挖掘机液压缸参数化设计及研究
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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 MFC 与 UG /
·74·
机械工程与自动化
2011 年第 3 期
Open API 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 Access 数据源
图 2 用户自定义菜单
2. 2 对话框的定制 UIStyler 模块提供了强大的制作 UG / NX 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 cancel_ cb、构造回调函数 construction、析构回调函数 destruction、确定回 调 函 数 ok _ cb 和 按 钮 回 调 函 数 para_ database_ act。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: gangtong. h、 gangtong. c、 gangtong. dlg。 其 中， gangtong. dlg 文件一定要放在 application 目录下。缸 筒参数化设计对话框如图 3 所示。
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( 上接第 71 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。
菜单制作通过 UG / Open MenuScript 来 实 现，支 持 UG 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
殊应用。编写如下菜单脚本文件，并放在 startup 文 件夹中:
图 1 设计程序流程图
VERSION 120 EDIT UG_ GATEWAY_ MAIN_ MENUBAR BEFORE UG_ HELP
摘要: 通过二次开发工具 UG / Open，以挖掘机工作装置中的液压缸为例，提出 UG 二次开发参数化设计方
法。利用 MFC 实现 UG 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; UG / Open; 数据库; 参数化设计; 挖掘机
中图分类号: TD422. 2 ∶ TH122
将 para_ database. lib 文件复制到 gangtong. dsw 工 程目录 中，选 择 ［Project］ → ［Setting］ 命 令， 在 “link” 选项卡中添加 libufun. lib 和 libugopenint. lib 和 para_ database. lib。然后选择 ［Tools］ → ［Options］ 命令，在 “Directaries” 选项卡中添加 API 函数库所 在路径。 3. 4 添加数据库
收稿日期: 2010-12-17; 修回日期: 2011-02-01 作者简介: 文卫星( 1983-) ，男，山西运城人，在读硕士研究生。
2011 年第 3 期
文卫星，等: 挖掘机液压缸参数化设计及研究
·73·
ACTIONS gangtong_ act END_ OF_ MENU
其中，gangtong _ act 是在 UG / Open API 程序中注册 的函数名。用户自定义菜单如图 2 所示。
参考文献:
［1］ 吴玉厚 . 数控机床电主轴单元技术［M］． 北京: 机械工业 出版社，2006.
［2］ 吴国华 . 金属切削机床［M］． 第 2 版 . 北京: 机械工业出 版社，2005.
［3］ 戴曙 . 机床滚动轴承应用手册［M］． 北京: 机械工业出版 社，1993.
［4］ 龚曙光 . ANSYS 工程应用实例解析［M］． 北京: 机械工业 出版社，2003.
Abstract: Taking the hydraulic cylinder of excavator working device as example，this paper introduced the parametrization design method of UG secondary development． The communication between UG dialog interface and backstage database was set up with MFC，and the parameters of hydraulic cylinder were automatically extracted，which increased design efficiency． Key words: hydraulic cylinder; UG / Open; database; parametrization design; excavator
选择 Access 作为数据库，新建空数据库，命名 为 para_ database. mdb，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 para，然 后在 para 表中输入数据。选择 ［控制面板］ → ［管 理工具］ → ［数据源］，单击添加按钮，进行数据源 注册，选择 Microsoft Access Driver 驱动程序，并指定 创建 的 para _ database. mdb 位 置，完 成 数 据 源 的 注 册，Access 数据源如图 4 所示。 4 结论
Abstract: The paper analyzed the bearing characteristic of the motorized splindle of a NC lathe，and set up a parameterized FEA model of the splindle － bearing system in ANSYS，to find the way to increase the spindle stiffness． Taking the bearing span as the design parameter，the paper carried out the optimization design of high-speed-motorized spindle structure． The results show that both the stiffness and the second inherent frequency have been increased． Key words: motorized spindle; finite element analysis; optimization design
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 UG / Open 对其进行参数化设计。UG 是当今最 先进的、面向制造行业的 CAD / CAE / CAM 高端软件， 而且具有良好的开放性，利用 UG / Open 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 ODBC 技术用于开发 UG 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
选择 ［Project］ → ［Setting］ 命 令，在 “link ” 选项卡中添加 libufun. lib 和 libugopenint. lib，然后选 择 ［Tools］ → ［Options］ 命令，在 “Directaries” 选 项卡中 添 加 API 函 数 库 所 在 路 径，并 要 添 加 MFC ODBC 开发的头文件#include ＜ afxdb. h ＞ 。
［M］． 北京: 电子工业出版社，2008. ［4］ 刘定伟，薛澄岐 . UG 二次开发接口技术研究［J］． 机械制
造与自动化，2005( 1) : 80-83. ［5］ 曲艳峰，杨小兵 . 基于 ODBC 数据库的 UG / NX 应用系统
开发［J］． 上海电力学院学报，2008( 4) : 385-387.
