整体造型设计工作,量大面广,涉及到主体型态、笔夹造型设计、原材料选用等等,结合菜单式设计项目分类列入书写结构和整体造型两大设计内容。
一、书写结构设计
1.书写出水,出水系统遵循自来水笔结构原理,主要是重组各档出水槽缝,设计双层覆盖式进气、出水槽,储水器坯件热处理工艺,笔舌新材料应用实验以及笔尖铱头造型、弹性、缝隙等。 N@?Fpmu/k
储水器出水与进气按常规均为一体化0.18mm的细直槽,新设计双层覆盖式的出水与进气槽,进气槽宽而浅在面层,出水槽较细在底层贯穿中心,出水与进气既分层又重合各行其道,各司其职,使进气出水两不误,达到书写出水运行正常,进气灵敏封闭迅速之目的。 qJ5Y}/r 出水系统的中孔空隙是供水小水库,要求墨水常备不懈,因此,在毛细力的安排方面中孑L空隙应较明显小于出水槽,这对于放长储水器的新产品尤为重要。为稳定水膜层的匀称度,对硕长形中孔还设置了三条凸筋以密配笔舌;其中一条对准排气槽,出水槽须在两条凸筋之间,使吸水时排气畅通,中孔水膜层匀称可防止因偏侧而导致排气管进入空气影响书写质量,对于出水系统中的尖舌空隙,尖背空隙以及铱头缝隙等,在层层吸引的毛细原理下都作了全面调整。使出水系统中毛细力得以同步提高。 储水器是书写部件的关键零件,称作为“笔的心脏”。各档槽缝细而严密,如出水槽稍有变化就会影响书写质量,因此在设计中贯穿了有关工艺探索,据悉国际上同类名牌产品的储水器采用棒料车制和铣槽,数十年工艺始终不变。我厂储水器历来都用注塑成型后铣槽,出水槽很不稳定。我在有关文献中了解到用热处理方法对注塑件消除其内应力,对此进行了多次探索和试验。先从实验中取得了注塑件的“临界变型度”数据,然后将试样分成两组,一组进行时效热处理,另一组未进行处理,用同等条件铣切出水槽,结果是前者槽缝保持原状,后者则均有明显的变形。以后又进行多次试验,取得了一定的成效方始制订工艺操作标准。上述试验是在1961年12月9日前后进行。改型后产品经过20多年的使用证明效果显著。储水器时效热处理因接近临界变形温度,因此,在操作上有一定风险,必须严加防范。
笔舌是出水传递的重要零件,它与笔尖、储水器互配构成中孔空隙,尖舌空隙等。暗尖型自来水笔笔舌细而较长,改型后笔舌直径又作了调整,比原产品更细,长度超长了50%,原用硬质橡胶材料制造,弹性较差,容易发生尖舌离纹影响出水。随着直径与长度的变更,质量问题将更趋突出,因此改变笔舌材料已是刻不容缓。聚甲基丙烯酸甲酯塑料已广泛应用于制笔零件,但用于笔舌尚无先例。试验的方法是将塑料挤出成为棒材,然后经过多次磨削成为精度为土0.005mm的笔舌用料,按照笔舌制造工艺铣切下水槽。试件经清洗湿润处理后,按行业标准规定测试其毛细力上升速度与高度,上升高度标准为40±2mm,测定结果,甲基丙烯酸塑料棒材为53.6mm,与胶木笔舌接近且都超过标准,这一试验为改变笔舌材料获得可靠的技术依据。新材料在应用上有一定难度,工序增多技术要求较高,但舌面造型和光洁度都有明显提高。
笔尖接触纸面能反映出书写性能的优异是众所共知的。改型设计对笔尖造型、壁厚、缝槽、弹性等经有关人员反复推敲拟定初步方案进行试制。方案确定含金量改为14K配制,采用当时试制成功的617铱粒。对于笔尖长度,直径在适应整件造型设计的前提下作了适当调整,笔尖的尾部增厚保持了出水性能,此外还设计了定位小脚和抱脚。笔尖的尾部壁厚到顶端呈斜坡型过渡,各分段按严密的规格互配后形成三角形毛细直线。笔尖从改型设计、试制、试销中及时获得反馈信息,为求进一步提高书写性能,笔尖专业技术人员从1967年1月开始又进行了多次改进与试验,其中以第五批试样为最佳。从30多位试用者反馈,笔尖弹性舒服,特别是左右两侧书写丝毫不会跳动,书写字迹均匀出水流畅,该成果付诸实施以后,书写性能将更趋完美。
2.储水抗漏:以储水器为主体的抗漏结构,当时经过反复试验,是采取“扩容”与“疏阻”相结合的设计构思。前者是扩大储水器蓄水能量,后者则安排好排气口通道,两者不可偏废。
储水器锥体设计是实现扩容抗阻的前提,在尖套结构造型确定之后对其空间利用将成为设计工作的焦点。原产品锥间空隙较大(约为0.1到0.2mm)实践证明很难达到储水效能,相反地却增加了气体排出量,并且还存在一定副作用。改型中设计了定位定向结构,可以有效地缩小锥间空隙并免去了顶端互配空隙,使有限空间得到充分利用,从而设计成“硕长型”的具有较大储水容量的储水器。综上所述,由于减少锥间空隙又放大了锥体,达到了事半功倍之效。
尖套小口是排气的出口,小口上圆下扁,扁的部位又是“内方外圆”,复杂的结构设计既含排气疏阻功能,又是整体造型的组合,同时也是防止尖套小口隐裂的工艺设计,可谓一举三得。
对排气通道安排是,储水器排气槽(阀直槽)大锥径处应浅于小锥径,尖套口应略大于排气槽,使排气通道成为一个“倒喇叭”形状,有利于气体的排出。
扩容与疏阻设计达到了预期效果,确保了抗漏水性标准实现。
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