CATIA二次开发的车用弹簧设计
CATIA二次开发的车用弹簧设计[20200106202740]
对CAD软件的二次开发是具有很大实际应用价值的工作。本文对CATIA的二次开发方法、特点和技术进行一些探索和研究。在此基础上，以CATIA为开发平台，应用其提供的VBA进行二次开发，通过在CATIA软件进程内编写宏脚本以及用excel表格的形式实现车用弹簧的参数化设计，达到了预期的效果。但由于时间的关系和对软件的掌握程度上的不足，还有很多相关的工作需要在此基础上继续，如：完善VB编程对弹簧的条件约束；建立完善的标准库；用CAA等专业开发工具实现CATIA对汽车设计和生产的专业化、用户化等。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:CATIA,二次开发,车用弹簧,设计
目 录
1 绪论 1
1．1 CAD 软件二次开发的意义和方式 2
1．2 CATIA 软件概况 4
1．3 课题的选题依据和主要的研究任务 5
2 CATIA二次开发 6
2．1 CATIA二次开发的几种方式 7
2．2 二次开发的特点 7
2．3 Automation API二次开发 8
2．4 Visual Basic介绍 9
2．5 CAA 与VBA 的区别 11
3 车用螺旋弹簧的设计与计算 13
3．1 圆柱螺旋弹簧 13
3．2 弹簧材料 15
3．3 弹簧制造 15
3．4 弹簧特性曲线 16
3．5 弹簧刚度 17
3．6 圆柱螺旋弹簧技术要求 18
3．7 圆柱弹簧的参数及几何尺寸 18
4 二次开发下的车用弹簧建模设计 24
4．1 CATIA车用弹簧建模及宏的录制 24
4．2 车用弹簧参数化建模设计 28
4．3 进入目录编辑器工作台，添加零件系列 30
4．4 生成工程图 30
5 车用弹簧参数化设计 31
5．1 车用弹簧参数化设计 31
5．2 利用VBA进行二次开发 33
5．3 利用VB生成数据库 34
结 论 38
致 谢 39
参 考 文 献 40
1 绪论
在世界汽车发展史中，我们不难发现，任何超级大国，工业现代化的大国，也是主要的汽车强国。如德国，法国，美国，日本等。汽车工业是一个综合性的产业，它反映了一个国家的综合工业水平。改革开放后，中国汽车行业已经进入了一个崭新的时期。中国汽车工业的进程可以分为三个阶段：第一阶段，中国汽车产业从1953到1978改革开放以前；第二阶段，1978至第二十世纪末。中国的汽车工业就获得了飞速发展，已经形成了一个健全的汽车工业体系，从载重汽车到家庭轿车，中国汽车产业进入全面发展；第三阶段，进入二十一世纪以后。中国加入世界贸易组织后，中国汽车产业已经进入了一个市场规模和生产规模迅速扩大的阶段，并已正式融入世界汽车工业体。由于汽车行业的相关效益大，它一方面创造了巨大的价值，另一方面带动的相关产业是其他行业所替代不了的。汽车业一直被视为发达国家的经济指标，在过去的一百年里，汽车业在国家实力的发展中起着举足轻重的作用。这些年来，随着信息化进程的不断加快，以及CAD／CAE／CAM技术的引入和发展，计算机技术在机械制造业中的应用日益得到普及和深化。
然而，随着信息技术的不断发展，世界市场的全球化，经济的区域化，和世界的跨国经营越来越明显。如今汽车行业的相关效益大，它一方面创造了巨大的价值，另一方面带动的相关产业是其他行业所替代不了的。主要表现在：产品自身周期缩短，多样化的用户需求，大市场，大竞争，交货期缩短等。在当下日益激烈的市场竞争环境中，企业是否可以在尽可能短的时间内，尽可能低的本金向用户提供满意的产品质量可能已成为影响自身发展的一个重要问题。
传统基于二维产品的设计和制造需要消耗大量的时间。不能顺应当代制造系统因地制宜的，快速的要求，大量用户感到没有标准件库，也不提供标准件库的设立，给设计工作带来了诸多不便，对设计效率产生严重的影响。因此，在汽车设计过程中，我们需要建立专业的“备件库”的行业或公司以缩短产品设计开发周期的重要手段，提高产品质量和降低产品成本。本论文正是基于CATIA的二次开发技术以此创造适应于企业需求的车用标准弹簧库。因此它可以为三维CAD设计环境提供良好的基础。
1．1 CAD 软件二次开发的意义和方式
1.1.1 CAD二次开发的意义
