造纸、建材等工业部门 。调节阀产品品种、规格繁多，人工设计周期较长、效率低。因此，研究Solid-Works二次开发技术在调节阀参数化设计中的应用，对于缩短调节阀产品研发周期，提高设计效率和质量，具有重要意义。
一、开发原理与思路
对SolidWorks进行二次开发主要是通过该软件自身提供的API接口来实现的，该接口提供了大量的OLE对象（对象体系结构如图2所示）。用户可以借助高级编程语言作为开发平台，在设计友好界面的同时，利用程序调用OLE对象对SolidWorks进行访问和操作，从而实现Solid-Works的参数化建模。
图2 SolidWorks 对象体系结构
关于开发平台的选择问题，可以结合开发人员的实际情况选用。对于非计算机专业的工程技术人员而言，使用VisualBasic语言作为SolidWorks的二次开发平台比较理想。该语言规则简单、开发效率高，所具备功能已能满足开发要求。此外，SolidWorks宏录制功能的VBA环境与VisualBasic语言环境完全相同，便于开发人员快速上手。
在采用VisualBasic6.0对SolidWorks进行二次开发过程中，通过VB编写的应用程序为客户端，SolidWorks为服务端，VB编写的应用程序驱动SolidWorks完成指定的设计工作。其基本开发思路是在SolidWorks环境中，任意选择某一型号的调节阀产品，按正确的设计关系绘制出零件模型，同时利用SolidWorks宏录制功能获取相关代码，然后根据零件设计需要分析并确定模型的参数变量，通过VB编程环境设计应用程序操作界面，以尺寸驱动方式实现对调节阀零件的设计。由于调节阀多为系列化产品，零件结构相似程度较高，因此VB应用程序在设计时，可以通过建立Access数据库，为用户提供零件设计时所需参数。该开发思路的工作流程如图3所示。
图3 二次开发工作流程图
二、应用实例
下面结合调节阀阀座的参数化设计，阐述基于VB和SolidWorks的二次开发技术在调节阀参数化设计中的应用。
1、模型特征绘制
SolidWorks是一套基于特征建模的三维软件，它以草图的形状和尺寸为基础，通过“拉伸”、“旋转”、“扫描”、“放样”命令将2D草图转换为3D实体模型，然后在上述模型的基础上进行“切除”、“圆角”、“倒角”、“钻孔”等操作，完成单个零件的制作。
电动调节阀零件结构大多数具有回转体特征，在绘制模型时常用“拉伸”、“旋转”命令。绘制调节阀阀座零件模型如图4所示。
图4 阀座零件模型绘制流程
2、确定变量参数与约束
为了使后续程序能够方便地调用、修改模型参数，应结合模型的设计要求选择和命名参数变量，添加必要的尺寸约束关系。调节阀阀座设计变量参数及约束关系如下：
Extrude1——顶部特征圆直径：D1、顶部特征圆长度：H1；
Extrude2——退刀槽直径：D2；
Extrude3——外螺纹公称直径：D3，外螺纹长度：H2；
Cut－Extrude1——中心孔直径：D4，中心孔长度：H；
Cut－Extrude2——工艺孔直径：D5，工艺孔孔深：HD，工艺孔孔距：L；
Cut－Revolve1——工艺孔锥体部分。
对于绘制工艺孔锥体部分的草图，需要为其添加约束条件“HoleRadius@Sketch6”＝“Exclude2＿Sketch5”／2，使工艺孔锥体底部半径与工艺孔孔径成1：2的关系。
具体操作为：打开绘制好的阀座模型，在工艺孔草图中将孔径名称命名为Exclude2＿D1，在工艺孔锥体草图中将锥体底部半径命名为HoleRadius，然后在菜单栏“Tools”选择“Equations”，在弹出的对话框中加入上述约束条件即可。
3、建立动态链接
启动VisualBasic6．0新建标准exe工程，在“工程”→“引用”中选择需要加载的类型库文件，主要包括：SldWorks 2007 Type Library、SolidWorks 2007 Constant Type Library、SolidWorks2007 Commands Type Library和SolidWorks 2007 Exposed Type Libraries for add－inuse。加载类型库文件后，初步建立了VB与SolidWorks之间的通信连接，使得VB能够调用SolidWorks的对象、方法和属性。
4、设计用户访问界面
根据上面所确定的变量参数，设计阀座参数，定义用户界面，如图5所示。
图5 阀座参数输入界面
5、模型更新程序
要使变量参数能够驱动模型库中的模型，实现模型的自动更新，在完成上述步骤，还需要通过模型更新程序来驱动。部分调节阀阀座模型自动更新程序如下。
SetswApp＝CreateObject(″SldWorks．Application″) ＇打开SolidWorks接口为调用其API函数做准备
swApp．Visible(True) ＇启动SolidWorks，使其窗口可视
Set Part＝swApp．OpenDoc(MyPath+″＼Class＿阀座．SLDPRT″，swDocPART) ＇调用零件库模型
If Part Is Nothing Then
ExitSub
Else
Set Part＝swApp．ActivateDoc(″Class＿阀座．SLDPRT″) ＇激活模型，使模型可修改
End If
Part．Parameter(Sketch1″)．SystemValue＝Class＿Top ＇顶圆直径D1
Part．Parameter(″D1@Extrude1″)．SystemValue＝Class＿Extrude1＿D1 ＇顶部长度H1
Part．Parameter(″MidDiameter@Sketch2″)．SystemValue＝Class＿Mid ＇退刀槽直径D2
Part．Parameter(Extrude2″) ．SystemValue＝Class＿Extrude2＿D1 ＇退刀槽长度H－H1－H2
Part．Parameter(″DownDiameter@Sketch3″)．SystemValue＝Class＿Down ＇外螺纹公称直径D3
Part．Parameter(Extrude3″) ．SystemValue＝Class＿Extrude3＿D1 ＇外螺纹长度H2
Part．Parameter(″Exclude1＿D1@Sketch4″)．SystemValue＝Class＿Exclude1＿D1 ＇中心孔直径D4
Part．Parameter(″Exclude2＿D1@Sketch5″)．SystemValue＝Class＿ScrewHoleDia ＇工艺孔直径D5
Part．Parameter(″HoleDistance@Sketch5″)．SystemValue＝Class＿ScrewHoleDis ＇工艺孔孔距L
Part．Parameter(″D1@Cut－Extrude2″)．SystemValue＝Class＿ScrewHoleDepth ＇工艺孔孔深
HDPart．EditRebuild ＇重新建立模型
Part．ShowNamedView2 ″*Trimetric″，8 ＇调整模型视角
Part．ViewZoomtofit2
MsgBox″三维造型结束″，vbOKOnly，″提示″＇显示模型更新完毕信息
注：此程序在WindowsXp SolidWorks 2007 EN下调试通过。
6、建立尺寸参数数据库
根据前面所确定的调节阀阀座零件变量参数，利用Access建立符合要求的数据库。数据库建立后，在程序中通过数据控件与特定的数据表相连接，为用户提供可选择的零件设计参数。
三、结论
用VB6．0对SolidWorks软件平台进行二次开发，实现了设计变量与编程语言相结合的调节阀零件参数化设计，其自动化程度高，能够方便快捷地设计出一系列结构相似的零件参数化模型，简化了零件设计过程，提高了设计工作效率。因此，该方法在机械零件设计领域具有广阔的应用前景。
