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近年来国内PDC钻头的设计理论与手段发展迅速,但与国外相比还有较大差距。应用先进的CAD技术来进一步改进和提高其设计手段非常必要。 本文选择Pro/ENGINEER为二次开发平台,利用其二次开发工具Pro/TOOLKIT和VC++6.0联合编程,开发了“PDC钻头CAD系统”软件。在三维环境下,完成了以下PDC钻头设计、分析功能: (1) 冠部设计,实现了等切削、等磨损、等功率三种理论设计模式和直线-圆弧-直线、直线-圆弧-抛物线、直线-圆弧、直线-抛物线四种拟合方式下的冠部实体设计。 (2) 布齿设计,实现了等距螺旋线、变距螺旋线、等间距、变间距方式下的布齿设计。在垂直布齿保径段及冠部曲线不能用方程表示时,均能实现连续的布齿。 (3) 流道设计,实现了拉伸切削方式下生成垂直流道,设计时直接在三维实体上点选流道形状特征点。 (4) 布置喷嘴设计,直接在三维实体上点选放置点,随意调整位置、方向参数,实时显示喷嘴轴线方向。 (5) 自动装配切削齿,自动生成冠部的装齿齿槽和齿托结构。 (6) 提出了在Pro/TOOLKIT下实现“切削量参数实体测量”的方法,实现了切削面积、切削体积、切削弧弧长的自动测量功能。 (7) 实现了模拟切削井底、切削齿侧面与井底干涉状态的分析。 运用本软件,可显著加快设计速度,提高设计质量。因为是在Pro/ENGINEER三维环境下实现,也为PDC钻头的CAE/CAM打下了坚实的基础。