創(chuàng)新方法課程設(shè)計-3111010597-曾俊賢

1、廣東省創(chuàng)新方法推廣應(yīng)用研究中心TRIZ帶題培訓(xùn)工程課題信息表課題名稱：解決凸輪夾緊機(jī)構(gòu)定位不準(zhǔn)的問題填 表 人：曾俊賢所屬單位：廣東工業(yè)大學(xué)課題研究期限： 培訓(xùn)講師：成思源 周金平指導(dǎo)老師：成思源 周金平 1 基本信息工程課題名稱解決凸輪夾緊機(jī)構(gòu)定位不準(zhǔn)的問題所屬領(lǐng)域機(jī)械領(lǐng)域開題時間2013.12姓名曾俊賢性別男年齡22學(xué)歷在讀本科所在單位和部門廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院職稱學(xué)生職務(wù)學(xué)生電mail799081282課題摘要（500字） TRIZ起源于前蘇聯(lián)，在1946年，由GSA1 tshuller及其領(lǐng)導(dǎo)的一批研究人員，在分析研究世界各國著名專利的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了人類在

2、進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造過程中解決工程問題時所采用的方法和思路，揭示了創(chuàng)新設(shè)計的基本規(guī)律。國際著名TRIZ專家Savransky博士給出了TRIZ的如下定義：TRIZ是基于知識的、面向人的解決發(fā)明問題的系統(tǒng)化方法學(xué)。 TRIZ的意思是“發(fā)明問題解決理論”，表面的意思是強(qiáng)調(diào)解決實際問題，特別是發(fā)明問題；隱含的意思是由解決發(fā)明問題而最終實現(xiàn)（技術(shù)和管理）創(chuàng)新。TRIZ理論認(rèn)為，產(chǎn)品（即人工系統(tǒng)）進(jìn)化過程就是不斷解決產(chǎn)品所存在矛盾的過程。TRIZ著力于研究人工系統(tǒng)中存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目標(biāo)是完全解決矛盾，獲得最終的理想解。另外，它是基于人工系統(tǒng)進(jìn)化法則研究產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)過程，而不再是隨機(jī)的行為。TR

3、IZ理論引導(dǎo)設(shè)計者從39條技術(shù)矛盾特性參數(shù)和40條矛盾解決創(chuàng)新原理出發(fā)，選擇能夠解決特定矛盾的原理。TRIZ解決技術(shù)矛盾問題首先將待解決的問題加以明確定義；其次，根據(jù)TRIZ理論提供的方法，將待解決的問題轉(zhuǎn)化為技術(shù)矛盾；然后，應(yīng)用根據(jù)所確定的技術(shù)矛盾，從矛盾矩陣中找到相應(yīng)的創(chuàng)新原理。最后，應(yīng)用找到的創(chuàng)新原理提出解決問題的具體方案。本課題主要針對凸輪夾緊機(jī)構(gòu)在對工件進(jìn)行夾緊的同時存在定位不準(zhǔn)的問題，利用TRIZ理論進(jìn)行分析、求解并提出相應(yīng)的解決方案，優(yōu)化凸輪夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計的同時提高工件的加工精度。2問題描述與分析（含圖解說明）：（1） 問題背景可加附頁我們知道，利用傳統(tǒng)的機(jī)床在對長度較長的軸類零件

4、進(jìn)行加工時，由于機(jī)床卡盤到尾座的跨度大，在切削力作用下，工件易產(chǎn)生變形，導(dǎo)致加工精度低，為此需在工件中間加裝定位夾緊機(jī)構(gòu)。目前普遍使用的定位夾緊機(jī)構(gòu)下圖所示，片狀凸輪在驅(qū)動源的作用下往復(fù)移動，驅(qū)動平動滾子和兩個擺動滾子保持同心且同步張開和閉合，實現(xiàn)對工件的夾緊和放松。凸輪夾緊機(jī)構(gòu)簡圖2問題描述與分析（含圖解說明）：（2） 問題描述可加附頁 在凸輪機(jī)構(gòu)夾緊的過程中，凸輪曲線的精度是影響凸輪夾緊機(jī)構(gòu)定位精度的主要因素之一，另外擺動滾子1與凸輪表面處在高壓接觸狀態(tài)，必須保證凸輪表面具有一定的硬度，以免其在高接觸應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生變形，使得對工件的定位不準(zhǔn)。通常的方法是對凸輪表面進(jìn)行滲碳處理來提高其表面硬

