工程机械液压缸CAD关键技术研究

摘要：液压缸在工程机械领域应用非常广泛，主要起到液压传动作用。在液压缸的设计与生产中都需要广泛地采用计算机辅助设计即CAD技术，本文主要从六个方面进行CAD关键技术的细致分析。这六类关键技术的采用，可以有效地提高液压缸设计的效率。

关键词：工程机械;CAD;液压缸

0  引言

液压缸是传动系统中非常重要的部件。随着经济的发展，液压缸已经广泛应用于生产生活中，如矿山行业的挖煤机、机械行业的各种车床、冶金行业的各种炉、化工行业的各种设备、农业行业的各种收割机械、轻纺行业的各种纺织设备等。鉴于液压缸的重要性和普遍性，对液压缸CAD关键技术展开研究很有必要。

1  液压缸的介绍

液压缸的类型有很多，具体液压缸的类型如下：只向活塞的一侧供给液压油的为单作用液压缸，从活塞的两个方向供给液压油的为双作用液压缸;液压缸的活动机构为活塞的为活塞式液压缸，这种液压缸可以向两个方向运动;活动机构为柱塞的为柱塞式液压缸，这种液压缸只能向一个方向运动;另外，还有伸缩式液压缸和摆动式液压缸。液压缸内部压力有所不同，压力较低的是中低液压缸，压力中等的称为中高液压缸，压力较高的是高液压缸。如果采用一般标准制造的液压缸为标准液压缸，如果采用特殊标准制造的液压缸为特殊液压缸。如图1所示为一种较为典型的液压缸的构造。

从图1所示液压缸的结构形式可知：液压缸可以分为缸体组件、活塞组件、密封装置、缓冲装置和排气装置五大部分。

2  液压缸CAD关键技术

液压缸的设计以及液压缸的生产都需要融入现代化的科学技术，即需要广泛地使用计算机，采用计算机进行辅助设计，简称CAD。为了更好地应用CAD技术，还需要重点掌控相关的CAD关键技术，如标准化设计技术、参数化设计技术、Solid Works设计技术、Access设计技术、VB设计技术等关键技术。

2.1 标准化设计

标准化设计是面对产品，采用统一的标准进行设计。目前标准化设计是液压缸设计广泛使用的方法，也是将来液压缸设计的必然方向。目前进行液压相关系统设计的标准有很多，但是针对液压缸设计的标准最多，进行液压缸设计的标准也最成熟。采用标准化设计，极大的简化了图纸设计、工艺编制、生产制造、维修保养及维修更换等，有利于液压缸的配套生产与分类销售发货等。总之，采用标准化设计，能给设计、制造、营销、售后等环节带来一系列的便利性。

2.2 参数化设计

参数化设计技术的基本思想是即使产品的零部件集合尺寸发生变化，产品的总体性能依然能够满足要求。非参数化设计要求产品的形状和大小是确定的，结构模型一旦确定之后，一旦希望修改产品零部件的尺寸，则需要重新进行产品的造型，即使新的结构和原来的结构相似也需要重新进行设计。参数化设计的优点在于可以使用约束来应对产品零部件几何模型的修改。参数化设计可以从尺寸、拓扑或者应力几方面进行约束，一旦产品的总体约束确定之后，重新设计的产品只要满足这种约束的要求，产品零部件细节的问题就可以重新定义。工程人员在进行产品设计的时候，只需要致力于产品某些零部件的创新与修改，不需要考虑太多太复杂的问题，大大节省工程人员的设计时间，提高设计的效率。

2.3 Solid Works三维设计

参数化设计的具体实现需要采用三维设计技术，目前行业内使用最普遍的就是Solid Works三维设计。Solid Works公司最早在20世纪90年代开发了这种技术，这种软件方便用户使用，用户上机操作快，学习比较容易，购买价格也比较低廉，可以给用户带来各种好处。并且，Solid Works还可以采用多种语言进行交互操作。针对一个产品，无论是先进行产品总体分析，再到细节设计，还是先进行产品零部件设计，再到零部件的整体拼接，Solid Works都可以满足用户的需求。采用Solid Works设计完成产品之后，还可以在该软件上进行产品使用功能的模拟，在设计过程中还可以随时进行产品的参数以及尺寸的修改。目前，该软件已经广泛地应用在我国工程设计领域，无论是在高端设计领域还是低端设计领域，Solid Works都有广泛的应用，具有非常好的普适性。目前，为了使该软件更广泛地应用在我国工程设计开发领域，已经有专家把VB技術应用到Solid Works改造中来。

2.4 Access协同开发

Access作为一个关系数据库管理系统，可以访问其他数据库，也可以访问Microsoft Excel中的数据。因为Excel更容易处理液压缸的关键尺寸数据，所以将Excel数据导入到Access中，这样只需要再定义一下关键字就可以方便后续在VB中调用数据，并将数据一个一个赋值到变量中，这样极大的缩短了数据库的建立时间。

Access进行协同开发的层次结构为自底向上结构，层次结构图中首先列出的是“对象”。程序员能比较容易地创建表、查询、窗体和报表等以显示具体数据信息。“函数或表达式”可做检验方面的规则处理，如检验数据、强迫遵循某些事务规则或简单的显示某个数值。内置的“宏”可完成相对复杂的任务，无须创建正式的程序。使用Access能创建高质量的专业程序。最顶层凭借Windows API调用其他语言编写函数或DLL动态链接库。程序员能使用这些函数来编写Access与其他程序或数据源的接口，从而开发出具有强大功能的数据库应用程序。

2.5 VB与Access链接

VB技术具有良好的可视化界面，具有比较容易的编程平台，基于这两点，VB就可以作为参数化设计的有力工具。Access则具有强大的数据库功能，可以为VB提供有效的后台数据支持，通过两者的结合，可以把数据库中的数据传输到可视化界面中来，可以把需要的数据与建立的模型结合起来，这是参数化设计非常重要的一步。因此，液压缸CAD需要掌握好VB与Access链接技术。

2.6 VB与Solid Works链接

为了使用VB技术对Solid Works 技术进行有效的改造，方便用户的使用。Solid Works设计了可以便于VB开发的函数，根据这些函数可以有效地进行VB技术与Solid Works 技术的衔接。VB开发技术以Windows平台为基础，可以使用Windows平台的各种最新技术，VB技术拥有强大的数据库功能，采用VB技术进行Solid Works 的二次开发，可以把VB的数据库功能与Solid Works的设计功能完美的结合起来，可以满足不同用户的定制要求。使用VB技术中的OLE控件功能对Solid Works 进行改进，可以方便地把OLE控件与Solid Works的API接口进行衔接，实现对Solid Works对象的有效控制。应用VB技术进行Solid Works开发可以先建立Solid Works对象，再创建子对象，最后进行Solid Works总体的建模。

3  总结

液压缸已广泛应用于各个工业领域，而推动液压缸发展的重要环节就是液压缸CAD设计。在液压缸CAD设计过程中需要重点掌握六项关键技术，具体是标准化设计、参数化设计、Solid Works三维设计、Access协同开发、VB与Access链接、VB与Solid Works链接，在此基础上才可推动液压缸的设计与生产发展。

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作者简介：朱文杰（1984-），男，江苏泰州人，助理工程师，主要从事工程机械的设计与技术服务工作。