创新方法课程设计-3111010597-曾俊贤

1、广东省创新方法推广应用研究中心TRIZ带题培训工程课题信息表课题名称：解决凸轮夹紧机构定位不准的问题填 表 人：曾俊贤所属单位：广东工业大学课题研究期限： 培训讲师：成思源 周金平指导老师：成思源 周金平 1 基本信息工程课题名称解决凸轮夹紧机构定位不准的问题所属领域机械领域开题时间2013.12姓名曾俊贤性别男年龄22学历在读本科所在单位和部门广东工业大学机电工程学院职称学生职务学生电mail799081282课题摘要（500字） TRIZ起源于前苏联，在1946年，由GSA1 tshuller及其领导的一批研究人员，在分析研究世界各国著名专利的基础上，发现了人类在

2、进行发明创造过程中解决工程问题时所采用的方法和思路，揭示了创新设计的基本规律。国际著名TRIZ专家Savransky博士给出了TRIZ的如下定义：TRIZ是基于知识的、面向人的解决发明问题的系统化方法学。 TRIZ的意思是“发明问题解决理论”，表面的意思是强调解决实际问题，特别是发明问题；隐含的意思是由解决发明问题而最终实现（技术和管理）创新。TRIZ理论认为，产品（即人工系统）进化过程就是不断解决产品所存在矛盾的过程。TRIZ着力于研究人工系统中存在的矛盾，而不是逃避矛盾，其目标是完全解决矛盾，获得最终的理想解。另外，它是基于人工系统进化法则研究产品的设计与开发过程，而不再是随机的行为。TR

3、IZ理论引导设计者从39条技术矛盾特性参数和40条矛盾解决创新原理出发，选择能够解决特定矛盾的原理。TRIZ解决技术矛盾问题首先将待解决的问题加以明确定义；其次，根据TRIZ理论提供的方法，将待解决的问题转化为技术矛盾；然后，应用根据所确定的技术矛盾，从矛盾矩阵中找到相应的创新原理。最后，应用找到的创新原理提出解决问题的具体方案。本课题主要针对凸轮夹紧机构在对工件进行夹紧的同时存在定位不准的问题，利用TRIZ理论进行分析、求解并提出相应的解决方案，优化凸轮夹紧机构设计的同时提高工件的加工精度。2问题描述与分析（含图解说明）：（1） 问题背景可加附页我们知道，利用传统的机床在对长度较长的轴类零件

4、进行加工时，由于机床卡盘到尾座的跨度大，在切削力作用下，工件易产生变形，导致加工精度低，为此需在工件中间加装定位夹紧机构。目前普遍使用的定位夹紧机构下图所示，片状凸轮在驱动源的作用下往复移动，驱动平动滚子和两个摆动滚子保持同心且同步张开和闭合，实现对工件的夹紧和放松。凸轮夹紧机构简图2问题描述与分析（含图解说明）：（2） 问题描述可加附页 在凸轮机构夹紧的过程中，凸轮曲线的精度是影响凸轮夹紧机构定位精度的主要因素之一，另外摆动滚子1与凸轮表面处在高压接触状态，必须保证凸轮表面具有一定的硬度，以免其在高接触应力状态下发生变形，使得对工件的定位不准。通常的方法是对凸轮表面进行渗碳处理来提高其表面硬

5、度，在进行渗碳的过程中，凸轮的表面会产生变形，需要对经过渗碳处理的凸轮表面再进行一次精加工，以保证凸轮表面曲线不会失真；进行精加工会使硬化层的厚度不足，导致需要经常维修或更换凸轮，维修会遇到拆装困难的问题，而更换凸轮更是增加了成本。总的来说，用常规的办法，只能是折衷或妥协，而无法从根本上克服技术矛盾。这样，就需要用TRIZ来解决系统矛盾并提出更加合理的解决方案。2问题描述与分析（含图解说明）：（4）问题确定可加附页改善的参数（提高了凸轮表面的形状精度）与恶化的参数（凸轮的更换和维修不方便）之间构成了一对技术冲突。 从39个工程参数中，可以找到与改善的方面比较贴近的参数是制造精度，和恶化的方面比

6、较贴近的参数是可维修性；从而确定一对技术矛盾：制造精度可维修性(改善的参数恶化的参数)。TRIZ39个常见工程参数见下图。2问题描述与分析（含图解说明）：（5） 确定技术矛盾的最终目的是为了寻找可以帮助解决问题的创新原理，阿奇舒勒创建的矛盾矩阵表就是用来寻找技术矛盾的工具，在部分矛盾矩阵表中，表的第一行和第一列都是39个通用工程参数中的参数，不同的是，第一列所列的是系统需要改善的参数的名称，第一行所列的是系统在改善那个参数的同时，恶化了的另一个参数的名称。TRIZ部分矛盾矩阵表3.拟采取的解决方案：(1)拟采用的创新理论可加附页查找冲突矩阵找出创新原理 从第一列中找到改善的参数，从第一行中找到

7、恶化的参数，与它们对应的行和列的交叉处对应的数字，就是要找的创新原理，与本问题的技术矛盾(制造精度可靠性)对应的创新原理是： a分割原理(01号)b抽取原理(02号)c反向作用原理(13号)3 拟采取的解决方案： (2)初步解决方案可加附页 方案： 抽取原理是“从物体中抽出可产生负面影响的部分或属性”“仅从物体中抽出必要的部分和属性”;反向作用原理主要是“用相反的动作，代替问题定义中所规定的动作”，用这两个原理没有找到合适的解决方案。 “分割原理”是“把一个物体分成相互间独立的几个部分”“把一个物体分成容易组装和拆卸的部分”“提高系统的可分性，以实现系统的改造”。 这个原理给出的提示是可以把一

8、个整体进行分割，使得更换和维修比较方便，而更换凸轮的原因是：凸轮表面和摆动滚子1接触的表面受到磨损；结合这两方面，可以得到一个概念性的设计，就是把凸轮与摆动滚子1接触的部分分割出来。这样在需要进行更换或维修时，只需取下分割出的这部分，从而解决了更换或维修困难的问题。 4 最终问题解决方案：(1)采用的创新理论可加附页01、分割原理依据上面提出的概念设计，一种可拆装的组合凸轮是把摆动滚子1与凸轮表面接触的地方分割出来，如下图所示的接触块即为分离出来的部分，接触块可用硬度较高的材料或者容易渗碳的材料，比如45#钢或40Gr等，在需要的时候嵌入到凸轮底座中，接触块上半部分与凸轮底座的接触面保证接触块与凸轮底座的纵向相对位置，