老查做模一千零一招（第二十二篇）

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                第二十二篇：锲而不舍  无奈种瓜偏得豆
1981年我大学毕业，分配到一家国营模具厂上班。一到工厂就听说，有一个部里面派下来的“攻关项目”，一年多了，还没有攻下来。产品是一种冰箱的散热片，当时全世界都是用的这一种散热片，暂时国内还做不了，要靠进口，如下图：



产品是用0.2毫米的铝片冲出来的，上面有36个10毫米的孔，并且要翻边拉伸到2毫米，而且要求翻边的高度一致，散热片叠起来才会整齐。因为10 毫米的内孔是用来传热的，所以要求孔内壁光滑，不能裂开。其实这项要求在那年代是很难做到的，当时日本的最高水平是每个散热片上的裂开数小于6处。当时我们工厂做的模具冲出来的是每一个孔都是裂开的。已经折腾了一年多了，裂开的问题还是解决不了。当时我的任务是设计其他工厂的模具，那个“散热片”是别的工程师负责的。那时是国营工厂，假如人家搞不定，你搞出来了，那你以后就别想混了。更何况我是个刚刚分配来的大学生(其实我上大学前已经是一个模具厂的厂长，做模具已经有十多年了）。但是我的“毛病”是与生俱来的，看不得有难题。听说有这样的“好事情”，但我又没有份，急得我心里象有十八只猫爪在抓。我除了提早完成我自己的设计任务外，还利用业余时间仔细分析了原来的模具和冲出来的产品。终于被我找到了原因。下图是原来冲模的基本原理示意图：




原来结构的先天不足是，冲完孔开始翻边时，刚冲出的孔的孔口被突然绷开，不是“压延”，倒象是将铝片“撕开”一样。
我们在大学里学材料力学的时候学到过，金属材料在处于三向应力的条件下，它的延伸性能是最好的。但是在传统的冲压模具里是很难给出这样的条件的。最关键的是要建立在冲压过程中的力学模型。讲通俗一点，就是在冲孔、翻边，成型的整个过程中，一直有“东西”压住片料。特别是翻边时孔的断面要有压力，使得片料处于三向应力状态。要按这样的思路来考虑模具的动作和结构。最后我想出了一个用聚氨酯橡胶做下模的模具结构。当时，聚氨酯橡胶在我国刚刚开始应用，用在复杂的冲孔、翻边、落料一次成型的冲模上还是不多见。我也是凭一时的冲动，想出了这个不一定成功的方案。但是我心里有一个声音在大声地鼓励我：一定会成功，一定会成功的。



首先要做单腔试验，问题的核心是冲头的形状和尺寸以及聚氨酯橡胶的硬度，以保证铝片料在翻边时沿冲头刀口下面圆弧滑动时，一直处于三向应力状态，聚氨酯橡胶当时很难买到，费了九牛二虎之力才在南京一家厂采购到。我刚开始是用的邵氏90度，后来改为93度的。我利用下班时间，并且串通了车间里讲得来的几个师傅，趁其他工人下班后，经常通宵达旦地干（工人师傅对技术革新的热情一点也不比我小）。厂长老金知道我们在“义务劳动”做试验，也非常支持我们。有几次还陪我们加班并且给我们买“宵夜”。
我们做了简单的试验模具，用精密平口钳代替油压机的动作，一次又一次地尝试冲头刀口下面的圆弧的截面形状，甚至用过抛物线和立方曲线。通过2多个月不分日夜地苦干，单腔试验终于成功了。后来的整体36孔的模具，按我设计的方案，很快就做好了。外形落料，冲孔，翻边一次完成。如下图：（根据回忆画的简图）



试模不是用冲床，而是用油压机压的，当时我厂没有这样的设备，借用了常州拖拉机厂的500吨的“龙门式”的油压机。由于有了单腔试验的成功，整体的模具一下子就OK了。出人意料的是，做出来的产品非常的夸张。每一个孔的内壁都是镜面的，根本没有一个裂开的。而且一点毛刺也没有（证明人：原常州模具厂厂长金志良、钱辉、蒋喜祥、黄志学）。客户方的技术员惊讶得口也合不拢（北京医用电冰箱厂），因为日本进口的也远远赶不上我们的。该厂的孟书记和李厂长亲自送了感谢信到我厂。他们厂主机试生产成功，开庆祝大会还邀请了我和工厂的几位师傅去参加，顺便帮他们调试新买来的油压机。那个工厂在北京东郊茶家坟附近，时间久记不清了，我只记得他们食堂做的茄子很好吃。
我们全厂上下也是一片欢腾。并且上报了市科技成果奖，最后居然批下来了，一共奖了厂里400元，（在当时是个不小的数字）我的功劳最大，厂里奖了我10元（一般人才5元）。整个设计科吵着要我请客，庆幸的是，设计科的其他工程师没有一个嫉妒我，这一点我心里是有数的，因为我的性格比较“好说话”，我算了一下，10元钱上馆子是根本不够的，结果全部买了“飞马”牌香烟。全科每人2包，到最后我只剩下一包（其实我是不抽烟的），带回家后，老婆气呼呼地一把抓了香烟从窗口扔了出去。
最后讲一下技术要领。
冲头刀口下面的圆弧一定要光滑，这是保证内孔镜面的关键。聚氨酯橡胶的硬度要控制在90到95（邵氏）之间。下模的聚氨酯橡胶一定要做成可换式的，因为每压1000次左右会起毛，影响产品的外观，做二到三个备用件，轮换着用平面磨床磨一下。
再讲一个插曲，当时用来试验的机床叫“龙门冲床”，很大，工作台面有3米左右，试出第一个产品后，我非常的兴奋，我爬到台面上去看模具的情况，那个操机工也高兴得混了头，不小心按错了开关，机床猛的冲下来（有死限位的），打在我的头上，乐极生悲，我昏过去了至少2分钟。醒过来后我一分钟也没有耽搁，继续试验。我警告大家不准把这个情况回去讲，否则厂长非逼我休病假不可。
虽然大家都说我没有经济头脑（我从来也没有领过加班费），后来我还是硬着头皮写了一篇论文，发表在1984年的《模具科技》杂志上（是广东出版的）。赚了18元搞费。（以前没有电脑，那个插图够难画的）

nyning