TRIZ实例，你能解决吗？试一下看看

huhuhao

TRIZ理论是由前苏联发明家阿奇舒勒于1946年创立的，该理论认为，一个问题解决的困难程度取决于对该问题的描述或程式化方法，描述得越清楚，问题的解就越容易找到。在TRIZ理论中，对问题求解的过程就是对问题不断描述、不断程式化的过程。TRIZ针对输入输出的关系(效应)、冲突和技术进化都有比较完善的理论，因而为创新理论软件化提供了基础，为TRIZ的实际应用提供了条件。

l Pro／l Desktop v5软件介绍

Pro／I Desktop v5软件是亿维讯科技有限公司以TRIZ为理论基础，结合创造性设计方法，辅助工程技术人员、科研人员以及企业经营者进行产品改进、新产品开发的计算机辅助软件。Pro／I Desktop v5软件由项目描述、问题分析与分解、问题解决、评价、结论等几个功能模块组成。该软件可根据用户需求，发现现有产品或流程中存在的问题；帮助解决技术矛盾；智能化的向导随时给出操作提示，软件使用更容易；可自动生成分析报告。

2 柴油机排气门座加工的创新方案设计

图1所示为柴油机的排气门座，排气门座与排气门、气缸盖等其他零件一起组成柴油机动力单元组。排气门座与排气门形成柴油燃烧后废气的排泄通道，工作温度极高，是典型的高温工作状态；为了保证柴油的充分燃烧，气门与气门座在闭合时必须形成密闭状态，同时为了让燃烧废气及时排除，气门需要迅速开合与闭合，气门座需要承受高温状态下的高速冲击。

2．1 工作原理

排气门座的工作面(30°斜面)是恶劣工况(高温冲击)的主要承受部位，对材料性能要求极高；同时又是与排气门形成密闭的主要工作面，加工精度要求也很高。在工作面表面是堆焊的高温合金司太立6号合金。为了保证零件工作正常，排气门的外形必须与气缸盖可靠配合，所以外形加工精度要求很高。其中大、小外圆，台阶平面都是与气缸盖直接配合的接触面。为了使零件在高温下正常地持续工作，零件设计在堆焊层后有一道环形冷却槽，工作中使用压力冷却水带走部分热量。



图1 柴油机排气门座

2．2 问题工况

由于工作面需要堆焊，在堆焊层周围自然形成了堆焊热影响区，因为堆焊操作过程的淬硬作用。母材材料硬度由里到外递减。材料硬度的不均匀性给周围部位的加工带来了很大的影响，尤其是冷却槽的加工。冷却槽宽0．5 mm，深3．5 mm，切削刃口细而长，因为冷却槽部位在产品台阶端面，刀柄支撑十分薄弱，冷却槽加工时由外到里硬度不均匀，极易崩刀，报废比例很高。

2．3 问题分析与分解

组件模型如图2所示。问题列表如下：①如何防止刀具崩刀?②如何预防排气门座热影响区的硬度出现不均?③排气门座热影响区的硬度不稳定，如何解决?④排气门座热影响区的硬度不可控制，如何控制?⑤保温设备的温度不稳定，如何解决?



图2 组件模型

2．4 最终理想解的确定

现应用TRIZ理论中的最终理想解确定的步骤来探讨相关方案：

①设计的最终目的是什么?——降低加工冷却槽过程的崩刀现象；

②理想解是什么?——加工冷却槽过程不出现崩刀；

③达到理想解的障碍是什么?——堆焊过程导致热影响区硬度不均匀，不仅单个排气门座从里到外硬度不均匀，个体之间的硬度也有较大差异；

④出现这种障碍的结果是什么?——在加工冷却槽时刀具不好选择且容易崩刃，废品率极高；

⑤不出现这种障碍的条件是什么?创造这些条件存在的可用资源是什么?——堆焊层热影响区硬度能相对均匀，或者不要堆焊就不会存在热影响区。可用资源是堆焊操作人员和堆焊方法。

2．5 解决方案

(1)采用等离子堆焊代替手工堆焊。由于操作人员水平不一样，手工堆焊的质量有好有坏，且堆焊导致热影响区的硬度也很不均匀。因此需要寻找其他更先进的堆焊方法，经过调研，发现等离子弧堆焊工艺的合格率为100％。而且焊道平滑，切削余量小，能节省40％的贵重合金材料，且堆焊热影响区的硬度相对均匀。经过试加工，证明这个方案是可行的。采用等离子焊的排气门座，其冷却槽在加工过程中的崩刀现象由原来的30％降低到了5％。

(2)采用镀膜代替堆焊。以往在排气门座工作面表面堆焊高温合金司太立6号合金是为了提高密封面耐擦伤、耐腐蚀、耐高温等性能，延长使用寿命。经过分析认为，采用镀膜技术也能取得相同的效果，因为目前柴油机气门的锥面加工除了用堆焊，也有采用镀层的，而气门锥面是与气门座表面配合的位置，工作环境和性能要求与气门座工作表面的基本相同，因此采用这一技术也是可行的，但由于实际条件受限未进行此项试验。

3 结束语

实践证明，运用TRIZ理论能够系统地分析问题情境，快速发现问题本质或者矛盾，准确界定问题的探索方向，不会错过各种可能性，是从而开发富有竞争力新产品的有力工具。

王昆生

刚看到这一理论，想看看解决问题的神奇，没想到看到楼主的介绍，一口气看完了，感觉受益匪浅！

huhuhao

只要能为您的工作带来帮助，我的努力就没有白费！现在借助国家科技部，各省市科技主管部门的推广，TRIZ这种方法正逐步收到广大设计人员的喜爱，我也由衷的希望能够借助必威体育网址的平台让更多的朋友接触到他！不管将来是不是继续作者方面的工作，大家一块学习，共勉！

bifuxin

回复huhuhao的帖子

我们要参加triz设计大赛，对这个理论很陌生，看到LZ的讲述，学到了很多，3Q咯，(*^__^*) 嘻嘻，以后有不明白的还希望能够向楼主取经哦。。。

huhuhao

回复bifuxin的帖子

呵呵，能帮上忙当然最好了！是你们学校组织的？我的邮箱是doulianyu@126.com,有问题可以联系我！

辉MVP哥

第一次听说这理论，南方是很少人用到这理论吧

huhuhao

回复辉MVP哥的帖子

可能与当地的推广力度有关吧。现在全国各地都在推广这种创新方法，影响力应该还是挺大的。至于南方人会不会经常用这个，我不太敢回答，因为某觉得，一种方法可能有他适用的行业，对适用的人群应该没有明显的界限……主要看他能不能解决你的问题，或者是对你解决问题有用。

滚刀鱼

这个理论是我们学习机械设计方法学里老师给讲过，但是实际操作需要经验，操作起来有点难度！

eroookie

TRIZ跟优化矩阵有点类示，其实就是出现一个问题，在当前问题的条件下，该着手的方向和思路。区别的就是目标函数不需要你去制定，只要查表。不知道我理解的对不对？？

huhuhao

回复eroookie的帖子

在对问题的分析方面，你的理解有一定道理，但由于我对优化矩阵太熟悉，不敢断然下定论！只是感觉，两者的目的都是一样，为解决问题提供思路，但通过这段时间的学习，TRIZ其实不是一言半语就能描述清楚的！呵呵，谢谢您的参与，我找到结论了，给您回复！