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樓主 |
發(fā)表于 2011-4-24 10:19:45
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TRIZ理論是由前蘇聯(lián)發(fā)明家阿奇舒勒于1946年創(chuàng)立的，該理論認(rèn)為，一個(gè)問題解決的困難程度取決于對(duì)該問題的描述或程式化方法，描述得越清楚，問題的解就越容易找到。在TRIZ理論中，對(duì)問題求解的過程就是對(duì)問題不斷描述、不斷程式化的過程。TRIZ針對(duì)輸入輸出的關(guān)系(效應(yīng))、沖突和技術(shù)進(jìn)化都有比較完善的理論，因而為創(chuàng)新理論軟件化提供了基礎(chǔ)，為TRIZ的實(shí)際應(yīng)用提供了條件。
l Pro／l Desktop v5軟件介紹
Pro／I Desktop v5軟件是億維訊科技有限公司以TRIZ為理論基礎(chǔ)，結(jié)合創(chuàng)造性設(shè)計(jì)方法，輔助工程技術(shù)人員、科研人員以及企業(yè)經(jīng)營者進(jìn)行產(chǎn)品改進(jìn)、新產(chǎn)品開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助軟件。Pro／I Desktop v5軟件由項(xiàng)目描述、問題分析與分解、問題解決、評(píng)價(jià)、結(jié)論等幾個(gè)功能模塊組成。該軟件可根據(jù)用戶需求，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有產(chǎn)品或流程中存在的問題；幫助解決技術(shù)矛盾；智能化的向?qū)щS時(shí)給出操作提示，軟件使用更容易；可自動(dòng)生成分析報(bào)告。
2 柴油機(jī)排氣門座加工的創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)
圖1所示為柴油機(jī)的排氣門座，排氣門座與排氣門、氣缸蓋等其他零件一起組成柴油機(jī)動(dòng)力單元組。排氣門座與排氣門形成柴油燃燒后廢氣的排泄通道，工作溫度極高，是典型的高溫工作狀態(tài)；為了保證柴油的充分燃燒，氣門與氣門座在閉合時(shí)必須形成密閉狀態(tài)，同時(shí)為了讓燃燒廢氣及時(shí)排除，氣門需要迅速開合與閉合，氣門座需要承受高溫狀態(tài)下的高速?zèng)_擊。
2．1 工作原理
排氣門座的工作面(30°斜面)是惡劣工況(高溫沖擊)的主要承受部位，對(duì)材料性能要求極高；同時(shí)又是與排氣門形成密閉的主要工作面，加工精度要求也很高。在工作面表面是堆焊的高溫合金司太立6號(hào)合金。為了保證零件工作正常，排氣門的外形必須與氣缸蓋可靠配合，所以外形加工精度要求很高。其中大、小外圓，臺(tái)階平面都是與氣缸蓋直接配合的接觸面。為了使零件在高溫下正常地持續(xù)工作，零件設(shè)計(jì)在堆焊層后有一道環(huán)形冷卻槽，工作中使用壓力冷卻水帶走部分熱量。
圖1 柴油機(jī)排氣門座
2．2 問題工況
由于工作面需要堆焊，在堆焊層周圍自然形成了堆焊熱影響區(qū)，因?yàn)槎押覆僮鬟^程的淬硬作用。母材材料硬度由里到外遞減。材料硬度的不均勻性給周圍部位的加工帶來了很大的影響，尤其是冷卻槽的加工。冷卻槽寬0．5 mm，深3．5 mm，切削刃口細(xì)而長，因?yàn)槔鋮s槽部位在產(chǎn)品臺(tái)階端面，刀柄支撐十分薄弱，冷卻槽加工時(shí)由外到里硬度不均勻，極易崩刀，報(bào)廢比例很高。
2．3 問題分析與分解
組件模型如圖2所示。問題列表如下：①如何防止刀具崩刀?②如何預(yù)防排氣門座熱影響區(qū)的硬度出現(xiàn)不均?③排氣門座熱影響區(qū)的硬度不穩(wěn)定，如何解決?④排氣門座熱影響區(qū)的硬度不可控制，如何控制?⑤保溫設(shè)備的溫度不穩(wěn)定，如何解決?
圖2 組件模型
2．4 最終理想解的確定
現(xiàn)應(yīng)用TRIZ理論中的最終理想解確定的步驟來探討相關(guān)方案：
①設(shè)計(jì)的最終目的是什么?——降低加工冷卻槽過程的崩刀現(xiàn)象；
②理想解是什么?——加工冷卻槽過程不出現(xiàn)崩刀；
③達(dá)到理想解的障礙是什么?——堆焊過程導(dǎo)致熱影響區(qū)硬度不均勻，不僅單個(gè)排氣門座從里到外硬度不均勻，個(gè)體之間的硬度也有較大差異；
④出現(xiàn)這種障礙的結(jié)果是什么?——在加工冷卻槽時(shí)刀具不好選擇且容易崩刃，廢品率極高；
⑤不出現(xiàn)這種障礙的條件是什么?創(chuàng)造這些條件存在的可用資源是什么?——堆焊層熱影響區(qū)硬度能相對(duì)均勻，或者不要堆焊就不會(huì)存在熱影響區(qū)�？捎觅Y源是堆焊操作人員和堆焊方法。
2．5 解決方案
(1)采用等離子堆焊代替手工堆焊。由于操作人員水平不一樣，手工堆焊的質(zhì)量有好有壞，且堆焊導(dǎo)致熱影響區(qū)的硬度也很不均勻。因此需要尋找其他更先進(jìn)的堆焊方法，經(jīng)過調(diào)研，發(fā)現(xiàn)等離子弧堆焊工藝的合格率為100％。而且焊道平滑，切削余量小，能節(jié)省40％的貴重合金材料，且堆焊熱影響區(qū)的硬度相對(duì)均勻。經(jīng)過試加工，證明這個(gè)方案是可行的。采用等離子焊的排氣門座，其冷卻槽在加工過程中的崩刀現(xiàn)象由原來的30％降低到了5％。
(2)采用鍍膜代替堆焊。以往在排氣門座工作面表面堆焊高溫合金司太立6號(hào)合金是為了提高密封面耐擦傷、耐腐蝕、耐高溫等性能，延長使用壽命。經(jīng)過分析認(rèn)為，采用鍍膜技術(shù)也能取得相同的效果，因?yàn)槟壳安裼蜋C(jī)氣門的錐面加工除了用堆焊，也有采用鍍層的，而氣門錐面是與氣門座表面配合的位置，工作環(huán)境和性能要求與氣門座工作表面的基本相同，因此采用這一技術(shù)也是可行的，但由于實(shí)際條件受限未進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)。
3 結(jié)束語
實(shí)踐證明，運(yùn)用TRIZ理論能夠系統(tǒng)地分析問題情境，快速發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)或者矛盾，準(zhǔn)確界定問題的探索方向，不會(huì)錯(cuò)過各種可能性，是從而開發(fā)富有競爭力新產(chǎn)品的有力工具。
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樓主: huhuhao
發(fā)表于 2011-5-31 08:06:32
發(fā)表于 2011-6-10 14:02:50
