[發明專利]全金屬石油螺桿鉆具定子電解加工陰極型面設計方法

在審

• 申請號: 202310412281.0
• 申請日: 2023-04-18
• 公開（公告）號: CN116372290A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 唐咸澤;于鳳英;唐慧芳;于德美
• 申請（專利權）人: 陜西宏微精特科技有限公司
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H3/04
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李鳳鳴

1.一種全金屬石油螺桿鉆具定子電解加工陰極型面設計方法，其特征在于：包括以下步驟

步驟一.根據全金屬石油螺桿鉆具定子輪廓曲線，確定其輪廓曲線方程，利用反拷法設計全金屬石油螺桿鉆具定子電解加工陰極；

步驟二.確定新輪廓曲線模型：將陰極型面的輪廓曲線按照非等間隙設計形成點陣，并選取一組輪廓曲線的控制點階數r和節點向量利用基礎函數構造r階S_n算符；借助分段線性函數的插值點將S_n算符的第j個通用分量通過積分平均值替換，得到積分樣條算符R_n，生成新輪廓曲線模型；

步驟三.對陰極輪廓曲線全局粗擬合：通過對給定集進行全局變換得到新的控制點集產生新輪廓曲線模型，在積分樣條算符R_n中引入形狀參數τ，對陰極輪廓曲線全局粗擬合；

步驟四.對陰極輪廓曲線局部精擬合：根據擬合指標G，依次計算陰極輪廓曲線上點的離散曲率，對陰極輪廓曲線局部精擬合；

步驟五.采用B-τ樣條內輪廓積分法擬合后的陰極輪廓曲線構建陰極型面模型，判斷是否符合曲線擬合要求，如果符合擬合要求，則進入下一步，否則重新進入步驟四；

步驟六.根據構建的陰極型面模型，制作全金屬石油螺桿鉆具定子電解加工陰極。

2.根據權利要求書1所述一種全金屬石油螺桿鉆具定子電解加工陰極型面設計的方法，其特征在于，所述步驟二具體包括如下步驟(一)r階S_n算符：

式中，S_n表示算符，為輪廓曲線的控制點，v為節點向量。

其中，基礎函數遞歸定義為：

式中v_i為控制點對應的參數值，記為勛伯格節點，有

為通用分量，μ_j(j＝1,2)為分段線性函數的插值點

(二).將S_n算符的第j個分量通過積分平均值替換，有

得到樣條變差遞減積分算符R_n，以矩陣形式表示R_n算符生成的新輪廓曲線模型；

式中：

3.根據權利要求書1或2所述一種全金屬石油螺桿鉆具定子電解加工陰極型面設計的方法，其特征在于，所述步驟三中在積分樣條算符R_n中引入形狀參數τ的過程是：

在樣條變差遞減積分算符中引入形狀參數τ，將等式(4)中的積分平均值表達式替換為：

將含有形狀參數的算符R_n寫成矩陣形式為：

式中：

4.根據權利要求書3所述一種全金屬石油螺桿鉆具定子電解加工陰極型面設計的方法，其特征在于，所述步驟四中

首先確定擬合指標G為：

其中，K_i為點處的離散曲率，如圖2所示，具體計算方式為：

然后根據擬合指標G，依次計算陰極輪廓曲線上點的離散曲率，進行適當校正，使陰極輪廓曲線上的平方曲率k²(s)相對于其弧長的積分最小，對陰極輪廓曲線進行擬合，實現陰極輪廓曲線局部精擬合。

5.根據權利要求書4所述一種全金屬石油螺桿鉆具定子電解加工陰極型面設計的方法，其特征在于，所述步驟五中，根據指標G、擬合誤差以及輪廓曲線曲率的分布來判斷曲線是否符合條件。