pdc钻头特征造型及参数化设计方法研究

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1、PDC钻头特征造型及参数化设计方法研究马立安(机械设计及理论)指导教师：刘衍聪教授摘要PDC钻头结构复杂，形状变化多样，不规则，这给PDC钻头的设计带来困难；每设计一种新钻头，都进行大量重复操作，严重影响效率。需要研究三维环境下的PDC钻头设计，实现PDC钻头的计算机辅助设计、优化和参数化设计。依据特征造型理论，应用Pro／ENGINEER对PDC钻头进行特征造型，以参数化的方式建立复杂的几何模型，以参数之问的关系约束模型的几何形状，利用Pro／T00LKIT和、，isualC++编写设计PDC钻头

2、的菜单和程序，将各孤立的模块联系起来，形成一套完整的PDC钻头设计方案。课题研究的主要内容有：1．深入理解特征的定义和分类，研究特征造型的原理；2．应用Pm厄NGINEER对PDC钻头的冠部轮廓，刀翼，钻头心，切削齿，喷嘴，保径，螺纹接头分别进行特征造型并参数化，冠部轮廓主要实现了四种主要形状，刀翼实现了六种主要形状，保径实现了垂直和倾斜保径设计，螺纹接头完全按国家标准设计：3．应用Pro／ENGINEER二次开发工具包Pro／T00LKIT在VisualC++开发环境下编程，协调各模块的参数之间的

3、关系，将各孤立的模块联系起来，编程实现自动装配。切削齿装配角度复杂，依据坐标变换的原理，实现切削齿的自动装配。通过课题的研究，形成了一套完整的PDC钻头设计实用程序，可以加快设计速度，提高设计精度，降低设计繁琐性。本课题的研究思路对其他模型的特征造型和参数化设计也有借鉴意义。关键词：PDC钻头，特征造型，参数化设计，二次开发，Pro／ENGINEERRESEARCHONFEATUREMODELINGANDM[ETHODFoRPARAM凰TERIZEDDESIGNINGOFPDCBITSMaLi-an

4、(MechanicalDesignandTheory)DirectedbyProfessorLIUYan-eongAbstractThecomplexityofstructureofPDCbitsmakesitdimculttodesignPDCbits．OnceanewPDCbitisdesigned，everydetailofthewholePDCbitwillbedrawagain．Theseshortcomingsmakethedesignhavenote伍ciencyandgoodqual

5、ity．ItisofgreatimportancetostudythedesignandanalysisofPDCbitsin3Denvironmentforrealizingcomputeraideddesign，analysisandoptimizationofPDCbits．Accordingtotlletheoryoffeaturemodeling．Pro／ENGINEERisusedtomodelPDCbitsandparameterizedtllemodels．Pro／TOOLKITan

6、dVisualC++areusedtowriteprogramtoconnecttheisolatedmodelsintooneintegratedproject．Themaincontentsale：1．7西oroughlyunderstandthedefinitionandclassificationoffeature．studythetheoryoffeaturemodeling．2．Modelandpammeterizethecrown,theblade．theheart，thecutter

7、，thenozzle，thekeepdiameterandthescrewthread．Designsfourcrownshapes，sixbladeshapes，perpendicularjunkslotsandslantiunkslots．Screwthreadsaredesignedaccordingtonatiomlstandard．3．Pro厂1700LKITandVisual()++arcusedtova'iteprogramtoconnecttheisolatedmodelsintoo

8、neintegratedproject．TheanglesofthePDCcutterarcverycomplex．Thisproblemissolvedbythemethodofcoordinatetransformation．Asaresultofthisresearch．itfornqsacompletedutilityforPDCbitsdesign．ItCanspeedupthespeed，enhancetheprecisionandreducethecom