廣東工業(yè)大學(xué)技術(shù)創(chuàng)新方法TRIZ理論及應(yīng)用課程報(bào)告

課程報(bào)告課程名稱《創(chuàng)新方法》題目名稱夾緊裝置定位不準(zhǔn)問(wèn)題學(xué)生學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)14機(jī)電6班學(xué)號(hào)3114000271〔262、272〕學(xué)生姓名劉就杰、蔣勇、劉洋指導(dǎo)教師劉建強(qiáng)2023年12月16日摘要TRIZ即“創(chuàng)造問(wèn)題解決理論〞，外表的意思是強(qiáng)調(diào)解決實(shí)際問(wèn)題，特別是創(chuàng)造問(wèn)題；隱含的意思是由解決創(chuàng)造問(wèn)題而最終實(shí)現(xiàn)〔技術(shù)和管理〕創(chuàng)新。TRIZ理論引導(dǎo)設(shè)計(jì)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(wèn)題首先將待解決的問(wèn)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(wèn)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(wèn)題的具體方案。本課題主要通過(guò)TRIZ方法來(lái)解決夾緊裝置持久準(zhǔn)確性定位的問(wèn)題。關(guān)于如何做到持久性并且方便可靠的方案進(jìn)行探索。關(guān)鍵詞：TRIZ，夾緊裝置，持久準(zhǔn)確性，定位目錄TOC\h\z\u\t"標(biāo)題1,2,標(biāo)題2,3,標(biāo)題3,4,副標(biāo)題,2,標(biāo)題,1"1緒論41.1題目背景41.2解決問(wèn)題的思路流程42問(wèn)題描述42.1問(wèn)題情境描述42.2問(wèn)題初始情境42.3系統(tǒng)當(dāng)前存在的主要問(wèn)題52.4系統(tǒng)主要缺點(diǎn)出現(xiàn)的情境52.5初步解決思路52.6明確要解決的問(wèn)題52.7對(duì)新技術(shù)系統(tǒng)要求52.8技術(shù)系統(tǒng)IFR63問(wèn)題分析63.1因果分析63.1.1原因軸分析63.1.2結(jié)果軸分析73.1.3因果軸分析73.1.4因果分析的標(biāo)準(zhǔn)化73.1.4選擇解題的入手點(diǎn)73.1.5識(shí)別出的問(wèn)題74矛盾問(wèn)題求解84.1技術(shù)矛盾分析與求解84.1.1技術(shù)矛盾184.2物理矛盾分析與求解104.2.1物理矛盾識(shí)別104.2.3空間別離105方案評(píng)價(jià)125.1方案列表說(shuō)明125.2方案評(píng)價(jià)與決策126結(jié)論與課程學(xué)習(xí)心得127報(bào)告說(shuō)明13參考文獻(xiàn)131緒論1.1題目背景伴隨著制造業(yè)的開展，和現(xiàn)代科技水平的提高，出現(xiàn)對(duì)所加工的零件質(zhì)量要求越來(lái)越高，零件在加工的過(guò)程中都離不開夾緊裝置，只有在夾緊裝置準(zhǔn)確定位的情況下，才能進(jìn)行高精密地加工，于是對(duì)夾緊裝置能否提供持久準(zhǔn)確性地定位至關(guān)重要，它影響到零件加工的最終質(zhì)量的好壞。1.2解決問(wèn)題的思路流程工程問(wèn)題選擇與描述——技術(shù)進(jìn)化分析——建立問(wèn)題模型與關(guān)鍵問(wèn)題選擇——技術(shù)矛盾〔或物理矛盾〕——?jiǎng)?chuàng)新概念生成——解決次生問(wèn)題——方案驗(yàn)證與評(píng)估2問(wèn)題描述2.1問(wèn)題情境描述在凸輪機(jī)構(gòu)夾緊的過(guò)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(dòng)滾子1與凸輪外表處在高壓接觸狀態(tài)，必須保證凸輪外表具有一定的硬度，以免其在高接觸應(yīng)力狀下發(fā)生變形，使得對(duì)工件的定位不準(zhǔn)。