二次开发是用户在软件开发商所给予的开发环境和编程接口基础上，迎合软件开发人员的技术要求，进行新功能的开发或软件环境定制的过程。同时，CAD技术推动了整个设计和制造业的革命，其发展和应用水平已成为一个国家现代化水平的重要象征。中国向来注重引进、推广和应用CAD技术，并重视CAD软件的创新发展。从本质上讲，两者的发展也是一个软件创新的过程。当今，国内的CAD软件的应用大致可以分为两类：一类是国内自主版权的CAD软件，另一类是CAD软件对外商业化。在国外CAD软件，全方位视图性能优良，因此，满足商业化和工程化的一般需求。在国内市场份额占有率比较高。然而，这类CAD软件是通用软件，在应用中需要根据各行各业的特点对其进行不同阶段的二次开发，才能发挥它本身的作用。因此，国外CAD软件的二次开发是一个科研项目，这对我们有实用价值。
闻名中外的CAD/CAM软件，如UG、I-DEAS、CATIA、Pro/E、Solid Works和华正CAXA系统等，他们是商业化的通用平台。该软件听取了各行业、各地区用户的需求，而不是针对一个特定的地带，甚至一些产品的专用软件，所以使用它们来完成一个特定的产品设计，往往不是很方便。由于不同的企业有不同的产品，设计方法和产品结构是不一样的，即使它是一个特殊的CAD软件的一个特定类的对象，很难满足特定需求，也不可能从软件公司购买所有产品设计软件。CATIA的出现很好地解决了这些问题，规避了风险，创造了新的价值。因此，运用CAD技术实现积极效果，我们必须以CAD软件为基础，结合自己的实际情况和实际需要，进行本地化开发，建立一个映射应用系统和数据库。形成具有特色的CAD系统，这也是CAD软件均提供二次开发手段的重要原因。在CATIA基础上，针对行业标准规范和具体应用需求，进行二次开发,有利于公司高效得生产产品，减少成本，利于这个行业的发展。
此外，CAD 软件二次开发其实是把商品化、通用化的 CAD 系统用户化、本地化的一个过渡阶段，即以 CAD 系统为基础平台，研制符合国家标准、适合企业实际应用的用户化、专业化、集成化的软件。结合CAD软件的发展历程，我们可以掌握CAD软件的开发方法，以高效地达到应用CAD技术的目的。
1.1.2 CAD 软件二次开发的方式
CAD软件二次开发的目的，是将设计出的系统作为工具来辅助具体的设计，创建一个方便、灵活、高效的工程设计环境。因此，要用工程化思想指导开发。第一，二次开发应符合工程设计的自身特点；其次，在二次开发系统开发设计过程中必须遵循软件工程的设计方法和设计程序。为了突出工程的理念，二次开发应该按照软件工程的方法和程序进行。首先要对解决的工程问题进行详细的分析，并准确描述和定义软件的技术和功能目标，然后根据目标，设计相应的软件系统。保证软件的可靠性、有效性和可维护性。在CAD软件的二次开发过程中，根据二次开发技术，它可分为两类：嵌入式机制和外部发展机制。所说的嵌入式机制是指语法解释器集成CAD软件，直接在CAD软件中调用脚本程序段，执行后即可在 CAD 软件中获得最终结果，比如ArcView的脚本，AutoCAD的AutoLISP属于这种形式。内嵌机制的关键部分是脚本的语法解释器，它是CAD软件的核心。在这个模式中，通过CAD软件开始初始化内嵌解析器，然后进入脚本程序段；语法解释器根据功能模块的程序代码控制CAD软件调用，在CAD软件实现脚本代码需要实现的功能模块。嵌入式机制的优点是针对性强，易学易用，对CAD软件的集成是好的。它主要用于对CAD软件的功能扩展，如CAD图节点自动检测，自动校正，建立了CAD模板库和自定义界面。然而，由于对CAD软件的开发，其功能将受到限制，这也导致其缺乏灵活性，只能与CAD软件一起运行。简单的外部开发机制是由外部集成开发环境，如VC++，VB，Delphi等，CAD软件则被称为暴露的接口。在应用程序中可以独立实现控制和CAD软件的应用。外部开发机制带有强烈的独立性，二次开发通过自己的内部功能，按照一定的方式称为CAD软件的功能模块，而不与 CAD 软件发生关系。这些模块的功能可以看作是两个应用程序内部的功能，和两个开发应用程序，该程序实现无缝连接，并直接在程序中实现。外部发展机制具有非常强大的功能，几乎所有的CAD软件提供的功能，并具有很强的独立性，而且还可以创建新的应用程序，有自己独特的界面和功能，它的执行不影响CAD软件操作。此外，外部发展机制也可以开发一个插件的CAD软件调用形式，从而提高了CAD软件的功能模块。这一方式相当于对软件进行一次创新，但是美中不足的是它要求二次开发人员具有较高的素质，相当地了 CAD 软件，且需要 CAD 软件提供可开放的接口。