反映到图形中; GANGTONG_ para_ database _ act _ cb ( ) 函 数 用 来 响 应 ［参 数 库］ 按 钮，主 要 通 过 para_ database_ fun ( ) 外来函数来调用 MFC 界面及 完成数据库中数据的调用，并把数据传给 UG。 3. 2 调用模板图形
参考文献: ［1］ 黄勇，张博林，薛运锋 . UG 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，2008. ［2］ 侯永寿，丁向阳 . UG / Open 二次开发与实例精解［M］． 北
京: 化学工业出版社，2007. ［3］ 莫蓉，常智勇，刘红军，等 . 图表详解 UG NX 二次开发
Optimization Design of High-speed-motorized Spindle Structure of NC Lathe
WANG Ke，YI Guang-jian，SUN Ying-wei
( Shenyang University of Technology，Shenyang 110870，China)
在全局 对 象 类 中 添 加 函 数 para _ database _ fun ( ) ，并将要用到的 UG 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 CDatabase_ main 类，在类中可实现与后台数据库的连接。
第 3 期 ( 总第 166 期) 2011 年 6 月
机械工程与自动化 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATION
文章编号: 1672-6413( 2011) 03-0072-03
No. 3 Jun.
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 030024)
CASCADE_ BUTTON wajueji LABEL 挖掘机回转类零件参数化设计 END_ OF_ BEFORE MENU wajueji CASCADE_ BUTTON menu_ name_ 22 LABEL 挖掘机液压缸 END_ OF_ MENU MENU menu_ name_ 22 BUTTON menu_ name_ 31 LABEL 液压缸结构 ACTIONS diyi3. dlg BUTTON menu_ name_ 32 LABEL 液压缸缸筒
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 GANGTONG _ construction ( ) 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; GANGTONG_ ok _ cb ( ) 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
Parametrization Design and Research of Hydraulic Cylinder of Excavator
WEN Wei-xing，REN Jia-jun，SUN Huan-wu，ZHANG Tao
( College of Mechanical Engineering ，Taiyuan University of Technology ，Taiyuan 030024，China)
在 UG 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 UF _ PART _ open ( ) 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 UF _ PART _ save_ as ( ) 函 数 存 储。由 于 本 程 序 采 用 菜 单 ACTIONS 后面 “调用应用程序” 的方式进行调用，所 以在 gangtong. cpp 文 件 中 添 加 函 数 GANGTONGFun ( ) 作为系统的入口函数。 3. 3 利用 MFC 建立可供 UG / Open API 调用的 DLL
本文利用 UG 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 UG / Open MenuScript 和 UIStyle百度文库 进行菜单和界面设计; 用 UG / Open API 进 行对话 框 程 序 设 计，并 在 该 程 序 中 利 用 函 数 调 用 MFC 生成后台程序，生成的后台程序继续调用Access 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
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机械工程与自动化
2011 年第 3 期
Open API 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 Access 数据源
图 2 用户自定义菜单
2. 2 对话框的定制 UIStyler 模块提供了强大的制作 UG / NX 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 cancel_ cb、构造回调函数 construction、析构回调函数 destruction、确定回 调 函 数 ok _ cb 和 按 钮 回 调 函 数 para_ database_ act。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: gangtong. h、 gangtong. c、 gangtong. dlg。 其 中， gangtong. dlg 文件一定要放在 application 目录下。缸 筒参数化设计对话框如图 3 所示。
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( 上接第 71 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。
菜单制作通过 UG / Open MenuScript 来 实 现，支 持 UG 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
殊应用。编写如下菜单脚本文件，并放在 startup 文 件夹中:
图 1 设计程序流程图
VERSION 120 EDIT UG_ GATEWAY_ MAIN_ MENUBAR BEFORE UG_ HELP
摘要: 通过二次开发工具 UG / Open，以挖掘机工作装置中的液压缸为例，提出 UG 二次开发参数化设计方
法。利用 MFC 实现 UG 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; UG / Open; 数据库; 参数化设计; 挖掘机
中图分类号: TD422. 2 ∶ TH122
将 para_ database. lib 文件复制到 gangtong. dsw 工 程目录 中，选 择 ［Project］ → ［Setting］ 命 令， 在 “link” 选项卡中添加 libufun. lib 和 libugopenint. lib 和 para_ database. lib。然后选择 ［Tools］ → ［Options］ 命令，在 “Directaries” 选项卡中添加 API 函数库所 在路径。 3. 4 添加数据库
收稿日期: 2010-12-17; 修回日期: 2011-02-01 作者简介: 文卫星( 1983-) ，男，山西运城人，在读硕士研究生。
2011 年第 3 期
文卫星，等: 挖掘机液压缸参数化设计及研究
·73·
ACTIONS gangtong_ act END_ OF_ MENU
其中，gangtong _ act 是在 UG / Open API 程序中注册 的函数名。用户自定义菜单如图 2 所示。
参考文献:
［1］ 吴玉厚 . 数控机床电主轴单元技术［M］． 北京: 机械工业 出版社，2006.
［2］ 吴国华 . 金属切削机床［M］． 第 2 版 . 北京: 机械工业出 版社，2005.
［3］ 戴曙 . 机床滚动轴承应用手册［M］． 北京: 机械工业出版 社，1993.
［4］ 龚曙光 . ANSYS 工程应用实例解析［M］． 北京: 机械工业 出版社，2003.