通常的方法是對(duì)凸輪外表進(jìn)行滲碳處理來(lái)提高其外表硬度，在進(jìn)行滲碳的過(guò)程中，凸輪的外表會(huì)產(chǎn)生變形，需要對(duì)經(jīng)過(guò)滲碳處理的凸輪外表再進(jìn)行一次精加工，以保證凸輪外表曲線不會(huì)失真；進(jìn)行精加工會(huì)使硬化層的厚度缺乏，導(dǎo)致需要經(jīng)常維修或更換凸輪，維修會(huì)遇到拆裝困難的問(wèn)題2.2問(wèn)題初始情境描述夾緊裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)源的左右移動(dòng)，來(lái)帶動(dòng)凸輪的運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)凸輪的邊緣軌跡來(lái)提供精準(zhǔn)定位。實(shí)現(xiàn)杠杠的夾緊與放松。2.3系統(tǒng)當(dāng)前存在的主要問(wèn)題夾緊裝置的凸輪軌跡發(fā)生變形或者磨損，造成定位不準(zhǔn)確。2.4系統(tǒng)主要缺點(diǎn)出現(xiàn)的情境1.夾緊裝置凸輪的剛度缺乏，造成在受壓過(guò)程中變形量過(guò)大2.由于裝置使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成的凸輪磨損。2.5初步解決思路對(duì)凸輪外表進(jìn)行滲碳處理來(lái)提高其外表硬度，在進(jìn)行滲碳的過(guò)程中，凸輪的外表會(huì)產(chǎn)生變形，需要對(duì)經(jīng)過(guò)滲碳處理的凸輪外表再進(jìn)行一次精加工，以保證凸輪外表曲線不會(huì)失真；進(jìn)行精加工會(huì)使硬化層的厚度缺乏，導(dǎo)致需要經(jīng)常維修或更換凸輪，維修會(huì)遇到拆裝困難的問(wèn)題，而更換凸輪更是增加了本錢。用現(xiàn)有方法，很難從根本上解決問(wèn)題。2.6明確要解決的問(wèn)題如何保證凸輪外表的形狀精度，又能防止對(duì)凸輪進(jìn)行更換和維修的不方便。2.7對(duì)新技術(shù)系統(tǒng)的要求夾緊裝置的凸輪形狀精度高，剛度好，耐磨，容易方便更換。2.8技術(shù)系統(tǒng)IFR夾緊裝置的凸輪盡可能少或者不用更換。3問(wèn)題分析3.1因果分析3.1.1原因軸分析3.1.2結(jié)果軸分析3.1.3因果分析的標(biāo)準(zhǔn)化存在--擠壓缺乏--剛度有害的--磨粒不穩(wěn)定--磨損--存在摩擦不可控--形狀精度失效--更換3,1.4選擇解題的入手點(diǎn)從方便提高剛度入手。3.1.5識(shí)別出的問(wèn)題通過(guò)因果分析，引起夾緊裝置不能準(zhǔn)確定位問(wèn)題的根本原因是：1.夾緊裝置的凸輪剛度不夠2.夾緊裝置的凸輪發(fā)生磨損3.夾緊裝置的凸輪由于更換不方便未定期更換4矛盾問(wèn)題求解4.1技術(shù)矛盾分析與求解4.1.1技術(shù)矛盾1問(wèn)題的描述是：經(jīng)過(guò)因果分析，造成夾緊裝置不能精準(zhǔn)定位的原因可能是凸輪的剛度缺乏，造成變形和磨損。由于更換不便而未及時(shí)更換。改善的參數(shù)是：制造精度〔凸輪外表的形狀精度〕惡化的參數(shù)是：可靠性〔凸輪進(jìn)行更換和維修〕在矛盾矩陣中相關(guān)創(chuàng)造原理：分割原理，抽取原理，反向作用原理可能的解決方案并附圖：采用“分割原理〞是“把一個(gè)物體分成相互間獨(dú)立的幾個(gè)局部〞“把一個(gè)物體分成容易組裝和拆卸的局部〞“提高系統(tǒng)的可分性，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的改造〞。這個(gè)原理給出的提示是可以把一個(gè)整體進(jìn)行分割，使得更換和維修比擬方便，而更換凸輪的原因是：凸輪外表和擺動(dòng)滾子1接觸的外表受到磨損；結(jié)合這兩方面，可以得到一個(gè)概念性的設(shè)計(jì)，就是把凸輪與擺動(dòng)滾子1接觸的局部分割出來(lái)。