对CAD软件的二次开发是具有很大实际应用价值的工作。本文对CATIA的二次开发方法、特点和技术进行一些探索和研究。在此基础上，以CATIA为开发平台，应用其提供的VBA进行二次开发，通过在CATIA软件进程内编写宏脚本以及用excel表格的形式实现车用弹簧的参数化设计，达到了预期的效果。但由于时间的关系和对软件的掌握程度上的不足，还有很多相关的工作需要在此基础上继续，如：完善VB编程对弹簧的条件约束；建立完善的标准库；用CAA等专业开发工具实现CATIA对汽车设计和生产的专业化、用户化等。 *查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:CATIA,二次开发,车用弹簧,设计
目 录
1 绪论 1
1．1 CAD 软件二次开发的意义和方式 2
1．2 CATIA 软件概况 4
1．3 课题的选题依据和主要的研究任务 5
2 CATIA二次开发 6
2．1 CATIA二次开发的几种方式 7
2．2 二次开发的特点 7
2．3 Automation API二次开发 8
2．4 Visual Basic介绍 9
2．5 CAA 与VBA 的区别 11
3 车用螺旋弹簧的设计与计算 13
3．1 圆柱螺旋弹簧 13
3．2 弹簧材料 15
3．3 弹簧制造 15
3．4 弹簧特性曲线 16
3．5 弹簧刚度 17
3．6 圆柱螺旋弹簧技术要求 18
3．7 圆柱弹簧的参数及几何尺寸 18
4 二次开发下的车用弹簧建模设计 24
4．1 CATIA车用弹簧建模及宏的录制 24
4．2 车用弹簧参数化建模设计 28
4．3 进入目录编辑器工作台，添加零件系列 30
4．4 生成工程图 30
5 车用弹簧参数化设计 31
5．1 车用弹簧参数化设计 31
5．2 利用VBA进行二次开发 33
5．3 利用VB生成数据库 34
结 论 38
致 谢 39
参 考 文 献 40
1 绪论
在世界汽车发展史中，我们不难发现，任何超级大国，工业现代化的大国，也是主要的汽车强国。如德国，法国，美国，日本等。汽车工业是一个综合性的产业，它反映了一个国家的综合工业水平。改革开放后，中国汽车行业已经进入了一个崭新的时期。中国汽车工业的进程可以分为三个阶段：第一阶段，中国汽车产业从1953到1978改革开放以前；第二阶段，1978至第二十世纪末。中国的汽车工业就获得了飞速发展，已经形成了一个健全的汽车工业体系，从载重汽车到家庭轿车，中国汽车产业进入全面发展；第三阶段，进入二十一世纪以后。中国加入世界贸易组织后，中国汽车产业已经进入了一个市场规模和生产规模迅速扩大的阶段，并已正式融入世界汽车工业体。由于汽车行业的相关效益大，它一方面创造了巨大的价值，另一方面带动的相关产业是其他行业所替代不了的。汽车业一直被视为发达国家的经济指标，在过去的一百年里，汽车业在国家实力的发展中起着举足轻重的作用。这些年来，随着信息化进程的不断加快，以及CAD／CAE／CAM技术的引入和发展，计算机技术在机械制造业中的应用日益得到普及和深化。
然而，随着信息技术的不断发展，世界市场的全球化，经济的区域化，和世界的跨国经营越来越明显。如今汽车行业的相关效益大，它一方面创造了巨大的价值，另一方面带动的相关产业是其他行业所替代不了的。主要表现在：产品自身周期缩短，多样化的用户需求，大市场，大竞争，交货期缩短等。在当下日益激烈的市场竞争环境中，企业是否可以在尽可能短的时间内，尽可能低的本金向用户提供满意的产品质量可能已成为影响自身发展的一个重要问题。
传统基于二维产品的设计和制造需要消耗大量的时间。不能顺应当代制造系统因地制宜的，快速的要求，大量用户感到没有标准件库，也不提供标准件库的设立，给设计工作带来了诸多不便，对设计效率产生严重的影响。因此，在汽车设计过程中，我们需要建立专业的“备件库”的行业或公司以缩短产品设计开发周期的重要手段，提高产品质量和降低产品成本。本论文正是基于CATIA的二次开发技术以此创造适应于企业需求的车用标准弹簧库。因此它可以为三维CAD设计环境提供良好的基础。
1．1 CAD 软件二次开发的意义和方式
1.1.1 CAD二次开发的意义
