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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,，一個問題解決的困難程度取決于對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,，對問題求解的過程就是對問題不斷描述、不斷程式化的過程,。TRIZ針對輸入輸出的關(guān)系(效應(yīng)),、沖突和技術(shù)進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)營者進行產(chǎn)品改進,、新產(chǎn)品開發(fā)的計算機輔助軟件。Pro／I Desktop v5軟件由項目描述,、問題分析與分解,、問題解決、評價,、結(jié)論等幾個功能模塊組成,。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時給出操作提示，軟件使用更容易,；可自動生成分析報告,。
2 柴油機排氣門座加工的創(chuàng)新方案設(shè)計
圖1所示為柴油機的排氣門座，排氣門座與排氣門,、氣缸蓋等其他零件一起組成柴油機動力單元組,。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必須形成密閉狀態(tài),，同時為了讓燃燒廢氣及時排除,，氣門需要迅速開合與閉合，氣門座需要承受高溫狀態(tài)下的高速沖擊,。
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,，對材料性能要求極高；同時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),，因為堆焊操作過程的淬硬作用。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，因為冷卻槽部位在產(chǎn)品臺階端面,，刀柄支撐十分薄弱,，冷卻槽加工時由外到里硬度不均勻，極易崩刀,，報廢比例很高,。
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，不僅單個排氣門座從里到外硬度不均勻,，個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)硬度能相對均勻,，或者不要堆焊就不會存在熱影響區(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)的硬度相對均勻。經(jīng)過試加工,，證明這個方案是可行的,。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,，因為目前柴油機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,，但由于實際條件受限未進行此項試驗,。
3 結(jié)束語
實踐證明，運用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，不會錯過各種可能性,，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