Abstract: Taking the hydraulic cylinder of excavator working device as example，this paper introduced the parametrization design method of UG secondary development． The communication between UG dialog interface and backstage database was set up with MFC，and the parameters of hydraulic cylinder were automatically extracted，which increased design efficiency． Key words: hydraulic cylinder; UG / Open; database; parametrization design; excavator
选择 Access 作为数据库，新建空数据库，命名 为 para_ database. mdb，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 para，然 后在 para 表中输入数据。选择 ［控制面板］ → ［管 理工具］ → ［数据源］，单击添加按钮，进行数据源 注册，选择 Microsoft Access Driver 驱动程序，并指定 创建 的 para _ database. mdb 位 置，完 成 数 据 源 的 注 册，Access 数据源如图 4 所示。 4 结论
Abstract: The paper analyzed the bearing characteristic of the motorized splindle of a NC lathe，and set up a parameterized FEA model of the splindle － bearing system in ANSYS，to find the way to increase the spindle stiffness． Taking the bearing span as the design parameter，the paper carried out the optimization design of high-speed-motorized spindle structure． The results show that both the stiffness and the second inherent frequency have been increased． Key words: motorized spindle; finite element analysis; optimization design
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 UG / Open 对其进行参数化设计。UG 是当今最 先进的、面向制造行业的 CAD / CAE / CAM 高端软件， 而且具有良好的开放性，利用 UG / Open 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 ODBC 技术用于开发 UG 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
选择 ［Project］ → ［Setting］ 命 令，在 “link ” 选项卡中添加 libufun. lib 和 libugopenint. lib，然后选 择 ［Tools］ → ［Options］ 命令，在 “Directaries” 选 项卡中 添 加 API 函 数 库 所 在 路 径，并 要 添 加 MFC ODBC 开发的头文件#include ＜ afxdb. h ＞ 。
［M］． 北京: 电子工业出版社，2008. ［4］ 刘定伟，薛澄岐 . UG 二次开发接口技术研究［J］． 机械制
造与自动化，2005( 1) : 80-83. ［5］ 曲艳峰，杨小兵 . 基于 ODBC 数据库的 UG / NX 应用系统
开发［J］． 上海电力学院学报，2008( 4) : 385-387.
反映到图形中; GANGTONG_ para_ database _ act _ cb ( ) 函 数 用 来 响 应 ［参 数 库］ 按 钮，主 要 通 过 para_ database_ fun ( ) 外来函数来调用 MFC 界面及 完成数据库中数据的调用，并把数据传给 UG。 3. 2 调用模板图形
参考文献: ［1］ 黄勇，张博林，薛运锋 . UG 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，2008. ［2］ 侯永寿，丁向阳 . UG / Open 二次开发与实例精解［M］． 北
京: 化学工业出版社，2007. ［3］ 莫蓉，常智勇，刘红军，等 . 图表详解 UG NX 二次开发
Optimization Design of High-speed-motorized Spindle Structure of NC Lathe
WANG Ke，YI Guang-jian，SUN Ying-wei
( Shenyang University of Technology，Shenyang 110870，China)
在全局 对 象 类 中 添 加 函 数 para _ database _ fun ( ) ，并将要用到的 UG 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 CDatabase_ main 类，在类中可实现与后台数据库的连接。
第 3 期 ( 总第 166 期) 2011 年 6 月
机械工程与自动化 MECHANICAL ENGINEERING ＆ AUTOMATION
文章编号: 1672-6413( 2011) 03-0072-03
No. 3 Jun.
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 030024)
CASCADE_ BUTTON wajueji LABEL 挖掘机回转类零件参数化设计 END_ OF_ BEFORE MENU wajueji CASCADE_ BUTTON menu_ name_ 22 LABEL 挖掘机液压缸 END_ OF_ MENU MENU menu_ name_ 22 BUTTON menu_ name_ 31 LABEL 液压缸结构 ACTIONS diyi3. dlg BUTTON menu_ name_ 32 LABEL 液压缸缸筒
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 GANGTONG _ construction ( ) 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; GANGTONG_ ok _ cb ( ) 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
Parametrization Design and Research of Hydraulic Cylinder of Excavator
WEN Wei-xing，REN Jia-jun，SUN Huan-wu，ZHANG Tao
( College of Mechanical Engineering ，Taiyuan University of Technology ，Taiyuan 030024，China)
在 UG 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 UF _ PART _ open ( ) 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 UF _ PART _ save_ as ( ) 函 数 存 储。由 于 本 程 序 采 用 菜 单 ACTIONS 后面 “调用应用程序” 的方式进行调用，所 以在 gangtong. cpp 文 件 中 添 加 函 数 GANGTONGFun ( ) 作为系统的入口函数。 3. 3 利用 MFC 建立可供 UG / Open API 调用的 DLL
本文利用 UG 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 UG / Open MenuScript 和 UIStyle百度文库 进行菜单和界面设计; 用 UG / Open API 进 行对话 框 程 序 设 计，并 在 该 程 序 中 利 用 函 数 调 用 MFC 生成后台程序，生成的后台程序继续调用Access 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