二次开发是用户在软件开发商所给予的开发环境和编程接口基础上，迎合软件开发人员的技术要求，进行新功能的开发或软件环境定制的过程。同时，CAD技术推动了整个设计和制造业的革命，其发展和应用水平已成为一个国家现代化水平的重要象征。中国向来注重引进、推广和应用CAD技术，并重视CAD软件的创新发展。从本质上讲，两者的发展也是一个软件创新的过程。当今，国内的CAD软件的应用大致可以分为两类：一类是国内自主版权的CAD软件，另一类是CAD软件对外商业化。在国外CAD软件，全方位视图性能优良，因此，满足商业化和工程化的一般需求。在国内市场份额占有率比较高。然而，这类CAD软件是通用软件，在应用中需要根据各行各业的特点对其进行不同阶段的二次开发，才能发挥它本身的作用。因此，国外CAD软件的二次开发是一个科研项目，这对我们有实用价值。
闻名中外的CAD/CAM软件，如UG、I-DEAS、CATIA、Pro/E、Solid Works和华正CAXA系统等，他们是商业化的通用平台。该软件听取了各行业、各地区用户的需求，而不是针对一个特定的地带，甚至一些产品的专用软件，所以使用它们来完成一个特定的产品设计，往往不是很方便。由于不同的企业有不同的产品，设计方法和产品结构是不一样的，即使它是一个特殊的CAD软件的一个特定类的对象，很难满足特定需求，也不可能从软件公司购买所有产品设计软件。CATIA的出现很好地解决了这些问题，规避了风险，创造了新的价值。因此，运用CAD技术实现积极效果，我们必须以CAD软件为基础，结合自己的实际情况和实际需要，进行本地化开发，建立一个映射应用系统和数据库。形成具有特色的CAD系统，这也是CAD软件均提供二次开发手段的重要原因。在CATIA基础上，针对行业标准规范和具体应用需求，进行二次开发,有利于公司高效得生产产品，减少成本，利于这个行业的发展。
此外，CAD 软件二次开发其实是把商品化、通用化的 CAD 系统用户化、本地化的一个过渡阶段，即以 CAD 系统为基础平台，研制符合国家标准、适合企业实际应用的用户化、专业化、集成化的软件。结合CAD软件的发展历程，我们可以掌握CAD软件的开发方法，以高效地达到应用CAD技术的目的。
1.1.2 CAD 软件二次开发的方式
CAD软件二次开发的目的，是将设计出的系统作为工具来辅助具体的设计，创建一个方便、灵活、高效的工程设计环境。因此，要用工程化思想指导开发。第一，二次开发应符合工程设计的自身特点；其次，在二次开发系统开发设计过程中必须遵循软件工程的设计方法和设计程序。为了突出工程的理念，二次开发应该按照软件工程的方法和程序进行。首先要对解决的工程问题进行详细的分析，并准确描述和定义软件的技术和功能目标，然后根据目标，设计相应的软件系统。保证软件的可靠性、有效性和可维护性。在CAD软件的二次开发过程中，根据二次开发技术，它可分为两类：嵌入式机制和外部发展机制。所说的嵌入式机制是指语法解释器集成CAD软件，直接在CAD软件中调用脚本程序段，执行后即可在 CAD 软件中获得最终结果，比如ArcView的脚本，AutoCAD的AutoLISP属于这种形式。内嵌机制的关键部分是脚本的语法解释器，它是CAD软件的核心。在这个模式中，通过CAD软件开始初始化内嵌解析器，然后进入脚本程序段；语法解释器根据功能模块的程序代码控制CAD软件调用，在CAD软件实现脚本代码需要实现的功能模块。嵌入式机制的优点是针对性强，易学易用，对CAD软件的集成是好的。它主要用于对CAD软件的功能扩展，如CAD图节点自动检测，自动校正，建立了CAD模板库和自定义界面。然而，由于对CAD软件的开发，其功能将受到限制，这也导致其缺乏灵活性，只能与CAD软件一起运行。简单的外部开发机制是由外部集成开发环境，如VC++，VB，Delphi等，CAD软件则被称为暴露的接口。在应用程序中可以独立实现控制和CAD软件的应用。外部开发机制带有强烈的独立性，二次开发通过自己的内部功能，按照一定的方式称为CAD软件的功能模块，而不与 CAD 软件发生关系。这些模块的功能可以看作是两个应用程序内部的功能，和两个开发应用程序，该程序实现无缝连接，并直接在程序中实现。外部发展机制具有非常强大的功能，几乎所有的CAD软件提供的功能，并具有很强的独立性，而且还可以创建新的应用程序，有自己独特的界面和功能，它的执行不影响CAD软件操作。此外，外部发展机制也可以开发一个插件的CAD软件调用形式，从而提高了CAD软件的功能模块。这一方式相当于对软件进行一次创新，但是美中不足的是它要求二次开发人员具有较高的素质，相当地了 CAD 软件，且需要 CAD 软件提供可开放的接口。
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