水表產(chǎn)品樣機(jī)研制技術(shù)的探索

【摘要】本文主要對水表產(chǎn)品設(shè)計與樣機(jī)試制在當(dāng)前工作中所存在的問題進(jìn)行了說明，例如開發(fā)效率以及開發(fā)周期和人工參與等，并根據(jù)以上存在的問題，提出了新的技術(shù)以及方法，希望對于水表產(chǎn)品樣機(jī)研制技術(shù)有所提升。

【關(guān)鍵詞】水表產(chǎn)品樣機(jī)研制；試制技術(shù)

一、水表產(chǎn)品樣機(jī)研制技術(shù)現(xiàn)狀

目前水表產(chǎn)品的量非常大，同時種類也非常齊全，既可以用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)的用水控制，還可以用于水費(fèi)的貿(mào)易結(jié)算，人們對于水表產(chǎn)品的認(rèn)知，大部分是來源于日常生活的用水。隨著經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)企業(yè)以及人們的生活用水有了越來越高的需求，因此對于水表制造企業(yè)而言，也有新的挑戰(zhàn)。

市場上大多數(shù)的水表制造企業(yè)在研制水表新產(chǎn)品的時候，其產(chǎn)品設(shè)計以及樣機(jī)研究所采用的方法都非常傳統(tǒng)，基本流程為根據(jù)經(jīng)驗以及客戶的要求對產(chǎn)品的圖樣進(jìn)行設(shè)計、根據(jù)圖樣對磨具以及加工零件進(jìn)行制作、改進(jìn)磨具以及加工零件、調(diào)試樣機(jī)裝配、檢測結(jié)構(gòu)特性是否符合要求、進(jìn)行整機(jī)性能測試、完成樣機(jī)試制。按照傳統(tǒng)的流程進(jìn)行研制所系要的時間比較久，同時也讓質(zhì)量和進(jìn)度增加了多方面的不確定因素，如裝配人員的工作經(jīng)驗、業(yè)務(wù)素養(yǎng)、模具制造技術(shù)的有效性以及快速性等。這些因素都會對水表產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步造成阻礙。

二、樣機(jī)研制新方法的途徑

在水表樣機(jī)研制中，人工的管理以及干預(yù)依然是非常重要的，但隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，其在該領(lǐng)域中的運(yùn)用也變得越來越多，傳統(tǒng)設(shè)計的實(shí)物模型可以通過計算技術(shù)采用以設(shè)計為中心、以數(shù)字化為原型對產(chǎn)品進(jìn)行動態(tài)性能以及靜態(tài)性能的方針處理，讓產(chǎn)品可以在原始的設(shè)計階段就得到最好的處理，以此提升產(chǎn)品的性能。下面將會對計算機(jī)輔助技術(shù)水表樣機(jī)研制中的應(yīng)用進(jìn)行說明。

1、計算機(jī)虛擬裝配與驗證

水表產(chǎn)品零部件的形狀結(jié)構(gòu)設(shè)計相關(guān)問題基本上可以運(yùn)用CAD軟件進(jìn)行解決，與此同時好愛可以對其進(jìn)行仿真分析以及基本的結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬。 水表的研制需要多個零部件進(jìn)行精密的裝配，為了更好的對所設(shè)計的水表產(chǎn)品部件裝配以及機(jī)構(gòu)運(yùn)用特性的合理性跟準(zhǔn)確性進(jìn)行評價，需要在將水表的機(jī)構(gòu)運(yùn)動、公差、位置、功能、裝配等建立在已經(jīng)完成的三維幾何設(shè)計的零部件數(shù)字化模型基礎(chǔ)上對其進(jìn)行定義。同時還應(yīng)該在計算機(jī)中對水表產(chǎn)品完整的幾何模型進(jìn)行建立，以便實(shí)行產(chǎn)品的驗證以及虛擬裝配。目前所運(yùn)用的主流軟件都具備強(qiáng)大的裝配功能。

