3. Морфологический анализ
Краткие сведения о методе
Морфологический анализ – пример системного подхода в области изобретательства. Метод разработан известным швейцарским астрономом Ф. Цвикки. Благодаря этому методу ему удалось за короткое время получить значительное количество оригинальных технических решений в ракетостроении.
Для проведения морфологического анализа необходима точная формулировка проблемы, причем независимо от того, что в исходной задаче речь идет только об одной конкретной системе, обобщаются изыскания на все возможные системы с аналогичной структурой и в итоге дается ответ на более общий вопрос.
Морфологический анализ шлифовального станка
Применительно к шлифовальным станкам морфологические признаки могут быть следующими: А – обрабатываемый материал, по степени трудности обработки; Б – абразивный инструмент в зависимости от твёрдости; В – абразивный инструмент в зависимости от величины шлифзерна; Г - Рабочий инструмент; Д – фиксация детали; Е – наличие охлаждения контактной зоны; Ж – автоматизация агрегата.
Каждая характеристика (параметр) обладает определённым числом различных независимых свойств. Так,
· обрабатываемый материал, по степени трудности обработки А1- Легко поддающийся обработке; А2 - Нормально обрабатываемый; А3 - Трудно обрабатываемый
· абразивный инструмент в зависимости от твёрдости: Б1 – Сверхтвердый; Б2 – Твёрдый; Б3 – Мягкий
· абразивный инструмент в зависимости от величины шлифзерна: В1 – Грубый; В2- Средний; В3 – Тонкий; В4 - Особо тонкий (полирующий инструмент)
· рабочий инструмент: Г1 - Шлифовальная лента; Г2 - Эльбовый круг; Г3- Алмазный инструмент; Г4 - Наждачный камень
· фиксация детали: Д1- Магнитными плитами; Д2 – Прижимами; Д3- Не фиксируется
· наличие охлаждения контактной зоны: Е1 – охлаждающая жидкость; Е2 - обдув воздухом; Е3- нет охлаждения
· автоматизация агрегата: Ж1- Полная автоматизация цикла; Ж2 - Частичная автоматизация; Ж3 - Цикл не возможен без постоянного присутствия человека.
Полученная таблица называется морфологическим ящиком, который изучается с целью извлечения из него различных вариантов оправок прошивных станов.
Морфологический ящик может быть представлен в виде морфологической матрицы, которая в данном случае имеет вид:
А1 А2 А3
Б1 Б2 Б3
В1 В2 В3 В4
Г1 Г2 Г3 Г4
Д1 Д2 Д3
Е1 Е2 Е3
Ж1 Ж2 Ж3
3х3х4х4х3х3х3 = 3888
Каждый вариант из этой матрицы представляет собой комбинацию из семи морфологический признаков.
Таблица 1 – Морфологический ящик
| Индекс признака | Морфологический признак | Варианты | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| А | Обрабатываемый материал, по степени трудности обработки | Легко поддающийся обработке | Нормально обрабатываемый | Трудно обрабатываемый | |
| Б | Абразивный инструмент, по твёрдости | Сверхтвердый | Твёрдый | Мягкий | |
| В | Абразивный инструмент, по величине шлифзерна | Грубый | Средний | Тонкий | Особо тонкий(полирующий инструмент) |
| Г | Рабочий инструмент | Шлифовальная лента | Эльбовый круг | Алмазныйинструмент | Наждачный камень |
| Д | Фиксация детали | Магнитными плитами | Прижимами | Не фиксируется | |
| Е | Наличие охлаждения контактной зоны абразива и детали | охлаждающая жидкость | обдув воздухом | нет охлаждения | |
| Ж | Автоматизация агрегата | Полная автоматизация цикла | Частичная автоматизация | Цикл не возможен без постоянного присутствия человека | |
4. Анализ полученных вариантов
Среди всего многообразия возможных вариантов следует отметить следующие: А3 Б1 В3 Г4 Д2 Е1 Ж2, А1 Б2 В2 Г2 Д3 Е3 Ж3, А2 Б2 В4 Г1 Д1 Е2 Ж1.
Рассмотрим приведенные сочетания.
А3 Б1 В3 Г4 Д2 Е1 Ж2: Шлифовальный станок, для труднообрабатываемых поверхностей, с сверхтвёрдым абразивным инструментом, тонкой обработки, абразивный инструмент – алмазный, деталь фиксируется прижимами, с частичной автоматизацией. Это сочетание позволит проводить обработку труднообрабатываемых поверхностей, как титан, за счёт наличия охлаждения, и сверхтвёрдого инструмена. Фиксация прижимами позволит крепко закрепить деталь, что повысит точность обработки. А величина шлифзерна абразива позволит получать гладкие поверхности.
А1 Б2 В2 Г2 Д3 Е3 Ж3: Шлифовальный станок, для обработки легкообрабатываемых поверхностей, например древесины, с твёрдым абразивным инструментом, средней величины шлифзерна, в виде эльбового круга, без фиксации , охлаждения и автоматизации. Это простой в обращении деревообрабатывающий станок, с помощью которого можно получать изделия из древесины. Отсутствие охлаждения и автоматизации никак не повлияет на процесс, однако понизит себестоимость станка.
А2 Б2 В4 Г1 Д1 Е2 Ж1: Шлифовальный станок, для обработки материалов средней сложности обработки, с мягким абразивом, с рабочим инструментом – шлифовальной лентой. Фиксация детали магнитными плитами. Станок имеет воздушное охлаждение и возможна полная автоматизация цикла. Наличие особо тонкого инструмента позволит полировать детали с высокой степенью точности и качества поверхности, шлифовальная лента позволяет достичь высокой продуктивности агрегата. Наличие охлаждение так же положительно влияет на точность и состояние поверхности, так как не допускает перегрева. А возможность автоматизации делает этот станок не заменимым в области машиностроения, где обработка деталей ведётся в промышленном объеме. Так же фиксация детали магнитными плитами происходит очень быстро и удобно в отличии от зажимов.