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我经常会被别人突然提问，有一次刚下课，有个学生问了一个使我啼笑皆非的问题，我记得那个学生姓“裘”，他说：“查老师，你设计过这么多模具，最使你伤脑筋的，最巧妙的机构是哪一套？”听了这个同学的提问，我心里真的是百感交集，40年啦，亲自设计或者经我构思策划过的模具不下万套，哪一套不是呕心沥血啊！到底是哪一套最叫我“头疼”？哪一套结构最巧妙？真是一言难尽啊！我真要好好回忆一下才行呢。 记得在1998年初，我徒弟罗海生在东莞开了一家模具工厂，听说生意非常好，我也为他感到高兴。那天他来看我，还带来了一个产品，说是有点难度的。只要是有难度的模具，我当然是有兴趣，可是打开3D图一看，吓了我一跳，这么古怪的东西，仔细看看，我的天啊，竟然不知道怎样可以分模，带有明显的“书呆子”气。 产品倒不是很大，长度才60mm左右，不过这个形状太刁钻了，怎么做模啊？ 罗海生对我说：“这是东莞樟木头一家美国公司的产品，他们出的模具价格非常高，他们已经找过70多家模具厂，都说做不出来。” “美国人就这个水平？不可能吧！”我大惑不解地说：“设计出这样产品的人，一定是刚从学校毕业的，图倒是画的不错。” “师傅你真有眼力，画这个图的是他们公司最近从北京某名校请来的刚毕业的博士生，姓廖。” 我说：“看这个设计，确实是有点‘名家风范’，就是不知道他有没有考虑过怎么做模的问题，有机会，我真想会会这个‘高材生’。” 海生道：“不要等机会，现在就可以和他见面，因为这是他到公司上班后的第一款设计，现在这么有多家厂都说模具做不出来，他的老板很怀疑他的工作能力，他自己也是非常的着急。假如模具真的没有办法做出来，那他的‘饭碗’也不保了，而且人家会说他这个‘博士’是‘水货’。但是我和他接触过几次，我感到他是个非常有才能的人。” 当晚，我就和小廖见了面，通过交谈，发现他确实是个很有才的人。小廖告诉我，其实这个产品也不完全是他设计出来的，他是在一本意大利的画报上看到了一张产品照片，作为参考，设计出来的，是一种美发工具上的一个关键的连接零件，名称叫“驳通”，他还给我看了那照片。 我对小廖说：“这确实是个好的设计，但是模具很难做，以我做模30多年的眼光看，你好像是提出了模具方面的‘哥德巴赫猜想’！”“有这么夸张吗？”小廖说：“那我改设计好了，其实我改过几个方案的，但是效果都没有这款好。”“不要改，我就喜欢挑战难的模具，再说，你刚到广东来上班，产品改来改去，你公司会有意见的。” 我话是说出口了，而且这个题目是小廖的“妙手偶得”，但是这个模具的“哥德巴赫猜想”真正要我来解，是很困难的啊！人就是这样的，自己不肯走，别人推着你走。海生的模具厂要赚钱，小廖要保“饭碗”，我要享受“难题”。方方面面的情况摆死在这里，我必须搞定它，没有退路！ 我们来好好分析这个产品吧！ 这个产品肯定是要上下开模，并且向四边分模，问题是产品的反面有二处台阶孔，是上下开模的，与这个滑块运动的方向是垂直的，这等于给这套模具的分模套上了一具枷锁。我估计以前对这个产品举白旗的都是看到了这里“望而怯步”了，因为那个小园管上的孔也要一起向水平方向开，在“拓扑学”上是一个无解的题目。 是不是真的无解？我想，在数学里，有的时候“参数方程”解不出来的时候，假如修正参数，是可以得到相似的答案的，那么我们现在可以修正的参数是什么呢？ 我有的时候考虑问题是很邪门的，我分模的时候把产品的每一个部分，看成是一个单元，其实分模就是要将这些单元来分类和编队。除去上下的开模方向，我们要在四周的范围分5个滑块系统，当然，前面提到的成型小管上的孔的芯可以穿过其中的一个滑块，这样也就没有难度了。但是我在前面忘记提了，这个产品用的是尼龙加玻纤，流动性比较差，而且客户要求模具一模出二穴。这就头痛了，按上面的想法，一个滑块穿过另一个滑块，二个制品之间的距离会拉得很大，那样产品的成型就有问题。而且，实际的模具零件也不可能做得太“苗条”，因为要保证模具的使用寿命。 现在的问题是要将5组的单元合理地分到4组去。想了3天，有了一点点眉目，我想这样分模，将第5 方向的二处台阶孔安排到下模去。 这个5组变4组的问题解决了，其他的问题就容易多啦！所有的滑块都做成斜顶块的形式。 一模二腔是这样安排的： 二组斜顶块是这样排列的： 模具所有零件组装起来是这样的： 模具在开模时是这样的：