5、度，在進(jìn)行滲碳的過程中，凸輪的表面會產(chǎn)生變形，需要對經(jīng)過滲碳處理的凸輪表面再進(jìn)行一次精加工，以保證凸輪表面曲線不會失真；進(jìn)行精加工會使硬化層的厚度不足，導(dǎo)致需要經(jīng)常維修或更換凸輪，維修會遇到拆裝困難的問題，而更換凸輪更是增加了成本?？偟膩碚f，用常規(guī)的辦法，只能是折衷或妥協(xié)，而無法從根本上克服技術(shù)矛盾。這樣，就需要用TRIZ來解決系統(tǒng)矛盾并提出更加合理的解決方案。2問題描述與分析（含圖解說明）：（4）問題確定可加附頁改善的參數(shù)（提高了凸輪表面的形狀精度）與惡化的參數(shù)（凸輪的更換和維修不方便）之間構(gòu)成了一對技術(shù)沖突。 從39個工程參數(shù)中，可以找到與改善的方面比較貼近的參數(shù)是制造精度，和惡化的方面比

6、較貼近的參數(shù)是可維修性；從而確定一對技術(shù)矛盾：制造精度可維修性(改善的參數(shù)惡化的參數(shù))。TRIZ39個常見工程參數(shù)見下圖。2問題描述與分析（含圖解說明）：（5） 確定技術(shù)矛盾的最終目的是為了尋找可以幫助解決問題的創(chuàng)新原理，阿奇舒勒創(chuàng)建的矛盾矩陣表就是用來尋找技術(shù)矛盾的工具，在部分矛盾矩陣表中，表的第一行和第一列都是39個通用工程參數(shù)中的參數(shù)，不同的是，第一列所列的是系統(tǒng)需要改善的參數(shù)的名稱，第一行所列的是系統(tǒng)在改善那個參數(shù)的同時，惡化了的另一個參數(shù)的名稱。TRIZ部分矛盾矩陣表3.擬采取的解決方案：(1)擬采用的創(chuàng)新理論可加附頁查找沖突矩陣找出創(chuàng)新原理 從第一列中找到改善的參數(shù)，從第一行中找到

7、惡化的參數(shù)，與它們對應(yīng)的行和列的交叉處對應(yīng)的數(shù)字，就是要找的創(chuàng)新原理，與本問題的技術(shù)矛盾(制造精度可靠性)對應(yīng)的創(chuàng)新原理是： a分割原理(01號)b抽取原理(02號)c反向作用原理(13號)3 擬采取的解決方案： (2)初步解決方案可加附頁 方案： 抽取原理是“從物體中抽出可產(chǎn)生負(fù)面影響的部分或?qū)傩浴薄皟H從物體中抽出必要的部分和屬性”;反向作用原理主要是“用相反的動作，代替問題定義中所規(guī)定的動作”，用這兩個原理沒有找到合適的解決方案。 “分割原理”是“把一個物體分成相互間獨(dú)立的幾個部分”“把一個物體分成容易組裝和拆卸的部分”“提高系統(tǒng)的可分性，以實現(xiàn)系統(tǒng)的改造”。 這個原理給出的提示是可以把一

8、個整體進(jìn)行分割，使得更換和維修比較方便，而更換凸輪的原因是：凸輪表面和擺動滾子1接觸的表面受到磨損；結(jié)合這兩方面，可以得到一個概念性的設(shè)計，就是把凸輪與擺動滾子1接觸的部分分割出來。這樣在需要進(jìn)行更換或維修時，只需取下分割出的這部分，從而解決了更換或維修困難的問題。 4 最終問題解決方案：(1)采用的創(chuàng)新理論可加附頁01、分割原理依據(jù)上面提出的概念設(shè)計，一種可拆裝的組合凸輪是把擺動滾子1與凸輪表面接觸的地方分割出來，如下圖所示的接觸塊即為分離出來的部分，接觸塊可用硬度較高的材料或者容易滲碳的材料，比如45#鋼或40Gr等，在需要的時候嵌入到凸輪底座中，接觸塊上半部分與凸輪底座的接觸面保證接觸塊與凸輪底座的縱向相對位置，