广东工业大学技术创新方法TRIZ理论及应用课程报告

1、课 程 报 告 课程名称 创新方法 题目名称 夹紧装置定位不准问题 学生学院 机电工程学院 专业班级 14机电6班 学 号 （262、272） 学生姓名 刘就杰、蒋勇、刘洋 指导教师 刘建强 2016年 12 月 16 日摘 要 TRIZ即“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

2、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。 本课题主要通过TRIZ方法来解决夹紧装置持久准确性定位的问题。关于如何做到持久性并且方便可靠的方案进行探索。关键词：TRIZ，夹紧装置，持久准确性，定位目录1 绪 论41.1 题目背景41.2 解决问题的思路流程42 问题描述42.1 问题情境描述42.2 问题初始情境42.3系统当前存在的主要问题52.4系统主要缺点出现的情境52.5初步解决思路52.6明确要解决的问题52.7对新技术系统要求52.8技术系统IFR63 问题分析63.1 因果分析63.1.1 原因轴分析63.1.2结果轴分析

3、73.1.3 因果轴分析73.1.4 因果分析的规范化73.1.4 选择解题的入手点73.1.5 识别出的问题74 矛盾问题求解84.1 技术矛盾分析与求解84.1.1 技术矛盾184.2 物理矛盾分析与求解104.2.1 物理矛盾识别104.2.3 空间分离105 方案评价125.1 方案列表说明125.2方案评价与决策126 结论与课程学习心得127报告说明13参 考 文 献131 绪 论1.1 题目背景 伴随着制造业的发展，和现代科技水平的提高，出现对所加工的零件质量要求越来越高，零件在加工的过程中都离不开夹紧装置，只有在夹紧装置准确定位的情况下，才能进行高精密地加工，于是对夹紧装置能否

4、提供持久准确性地定位至关重要，它影响到零件加工的最终质量的好坏。1.2 解决问题的思路流程工程问题选择与描述技术进化分析建立问题模型与关键问题选择技术矛盾（或物理矛盾）创新概念生成解决次生问题方案验证与评估2 问题描述2.1 问题情境描述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

5、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2.2问题初始情境描述夹紧装置通过驱动源的左右移动，来带动凸轮的运动，从而通过凸轮的边缘轨迹来提供精准定位。实现杠杠的夹紧与放松。2.3系统当前存在的主要问题夹紧装置的凸轮轨迹发生变形或者磨损，造成定位不准确。2.4系统主要缺点出现的情境1.夹紧装置凸轮的刚度不足，造成在受压过程中变形量过大2.由于装置使用时间过长造成的凸轮磨损。2.5初步解决思路对凸轮表面进行渗碳处理来提高其表面硬度，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

6、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。用现有办法，很难从根本上解决问题。2.6 明确要解决的问题如何保证凸轮表面的形状精度，又能避免对凸轮进行更换和维修的不方便。2.7对新技术系统的要求夹紧装置的凸轮形状精度高，刚度好，耐磨，容易方便更换。2.8 技术系统IFR夹紧装置的凸轮尽可能少或者不用更换。 3 问题分析3.1 因果分析3.1.1 原因轴分析3.1.2 结果轴分析3.1.3 因果分析的规范化存在-挤压不足-刚度有害的-磨粒不稳定-磨损-存在摩擦不可控-形状精度失效-更换3,1.4 选择解题的入手点从方便提高刚度

7、入手。3.1.5 识别出的问题 通过因果分析，引起夹紧装置不能准确定位问题的根本原因是：1. 夹紧装置的凸轮刚度不够2. 夹紧装置的凸轮发生磨损 3. 夹紧装置的凸轮由于更换不方便未定期更换4 矛盾问题求解4.1 技术矛盾分析与求解4.1.1 技术矛盾1问题的描述是：经过因果分析，造成夹紧装置不能精准定位的原因可能是凸轮的 刚度不足，造成变形和磨损。由于更换不便而未及时更换。改善的参数是： 制造精度（凸轮表面的形状精度）恶化的参数是： 可靠性（凸轮进行更换和维修）在矛盾矩阵中相关发明原理： 分割原理，抽取原理，反向作用原理可能的解决方案并附图： 采用“分割原理”是“把一个物体分成相互间独立的几

8、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。4.2 物理矛盾分析与求解4.2.1 物理矛盾识别 夹紧装置的凸轮在与滚子接触时，实质只有表面进行接触，其余部分只是是支撑作用。附图说明4.2.2 空间分离 定义矛盾需求空间Step1：定义物理矛盾参数：刚度 参数的要

9、求1：真正接触部位要求具有较高的刚度来保证精确定位 参数的要求2：附加支撑部位要求低，考虑成本，应用普通刚度 Step2：如果想实现技术系统的理想状态，这个参数的不同要求应该在什么空间得以实现？空间1： 凸轮与滚子接触部位空间2： 凸轮未接触滚子部位Step3：以上两个空间区域是否交叉？ 否：应用空间分离 是：尝试其他分离方法 应用空间分离可能产生解决方案的原理解为：列出可能的解决方案并附图： 在接触部位采用特殊热处理来提高刚度（淬火，渗氮等），非接触部位采用一般材料刚度。 5 方案评价5.1 方案列表说明序号名称方案描述1采用分割原理采用分割原理，将接触部位用可拆卸块代替，可拆卸块采用刚度大

10、，耐磨的材料制作，同时易于拆卸安装。2采用特殊热处理在凸轮与滚子接触部位采用特殊处理来提高接触处的刚度，从而保证定位精度。5.2方案评价与决策5.2方案评价与决策 方案一，一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，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，接触下半部分与凸轮底座的接触面保证接触块与凸轮的横向相对位置，并用内六角螺栓紧同，方便进行更换和维修，这样就解决了凸轮机构T作的维修和更换问题。而且由于凸轮本体不再承受与滚子的接触应力，可以用一些

11、普通的材料，如铸铁或Q235等，以降低成本。 方案二，通过采用特殊热处理来提高表面刚度，减少变形和磨损，保证定位精度。这种一定程度上可以减少材料的成本，使材料功能充分发挥。但在安装拆卸方面仍欠佳。通过以上比较，方案一不仅可以保证夹紧装置的精确定位，同时还能使拆卸灵活方面。方案一和二，虽然刚度都有提高，但由于磨损是不可避免的，长时间使用后仍旧需要更换才能保证精度。考虑这种情况，故方案一更加合理。经过对比，最终选择方案一作为解决此问题的最佳方案 6 结论与课程学习心得结论： 从分析问题出发，剥取问题的核心，抓主要矛盾，然后分析矛盾的属性（物理矛盾，技术矛盾），再运用各自对应的工具去解决相应的矛盾。课程学习心得： 最宝贵的知识是方法的知识，创新方法这门课恰好是一门研究方法的课，它虽然不能直接给出所遇到问题的答案，但是它可以提供解决问题的方向，引导一个人往正确的方向去思考，从而可以在短时间内得到问题的多种解决的方案，避免了遇到问题无从下手的窘境。 报告说明 本文拟题出于对生活观察感悟，然后通过总结归纳，运用技术创新方法理论进行分析，最后找到本