[發(fā)明專利]一種水表樣機(jī)的快速研制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110377468.9
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102445257A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚靈;王開拓;徐亮
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波水表股份有限公司;寧波豪仕達(dá)儀表科技有限公司
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00;G06F17/50
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務(wù)所有限公司 33214
• 代理人: 王曉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于流體流量檢測設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種水表樣機(jī)的快速研制方法。

背景技術(shù)

水表產(chǎn)品量大而面廣，門類齊全，其包括機(jī)械水表、電子水表以及帶電子裝置的水表等，不但用于水費(fèi)的貿(mào)易結(jié)算，而且還用于工農(nóng)業(yè)用水量的過程控制。它在科學(xué)用水、合理用水等方面的重要作用正在被人們所認(rèn)知。

目前，水表企業(yè)研制新產(chǎn)品樣機(jī)是基本上都是采用傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和樣機(jī)試制方法：在接到客戶對新產(chǎn)品的要求后，憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行產(chǎn)品的圖樣設(shè)計(jì)，然后按照圖樣制作模具并加工零件，如果零件符合要求，就進(jìn)行樣機(jī)的裝配調(diào)試，如果不符合要求，則需改進(jìn)設(shè)計(jì)，修改模具并重新加工零件，直至零件符合要求；樣機(jī)裝配調(diào)試時(shí)需驗(yàn)證零件相互間的配合、傳動特性是否符合要求，如果符合，進(jìn)行整機(jī)的性能試驗(yàn)，如果不符合，則需改進(jìn)零件參數(shù)設(shè)計(jì)，修改模具并重新加工零件，直至其相互間的配合、傳動特性符合要求；整機(jī)性能試驗(yàn)需檢驗(yàn)整機(jī)的性能是否符合要求，符合要求則完成樣機(jī)試制，如果不符合，仍然要改進(jìn)結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)，修改模具并重新加工零件，直至整機(jī)的性能符合要求。上述的整個(gè)研制過程比較漫長且不確定因素較多，其中樣機(jī)研制進(jìn)度和質(zhì)量往往與設(shè)計(jì)、試制以及加工、裝配人員的工作經(jīng)驗(yàn)和業(yè)務(wù)素養(yǎng)有關(guān)，也與模具制造技術(shù)的快速、有效性有關(guān)，從用戶提出需求到符合要求的樣機(jī)出廠，期間需較長時(shí)間。

因此，傳統(tǒng)的水表樣機(jī)研制方法主要存在以下缺點(diǎn)：1、憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)容易出錯(cuò)，如：零件尺寸、形位誤差、尺寸配合等；2、零件加工及整機(jī)裝配過程中，模具修改次數(shù)較多，不但極大的延長了研制時(shí)間，而且增加了研制成本；3、樣機(jī)研制周期長，如果水表流量測量特性出現(xiàn)不理想的狀態(tài)，樣機(jī)研制的周期就會更長；4.沒有涉及到水表零部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)；5.流量測量特性的設(shè)計(jì)及優(yōu)化設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種研制周期短、研制人員的工作經(jīng)驗(yàn)和業(yè)務(wù)素養(yǎng)要求較低，模具修改次數(shù)少、開發(fā)效率高的水表樣機(jī)的快速研制方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決：一種水表樣機(jī)的快速研制方法，其特征在于包括以下步驟：1）利用計(jì)算機(jī)輔助水表樣機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定所述水表樣機(jī)的零部件的形狀及尺寸；2）利用計(jì)算機(jī)虛擬裝配驗(yàn)證，即對所述零部件的裝配關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證；3）利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行所述水表樣機(jī)的承壓強(qiáng)度輔助設(shè)計(jì)，確定所述水表樣機(jī)的承壓零件的幾何形狀和尺寸；4）利用計(jì)算機(jī)對所述水表樣機(jī)進(jìn)行流量測量特性的仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定所述水表樣機(jī)的流量性能的初步特性；5）進(jìn)行所述零部件的快速加工處理；6）將加工好的所述零部件組裝成臺進(jìn)行整機(jī)性能的測定與評定，若所述整機(jī)性能不符合要求，則利用計(jì)算機(jī)修改設(shè)計(jì)并重新加工零部件、組裝測量直至整機(jī)性能符合要求；7）通過模具零件的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模具流道與型腔的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及模具零件的快速加工與測量實(shí)現(xiàn)快速開制模具；8）樣機(jī)批量生產(chǎn)。

本發(fā)明的方法中水表樣機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、裝配驗(yàn)證、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)以及流量測量特性均通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)及虛擬驗(yàn)證，可以在無需建造物理樣機(jī)以及進(jìn)行物理測試前提下，事先發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷和錯(cuò)誤，最大程度保證了水表樣機(jī)試制一次成功并使其性能達(dá)到最優(yōu)化，往往只需一次開模即可，極大地減少了研制周期，降低了研發(fā)成本，并且由于計(jì)算機(jī)的使用，調(diào)整方便，不需要如傳統(tǒng)方法一般在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)即要求盡可能一次成功，對于研制人員的工作經(jīng)驗(yàn)和業(yè)務(wù)素養(yǎng)要求較低。

具體的說，上述步驟4中對所述水表樣機(jī)進(jìn)行流量測量特性的仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)包括以下步驟：1）根據(jù)所述水表樣機(jī)的主要結(jié)構(gòu)特征并利用計(jì)算流體動力學(xué)軟件建立流量測量特性的數(shù)學(xué)模型；2）通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所述數(shù)學(xué)模型的正確性，必要時(shí)采用計(jì)算流體動力學(xué)方法對所述數(shù)學(xué)模型做出進(jìn)一步修改；3）選擇關(guān)鍵參數(shù)對流量測量特性進(jìn)行優(yōu)化建模以建立所述水表樣機(jī)流量測量特性的優(yōu)化模型；4）建立流量測量特性優(yōu)化設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)知識庫，對計(jì)算機(jī)的數(shù)值優(yōu)化設(shè)計(jì)做出補(bǔ)充。

計(jì)算流體動力學(xué)是建立在經(jīng)典流體動力學(xué)與數(shù)值計(jì)算方法之上的一門新學(xué)科，通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算和圖像顯示等方法，在時(shí)間和空間上定量描述流場的數(shù)值解，從而達(dá)到對流體問題研究之目的。