2、零件的快速加工與檢驗

經(jīng)過虛擬裝配以及計算機(jī)輔助設(shè)計驗證之后而生成的三維零件實(shí)體模型數(shù)據(jù)，可以通過專用的軟件進(jìn)行加工處理，然后對加工中心可以進(jìn)行進(jìn)行識別的信息進(jìn)行自動生成，之后再根據(jù)信息進(jìn)行零件快速加工。另外， 為了找到更加合適的加工坯料，可以對零部件的工作環(huán)境條件以及零部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行從材料優(yōu)化以及仿真分析。零件的表面粗糙程度、形位偏差、關(guān)鍵尺寸等指標(biāo)檢測，可以利用三坐標(biāo)及測量機(jī)以及在線檢測儀器進(jìn)行檢驗和快速測量，從而對零件的完工狀態(tài)以及加工流程的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷。

3、計算機(jī)輔助設(shè)計與塑料磨具快速設(shè)計

水表產(chǎn)品的零部件設(shè)計包含了結(jié)構(gòu)特性設(shè)計以及幾何形狀設(shè)計，相關(guān)問題基本上都可以利用CAD軟件進(jìn)行完成，與此同時還兼具仿真分析以及結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬等基本功能。水表內(nèi)部流場的計算機(jī)仿真是在CED的基礎(chǔ)上進(jìn)行建立的，并具備動力學(xué)仿真分析和運(yùn)動學(xué)分析。

在注塑模具的設(shè)計和分析方面，對于Pro/E軟件的使用比較多，該軟件對于分析以及設(shè)計方面具有較高的效率，相關(guān)模塊可以對流動功能、注塑模具模腔、流道結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析。MoldFlow等專業(yè)用語注塑成型流動分析軟件可以對注塑工藝參數(shù)、注塑零件設(shè)計方案、注塑模具結(jié)構(gòu)等進(jìn)行優(yōu)化，其中包含的相關(guān)模塊對于產(chǎn)品的設(shè)計方案以及工藝參數(shù)、注塑工藝過程、注塑質(zhì)量等進(jìn)行模擬和優(yōu)化。其中高速切削技術(shù)以及快速原型技術(shù)是注塑模具制造過程中，在當(dāng)前采用的比較多的方案。

4、計算機(jī)快速調(diào)教與測量

成臺的水表整機(jī)產(chǎn)品的樣機(jī)試制工作包括測量以及性能調(diào)試，較為有效的調(diào)試方法是標(biāo)準(zhǔn)比較法，計算機(jī)通過采用該方法可以較快的對技術(shù)進(jìn)行調(diào)校，同時通過自動控制測量以及計算機(jī)自動讀數(shù)，也可以快速測量水表性能。其主要流程如下：零部件計算機(jī)輔助設(shè)計與仿真→計算機(jī)虛擬裝配與驗證→應(yīng)用快速加工技術(shù)對零件進(jìn)行加工→對實(shí)體零件進(jìn)行裝配和驗證→測試產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能是否符合要求，如果不符合要求，則需要通過計算機(jī)進(jìn)行修改設(shè)計，符合要求則進(jìn)行下一步→完成原理樣機(jī)試制→應(yīng)用快速制模技術(shù)對模具進(jìn)行制造→對注塑成型的零件進(jìn)行產(chǎn)品裝配→通過計算機(jī)輔助性能對其進(jìn)行測量與調(diào)校→完成工作樣機(jī)試制。

結(jié)語：

水表產(chǎn)品樣機(jī)研制借助于計算機(jī)輔助技術(shù)，提升了新產(chǎn)品的研發(fā)效率，縮短了研發(fā)周期，同時對于產(chǎn)品研發(fā)的質(zhì)量也有了一定的保證，減輕了其他因素對于產(chǎn)品研制的影響。希望以上研討，對于促進(jìn)水表產(chǎn)品樣機(jī)研制技術(shù)的發(fā)展能夠起到一定的推動作用。

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作者簡介：李佐（1986-11-25），男，山東淄博人，工程師，本科，主要從事機(jī)械設(shè)計制造及其自動化應(yīng)用相關(guān)工作。