PDC钻头三维设计技术研究

论文摘要

为了实现提高PDC钻头设计效率的目标,本文在熟悉SolidWorks2006功能和有关模块的基础上,研究了相应计算机辅助设计的原理和实现方法,提出了基于SolidWorks2006软件平台开发PDC钻头三维设计系统的方案和实现方法。系统采用Visual Basic 6.0开发工具和基于动态链接库(*.d11文件)的开发方式。(1)根据PDC钻头的结构特点,建立了描述PDC钻头几何结构的复合坐标系统,建立了PDC钻头的剖面形状设计模型,给出了合理的布齿设计方法。(2)针对PDC钻头的结构特点对PDC钻头进行了结构分割。分别对钻头体、刀翼、切削齿、钻头冠部进行了三维造型,而且所建模型均是可变参数驱动的模型。在SolidWorks装配环境下对所建模型进行了装配,完成了PDC钻头的三维造型。(3)探讨了用Visual Basic对SolidWorks进行二次开发的方法,分别对SolidWorks文件的建立、打开、保存,链接数据库,创建插件,增加工具条等功能进行了研究,实现了与前面所建可变参数驱动的PDC钻头模型的对接,完成了通过设计计算驱动模型的过程。(4)开发了以SolidWorks三维设计软件为平台的PDC钻头三维设计软件。软件包括文件管理、钻头体设计、刀翼设计、切削齿设计、钻头冠部设计、报告输出等功能模块。本次设计不但开发了标准的EXE程序,同时为了使用方便,又将工程加以改进,为SolidWorks开发了菜单插件,既DLL程序。生成SolidWorks插件,将各模块的界面挂在SolidWorks软件的主菜单上。(5)根据西峰区块的岩性特点,设计了适合定向井钻进的四刀翼PDC钻头,取得了较好的效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 SolidWorks二次开发情况
• 1.2.2 PDC钻头计算机设计软件的研究进展
• 1.3 研究内容及技术路线
• 第二章 SolidWorks二次开发API
• 2.1 SolidWorks 三维设计系统
• 2.2 SolidWorks的API函数
• 2.2.1 SolidWorks 的对象模型
• 2.2.2 对象的属性和方法
• 2.3 支撑SolidWorks二次开发的软硬件平台介绍
• 2.3.1 VB开发语言简述
• 2.3.2 数据库工具Access
• 2.4 用VB对SolidWorks进行开发的原理
• 2.5 SolidWorks二次开发方式
• 第三章 PDC钻头数学模型的建立
• 3.1 PDC钻头坐标系统
• 3.1.1 钻头圆柱坐标系
• 3.1.2 切削齿工作面坐标系
• 3.1.3 切削齿基准面坐标系
• 3.2 PDC钻头剖面设计模型
• 3.3 PDC钻头刀翼形状设计数学模型
• 3.4 PDC钻头布齿设计数学模型
• 3.4.1 径向布齿设计
• 3.4.2 周向布齿设计
• 第四章 PDC钻头三维实体模型库的构建
• 4.1 PDC钻头结构单元分割
• 4.2 PDC钻头结构单元实体模型构建
• 4.2.1 钻头体三维实体造型
• 4.2.2 刀翼三维实体造型
• 4.2.3 切削齿三维实体造型
• 4.2.4 钻头冠部三维实体造型
• 4.3 钻头结构单元参数的数据库建立
• 第五章 PDC钻头三维造型程序设计
• 5.1 钻头体模块
• 5.2 刀翼模块
• 5.3 切削齿模块
• 5.4 钻头冠部模块
• 5.5 布齿模块
• 5.6 创建SolidWorks插件
• 第六章 PDC钻头三维设计软件
• 6.1 软件运行环境
• 6.2 软件结构设计
• 6.2.1 文件管理模块
• 6.2.2 钻头体设计模块
• 6.2.3 刀翼设计模块
• 6.2.4 钻头冠部设计模块
• 6.2.5 布齿设计模块
• 6.2.6 文件保存模块
• 6.3 PDC钻头三维设计实例
• 6.3.1 设计要求
• 6.3.2 钻头结构设计
• 结论
• 主要符号表
• 参考文献
• 致谢