這樣在需要進(jìn)行更換或維修時(shí)，只需取下分割出的這局部，從而解決了更換或維修困難的問(wèn)題。4.2物理矛盾分析與求解4.2.1物理矛盾識(shí)別夾緊裝置的凸輪在與滾子接觸時(shí)，實(shí)質(zhì)只有外表進(jìn)行接觸，其余局部只是是支撐作用。附圖說(shuō)明4.2.2空間別離定義矛盾需求空間Step1：定義物理矛盾參數(shù)：剛度參數(shù)的要求1：真正接觸部位要求具有較高的剛度來(lái)保證精確定位參數(shù)的要求2：附加支撐部位要求低，考慮本錢，應(yīng)用普通剛度Step2：如果想實(shí)現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)的理想狀態(tài)，這個(gè)參數(shù)的不同要求應(yīng)該在什么空間得以實(shí)現(xiàn)？空間1：凸輪與滾子接觸部位空間2：凸輪未接觸滾子部位Step3：以上兩個(gè)空間區(qū)域是否交叉？eq\o\ac(□,√)否：應(yīng)用空間別離□是：嘗試其他別離方法應(yīng)用空間別離可能產(chǎn)生解決方案的原理解為：列出可能的解決方案并附圖：在接觸部位采用特殊熱處理來(lái)提高剛度〔淬火，滲氮等〕，非接觸部位采用一般材料剛度。5方案評(píng)價(jià)5.1方案列表說(shuō)明序號(hào)名稱方案描述1采用分割原理采用分割原理，將接觸部位用可拆卸塊代替，可拆卸塊采用剛度大，耐磨的材料制作，同時(shí)易于拆卸安裝。2采用特殊熱處理在凸輪與滾子接觸部位采用特殊處理來(lái)提高接觸處的剛度，從而保證定位精度。5.2方案評(píng)價(jià)與決策5.2方案評(píng)價(jià)與決策方案一，一種可拆裝的組合凸輪是把擺動(dòng)滾子1與凸輪外表接觸的地方分割出來(lái)，接觸塊可用硬度較高的材料或者容易滲碳的材料，比方45#鋼或40Gr等，在需要的時(shí)候嵌入到凸輪底座中，接觸塊上半局部與凸輪底座的接觸面保證接觸塊與凸輪底座的縱向相對(duì)位置，接觸下半局部與凸輪底座的接觸面保證接觸塊與凸輪的橫向相對(duì)位置，并用內(nèi)六角螺栓緊同，方便進(jìn)行更換和維修，這樣就解決了凸輪機(jī)構(gòu)T作的維修和更換問(wèn)題。而且由于凸輪本體不再承受與滾子的接觸應(yīng)力，可以用一些普通的材料，如鑄鐵或Q235等，以降低本錢。方案二，通過(guò)采用特殊熱處理來(lái)提高外表剛度，減少變形和磨損，保證定位精度。這種一定程度上可以減少材料的本錢，使材料功能充分發(fā)揮。但在安裝拆卸方面仍欠佳。通過(guò)以上比擬，方案一不僅可以保證夾緊裝置的精確定位，同時(shí)還能使拆卸靈活方面。方案一和二，雖然剛度都有提高，但由于磨損是不可防止的，長(zhǎng)時(shí)間使用后仍舊需要更換才能保證精度?？紤]這種情況，故方案一更加合理。經(jīng)過(guò)比照，最終選擇方案一作為解決此問(wèn)題的最正確方案6結(jié)論與課程學(xué)習(xí)心得結(jié)論：從分析問(wèn)題出發(fā)，剝?nèi)?wèn)題的核心，抓主要矛盾，然后分析矛盾的屬性〔物理矛盾，技術(shù)矛盾〕，再運(yùn)用各自對(duì)應(yīng)的工具去解決相應(yīng)的矛盾。課程學(xué)習(xí)心得：最珍貴的知識(shí)是方法的知識(shí)，創(chuàng)新方法這門課恰好是一門研究方法的課，它雖然不能直接給出所遇到問(wèn)題的答案，但是它可以提供解決問(wèn)題的方向，引導(dǎo)一個(gè)人往正確的方向去思考，從而可以在短時(shí)間內(nèi)得到問(wèn)題的多種解決的方案，防止了遇到問(wèn)題無(wú)從下手的窘境。報(bào)告說(shuō)明本文擬題出于對(duì)生活觀察感悟，然后通過(guò)總結(jié)歸納，運(yùn)用技術(shù)創(chuàng)新方法理論進(jìn)行分析，最后找到本問(wèn)題的解決方案?！舱f(shuō)明報(bào)告題目是否自己擬定，內(nèi)容是否自己完成，如果