各位听我娓娓道来，好像非常的轻松，但是，在80年代后期，软件还没有这样发达，模具设计的3维软件还刚刚处于萌芽状态，上面的图我是根据回忆，在2009年，用Cimtron E8,5画的，现在用这些方便易学、功能强大的软件来分析和设计这些模具是感到非常的幸福。想当初，要想出这样的结构和模具零件之间的相互关系，是非常的困难的，不过那时我还是有一点点“看家本领”的，以前我是不好意思讲的，太“泥土”了。现在反正我也退休了，讲给大家听听，出下丑也无所谓。 因为我一直是搞模具设计的，而且开了专业的模具设计公司，天天会遇到造型古怪的产品，要说我的空间想象能力，也没有什么过人之处，人家头痛的东西我也一样头痛，但是我师傅教了我一个绝招，凡是遇到复杂的造型，先用“橡皮泥”对着产品图把它捏出来，而且要捏得非常准，顺便也核查一下产品图的准确性和加工是否合理。这对于我，一个老的8级模具钳工来讲，是非常简单的，以前在我的办公室里都有一间用来做“橡皮泥作坊”的小房间，有很多专用的工具和一大桶橡皮泥，我还专门聘请了一位读图能力很强的木模工师傅做专职的“造型工”。对着实物，考虑模具结构，就非常的容易了。 这个产品，我也是如法炮制，但是模具结构太难了，构思起来也很费力，当时加工中心已经比较发达了，产品也有了“数模”，好像是用Pro/e2000i画的，我先用石膏做了一块方块，用加工中心将实物的外形铣出来，当然那些孔就不做了。砂光后表面涂一层树脂，等树脂干后，用橡皮泥按上去，再小心地将石膏模型轻轻移开，，一个模具的斜顶块的模型就摆在我的面前了。这个方法现在讲起来非常的好笑，就相当于在3维软件里用一个物体去切割另一个物体一样。但是在当时，却是我模具设计公司的“看家法宝”。最后，模具的4个斜顶块是这样的，画出来给大家参考参考：
后来小廖看了我画斜顶块的方法，翘起大拇指连连说：“高，实在是高”，我不好意思地说：“廖博士，真的不好意思，我这个‘土’办法，让你见笑了”“一点也不土啊”小廖笑了笑说：“讲真的，你这个‘泥’办法，很管用啊！”后来在东莞的模具圈里，有人开我徒弟海生的玩笑说：“你师傅是用泥捏模具的啊！，真棒，人家想不到的，他也能够想到。” 真的，这种用橡皮泥捏模具的模型的方法，在没有3维软件的年代，确实被传为“佳话”。 现在不用了，我对这些3维软件已经是滚瓜烂熟了，再也不用“泥办法了”,我建议以后假如有模具博物馆，将这个方法也陈列出来，看看我们这些“老家伙”以前是怎样“分模的。 其实这套模具中有一个结构是我非常自以为“引以为豪”的。就是4个斜顶块被顶出来的方法。一般来讲，斜顶块被顶出来的时候，会有水平运动，机构里一定要考虑摩擦和导向的问题，还要考虑斜顶块复位的问题，这么一讲，模具的顶出机构岂不是非常的复杂？ 我设计了一个非常简单的结构，所有的动作，摩擦、导向、复位，被4件同样的又是非常简单的零件“一揽子”解决，请看：
这确实是一个“绝妙”的设计，当二个大的斜顶块向Y方向滑动时，二个小的斜顶块就向X方向滑动。这个零件有顶杆的作用，又有轨道和摩擦片的作用，还有拉回斜顶块的复位作用。而且“以一带三”，每个上面有三个斜顶块同时被顶出和滑动。一下子不知道怎样给它起名，我考虑了很久，因为它有多项功能，所以将它命名为“n顶块”。 这个“n顶块”加工起来非常的简单和方便，而且强度和刚性大的很夸张，我采用的钢材是国产的CrWMn，淬硬到50度。 我特地介绍这个“n顶块”，是为了回答本故事一开始的时候，那位学生对我的提问，这套“驳通”模具的结构是我的模具经历中，最使我“头痛”的，这个“n顶块”，是我从事模具设计以来，最“巧妙”最“得意”的结构，因为它简单而可靠。 |
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