頂蓋是外殼零件之一,它置于鋼琴的最頂端,一般分為大頂蓋和前后頂蓋兩種結構。大頂蓋即是一塊整板,覆蓋在左右側板和上門的上面,采用活頁與背架或側板相連,以活頁軸為圓心可掀轉活動。前后頂蓋則是后頂蓋要粘貼固定在背架頂面,前頂蓋與后頂蓋用長鉸鏈連接,前頂蓋可以鉸鏈軸為圓心作180°旋轉。在側板或上門的內側通常會安裝專門支撐頂蓋的小支棍,讓使用者進行隨意開合,打開頂蓋能釋放鋼琴的音量,蓋上頂蓋可以防止灰塵及其它雜物落入鋼琴內部,保持鋼琴的清潔。
隨著我國經濟的發展,鋼琴產量逐年遞增,全世界的鋼琴生產基地已由歐美轉到亞洲,亞洲又以我國為主。珠江鋼琴集團公司的鋼琴產品暢銷世界各地,外觀造型典雅花式品種繁多,尤其是立式鋼琴。而立式鋼琴造型變化的重點一般是側臂、琴腿、上門、下門、上門邊框和下門邊框等部件。頂蓋因為是板式零件而且是最長的外殼零件,通常以矩形為主,所以造型一直較為單調,只是在左右及正面三條橫邊上做裝飾線形式的處理。受到珠江鋼琴一款蝴蝶造型的三角鋼琴的啟發,我構思設計了一款左右頂蓋的立式鋼琴——當使用支棍把頂蓋撐起來后,整架鋼琴宛如一只展翅欲飛的雄鷹,充滿靈性與智慧。這款鋼琴推出市場后大獲好評,經銷商們認為這款造型獨特的鋼琴填補了國內空白,紛紛爭相訂貨,產品供不應求,一度成為我司的主流產品。
一、設計思路
要把頂蓋設計成左右兩件(每件寬度與大頂蓋相同,長度是大頂蓋的一半),掀轉的支點就要在中縫,關鍵是鉸鏈的設計以及支撐鉸鏈與頂蓋的結構方式。因為在鋼琴的中間,從背架背面到上門內側約為300mm,而背架的寬度只有約110mm,漏空的寬度達到190mm,所以必須設計增加一條橫梁來安裝鉸鏈。下面是我構思的兩種鉸鏈的形式及其裝配方法:
第一種鉸鏈長度與頂蓋的寬度相當,鉸鏈上分為多段活頁,分別與左右頂蓋橫邊和橫梁板裝配,這是參考珠江鋼琴UP118M6的頂蓋鉸鏈進行設計的。UP118M6雖然是大頂蓋,但鉸鏈裝在頂蓋的左邊,與左側板連接,這樣頂蓋的右邊就可以打開,支棍則裝在右側板里面,我們稱之為側撐頂蓋。該種設計的鉸鏈的結構尺寸與材料均參照UP118M6頂蓋鉸鏈。
第二種是鉸鏈類似活頁,尺寸較短,約70mm,鉸鏈與支架是同軸的,但分為上下兩層互不干擾,支架安裝在橫梁板上,鉸鏈安裝在頂蓋上。這個鉸鏈的特點是采用了厚度為5mm的鋼板制作,因為每套頂蓋預計安裝2只鉸鏈,所以必須加強支架的牢固性。
二、裝配試驗
第一種鉸鏈安裝簡便,工藝流程與前后頂蓋的長鉸鏈基本相同,只要在橫梁板上把支架的定位線劃好并用螺絲固定就可以了,無須增加專用工裝。但結果不十分理想,主要是頂蓋出現搖晃不牢固的現象。經過分析后,這種鉸鏈的設計主要存在二個問題:一是材料薄,整條鉸鏈片都采用1mm厚的鋼片制作;二是支點分散,頂蓋的長度等于是力臂,在頂蓋轉動時,又薄又軟的鋼片受到力量的牽扯,無法與作為支架的鉸鏈片做到同軸定位,出現了搖晃現象。
第二種鉸鏈安裝工藝較為復雜,需要制作左、右頂蓋的定位銑槽工裝協助裝配。鉸鏈片的外形設計成90°的直角形,可平貼頂蓋的橫邊和底面,但因為采用了5mm厚的鋼板制作,從外表的美觀角度出發,需要在頂蓋上銑槽,使鉸鏈片的平面與頂蓋表面裝配平齊,所以在頂蓋橫邊和底面的相應位置都要銑槽。雖然裝配有一定的困難和適應過程,可是結果卻是令人滿意的。由于鉸鏈片和支架達到了一定的厚度和強度,且支點集中,所以盡管頂蓋的力臂較長,但鉸鏈片與支架都能保持在同一軸心不會擺動搖晃。其道理與裝門鉸類似,只要門鉸的設計合理、制作工藝精準,兩個支點就可以把沉重的木門或鐵門支撐起來并且開關輕松自如。試驗結果證明,這種鉸鏈及其裝配方法完全達到了使用要求。