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机械创新设计论文
中性笔头的结构研究
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中性笔头的结构研究
摘要：据调查，2007年中国制笔行业为国外市场提供了超过372亿笔类产品，，而圆珠笔就占到了43%，中性笔占圆珠笔总销量的一半以上[1]。在国内，以广州为例，%%[2]。由此可见中性笔在中国乃至世界笔类产品中都占有了重要的地位。中性笔的生产技术主要是笔头和墨水的研究，而本文主要讨论笔头构造的原理、分类和改进。
关键词：中性笔 笔头 原理 分类 改进
目录
引言 1
1笔头对出墨量大小的影响 1
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2
3
3
3
2笔头类型分类 4
4
4
3中性笔头的缺陷和改进措施 5
结语 7
参考文献 8
引言
中性笔是圆珠笔分支下的一类产品。圆珠笔即利用球珠滚动带出书写介质的书写工具，通常所说的圆珠笔即为书写介质为油性的圆珠笔书写介质为水性的称为水性圆珠笔或滚珠笔、宝珠笔；而书写介质的粘度介于水性和油性之间的则称为中性笔[3]。 
中性笔虽同属圆珠笔类产品，其书写原理、笔头结构、加工工艺等与传统的油性圆珠笔大同小异，但因采用墨水性能差异，对笔头有特殊的要求。
1笔头对出墨量大小的影响
出墨量大小直接影响书写感受，而影响出墨量大小的因素有以下5个方面：

笔头碗口与球珠的间隙分为径向和轴向两个方面。径向间隙指球珠与球座体的球座内径之间的间隙，轴向间隙是指球珠与碗口之间沿轴心方向的间隙。对于径向间隙，在书写过程中，由于碗边的磨损，碗口口部的间隙可能会变大写，但其内部的间隙通常是没有变化的，会形成类似喇叭行的通路。而轴向间隙则会随着球珠与球座碗底的磨损增大而变大。 
从表面上来看，径向间隙越大意味着出口越大，出墨量也应该大，但实际上真正决定出墨量大小的是轴向间隙，因为轴向间隙的大小相当于墨水供应来源的大小，而径向间隙只是起到了辅助的作用。对于笔头的轴向间隙应该控制的范围，要分别球珠规格的大小、墨水或油墨的黏度不同而具体设置,根据已公开的专利检索,在JP/1994中提到了笔头的轴向间隙d≤；在JP/1996中认为对于中黏度圆珠笔的轴向间隙最好控制在10～35μm；在JP/～18μm，最好为4～15μm。

如图1，环槽是一个由球座钻加工所形成的圆锥体和圆柱体结合部与球珠压珠配合后所形成的横截面为近似三角形的圆环空间。也就是说环槽由①球座钻直径大小②球座钻前角大小③球珠在球座中的位置三个条件构成的。
图 1 笔头中环槽的示意图
而根据上述三个条件影响的接触面积、轴向间隙等因素可以分析出环槽大小与出墨量的大小是成正比的。所以球体座环槽的体积对于控制出墨量的稳定性和快速书写时的出墨连续性起到十分关键的作用。影响出墨量大小还有一点很重要，那就是环槽和油