[发明专利]一种薄壁铜合金水表壳体铸造工艺的计算机辅助设计方法

权利要求书

1.一种薄壁铜合金水表壳体铸造工艺的计算机辅助设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）设计零件：按照设计要求进行铜合金水表壳体的结构进行设计，对铜合金水表壳体的外壳厚度进行薄壁优化；

（2）设计模具：根据已经设计好的铜合金水表壳体的结构进行模具的设计；

（3）模具建模：初步建立铜合金水表壳体铸件的实体模型，并对建立的实体模型进行网格划分，生成用于铸造模拟的铜合金水表壳体的有限元模型；

（4）铸造模拟分析：调用铜合金水表壳体的有限元模型，进行铜合金水表壳体铸件的铸造数值模拟；

（5）铸造模拟分析结果显示：对铸造模拟分析结果进行后处理，获得铜合金水表壳体铸件的铸造缺陷分布图、流场、温度场和应力场；

（6）优化设计结果：根据铸造模拟分析的结果显示步骤中获得的结果，对铜合金水表壳体的各种铸造缺陷进行综合分析，优化模具设计，从而获得最后的薄壁铜合金水表壳体的模型；

（7）工艺参数优化分析：根据上述的最后优化结果的薄壁铜合金水表壳体模型，设置正交实验，对铸造工艺参数中浇注温度、浇注时间、模具温度和倾转角度进行铸造模拟分析；

（8）工艺参数模拟分析结果显示：对不同工艺参数铸造模拟分析结果进行后处理，获得不同工艺参数下的缺陷分布图、流场、温度场和应力场；

（9）优化工艺参数结果：根据工艺参数模拟分析结果显示步骤中获得的结果，对铜合金水表壳体的各种缺陷、流场和温度场进行综合分析，得出最优的加工工艺参数；

（10）加工模具：根据模具设计结果，进行模具加工；

（11）生产检验：根据得出的最优工艺参数和加工好的模具进行实际生产并检验。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁铜合金水表壳体铸造工艺的计算机辅助设计方法，其特征在于，所述步骤（2）中模具的设计包括浇注系统、冒口及排气系统的设计。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁铜合金水表壳体铸造工艺的计算机辅助设计方法，其特征在于，所述浇注系统采用阶梯式浇注，在铸件进水口处开始补充浇道；在铜合金水表壳体的密封圈处、进出水口处和调节套筒处设置冒口。

4.根据权利要求2或3所述的一种薄壁铜合金水表壳体铸造工艺的计算机辅助设计方法，其特征在于，所述步骤（3）中，根据步骤（2）中铜合金水表壳体的结构、浇注系统和冒口，初步建立铜合金水表壳体铸件的实体模型。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种薄壁铜合金水表壳体铸造工艺的计算机辅助设计方法，其特征在于，还包括结构优化和参数优化，根据铸造模拟分析结果显示结果和工艺参数模拟分析结果显示，综合判断初步设计的铜合金浇冒系统和工艺参数是否需要优化，若需要优化，则由设计人员根据需要优化的目标修改铸件结构或工艺参数，将修改后的铸件结构或工艺参数生成新的有限元模型，重复铸造数值模拟分析步骤、铸造模拟分析结果显示和设计结果优化步骤，以求获得最佳的铜合金水表壳体的铸造工艺。