基于UG平台的钻头牙轮参数化设计方法.pdf

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1、石油机械一68一CHINAPETROLEUMMACHINERY2010年第38卷第8期．一技术讨论基于UG平台的钻头牙轮参数化设计方法况雨春王勤胡月华钱雯(西南石油大学机电_T-程学院)摘要以UG为二次开发平台，利用UG提供的二次开发工具UG／OPENGRIP与UG／OPENAPI共同开发了钻头牙轮的参数化设计模块。详细介绍了开发模块的数据接口，以及使用UG／OPENAPI读取牙轮数据参数，建立了牙轮二维轮廓，并用UG／OPENAPI函数调用GRIP程序旋转生成牙轮的三维回转实体并完成牙轮顶部的切顶斜面。利用牙轮轮廓资料参数的输入

2、，可以快速进行牙轮基体的三维实体造型，极大地提高钻头牙轮的设计质量与设计效率，并为在UG环境下开发整个三牙轮钻头的CAD系统提供基础。关键词UG／OPENGRIPUG／OPENAPI二次开发牙轮参数化设计0引言1牙轮参数化设计原理三牙轮钻头是石油钻井的重要工具，其工作性钻头牙轮轮廓结构主要由主锥面、副锥面、背能和质量将会直接影响钻井的效率、质量和成本。锥面、齿槽和底平面组成。牙轮二维轮廓形状不随着钻井工程的发展，个性化钻头的设计需求日益同，但几乎都相对于牙轮中心线呈对称，因此建模增长，提高钻头设计效率，利用CAD技术实现快时可以取

3、半个牙轮轮廓尺寸来建立牙轮的二维轮速设计是钻头设计人员亟待解决的问题l】J。个性廓。本模块在进行牙轮二维轮廓生成时所设定的坐化三牙轮钻头的设计重点是牙轮的布齿结构，其对标系的原点是在UG环境下的默认坐标系下，首先岩石破碎过程和钻头工作性能有很大的影响。但是建立一个包含牙轮所有轮廓参数的文本文件，利用三牙轮钻头结构复杂，设计参数多，采用CAD技UG／OPENAPI函数将其读人所开发的牙轮CAD系术可以有效地保证设计的正确性和工作效率，并易统模块，生成牙轮二维外轮廓；然后用UG／OPEN于实现牙轮钻头的参数优化和降低成本_2j。作为A

4、PI函数调用UG／OPENGRIP程序的可执行文件程现在使用最广泛和功能最强大的CAD软件之一，序，旋转生成牙轮的三维回转体并完成牙轮顶部的UG有着优秀的建模能力和二次开发功能。UG可切顶斜面；再读取牙轮齿孔参数文件，对牙轮进行以通过它自身提供的UG／OPENGRIP和UG／OPEN周向打孔，最终完成牙轮壳体建模。API等二次开发工具，方便地开发出用户专用的UG的数据输入方式有2种，一种是直接从用CAD系统。户交互界面输入，另一种是从用户界面选择数据文因此，笔者以三牙轮钻头牙轮结构参数化设计件J。牙轮轮廓数据和齿孑L数据采用的是第

5、2种数为例，利用UG／OPENGRIP和UG／OPENAPI共同据输入方式。本模块所采用的数据是以文本文件的开发了钻头牙轮的参数化设计模块，通过读取钻头形式存在的。数据包括轮廓中线段的两端点坐标，牙轮的参数文件数据，利用UG／OPEN内部函数建圆弧的中心点坐标、弧的半径及弧的起始角和终止立钻头牙轮模型，实现了钻头牙轮壳体的快速化角。其中2代表线段，3代表圆弧，4代表存储草设计图文件并退出草图绘制。$基金项目：INJiI省青年科技基金项目“基于实钻数据反演的钻头破岩性能仿真技术”(07ZQo26—014)；教育部留学回国人员科研启动

6、基金“山前推覆体钻具防断与打快机理研究”。2010年第38卷第8期况雨春等：基于UG平台的钻头牙轮参数化设计方法一69一&t数据格式如下：—sketch)；／／初始化草图2UFSKETcreate———sketch(”test—sketch”，2，tmatrix，t285．911034，400．000000线段的起点坐标——obj，t—ref，1，&t—sketch)；／／204．000000，400．000000线段的终点坐标创建生成牙轮二维轮廓的草图平面UFCURVEcreate———line(&line，&l3[m])；／／

7、line类型为UF—CURVE—line—P—t，231．136976，340．000000弧的中心点坐标是指向直线数据结构的指针，声明时包括绝对坐标15．915584弧线半径中直线两端点的坐标1．711635，2．097798弧的起始角和终止角UF_CURVE—create—are(&arc，＆l[m])；／／239．141632，326．243863弧的起点坐标arc类型为UF_CURVE—arc—P—t，是指向直线数据236．907510，342．001862弧的终点坐标结构的指针，包括圆弧的起始、终止角度以及圆心位置坐标相

8、关数据4存储草图文件并退出草图绘制2利用UG进行二次开发的步骤2．1二维轮廓生成本模块以VC6．0为平台，用UG／OPENAPI函数来编写实现钻头牙轮二维轮廓程序，然后对程图2牙轮二维轮廓序进行编译和链接，生成(．dl1)动态链接库文2．2牙轮基体