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按：应笔友要求，为了阅读与检索方便，故把《制笔》等期刊中部分可读性强的文章单独整理出来。为便于读者阅读，文章部分长段落进行了重新分段排版。
本文原刊载于《制笔》总第11期，主要是对日本80年代初活动铅笔相关标准与工艺的介绍，作者为孟繁博（北京铅笔厂）。
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细铅芯活动铅笔具有携带方便，不用卷削，节约木材，使用寿命长等优点，所以自细铅芯活动铅笔问世以来，发展很快。目前在世界上生产活动铅笔的主要国家有日本、美国，西德等，其中日本是活动铅笔发展最快的国家。
日本的细铅芯活动铅笔是六十年代末期发展起来的，七十年代起开始进入国际市场。目前日本生产活动铅笔年总产量近9,万支，逐年增长速度很快，其中派罗德、三菱、斑马及樱花等几个大厂的产量占日本活动铅笔总产量的很大比重。
派罗德公司是日本细铅芯活动铅笔的最大生产厂家，其产量在日本占第一位，居世界之首。派罗德公司从事细芯活动铅笔和细铅芯生产的共有人，生产方式是厂内生产另部件，厂外组装成品。81年产量为万支，日本国内销售占70%，出口外销占30%，年销售金额为50亿日元。
日本的活动铅笔，目前产、质量都居世界领先地位，品种繁多，每隔很短一段时间就更新一批老产品，出现一批新产品，不断更新换代，在国际市场上具有很强的竞争力。
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日本活动铅笔铅芯
1。活动铅笔芯的规格品种
日本活动铅笔芯规格，按铅芯公称直径尺寸分为：0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.9mm、1.1mm、1.5mm六种。属于细铅芯的有0.3mm、0.5mm、0.7mm、0.9mm四种。铅芯分黑芯和色芯两类。黑芯有2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H八个品种。色芯有红色、绿色、兰色三个品种。
日本各厂家生产的铅芯规格品种不尽相同，亦有非国家标准的铅芯。下面表1和表2分别是派罗德公司和潘特公司的铅芯规格和品种。
从上表可以看出在黑芯中0.5mm规格细铅芯品种最为齐全，在黑芯中又以HB铅芯为最多，其次是0.7mm细铅芯。
根据最近香港外商反映，目前0.3、0.7、0.9mm细铅芯销路不好，而0.5mm细铅芯十分畅销。
细铅芯也分为高中低三挡，挡次高低以铅芯质量和小包装盒质量划分，一般镀金、镀银铅芯为高中挡，无镀膜铅芯为低挡。小包装盒分为12支装和30支装两种。日本小包装盒五花八门，有塑料的，也有有机玻璃的，形状有长方形、棱形及园筒形的。
2。活动铅芯质量
日本的细铅芯在数量和质量上，以派罗德公司为首屈一指，派罗德公司生产NEO和NEO-X两种细铅芯。NEO-X铅芯是近年研制成功的新品种。NEO-X0.5mmHB细铅芯挠曲强度可高达30g/mm2，书写浓黑润滑，铅芯不易折断。派罗德公司各种规格0.5mm细铅芯物理性能指标情况如表3。
活动铅笔芯的质量，以挠曲强度、浓度和滑度最为主要，其中尤以挠曲强度最为重要。日本活动铅笔芯物理性能指标规定为六项，下面简要介绍PILOT（派罗德）、PENTEL（潘特）、及西德STAEDTLER（施德楼）、FABER（法伯）厂家0.5mmHB细铅芯的质量对比情况。
（1）挠曲强度
日本测定铅芯挠曲强度在强度试验仪上进行，测定和计算方法与我国相同。跨距规定：0.5mm铅芯跨距为20mm，0.7~0.9mm铅芯跨距为30mm，1.1~1.5mm铅芯跨距为60mm。各厂家0.5mmHB铅芯挠曲强度情况如图1所示。
（2）折损强度（荷重）
试验耐折损强度是测定铅芯强度的一种最有实际意义的方法。采用折损强度试验仪（如图2所示）进行。测定时铅笔芯伸出1.5mm，笔倾斜45度，逐渐増加荷重，读出铅芯折断时的负荷，即为折损强度。各厂家0.5mmHB铅芯折损强度情况如图3所示。
（3）压缩强度
活动铅笔的铅芯在笔的卡头夹持下书写时，受卡头压缩力作用容易发生强度恶化，使铅芯折断，所以试验压缩强度也是测定铅芯强度的一种有实际意义的方法。测定铅芯压缩强度在压缩强度试验仪（如图5所示）上进行。测定时将铅芯置于平台上，使用直径为5mm的圆板，逐渐增加荷重，读出铅芯碎裂时的负荷，即为铅芯压缩强度。各厂家0.5mmHB铅芯压缩强度情况如图4所示。
（4）浓度（反射率）
铅芯浓度采用光电比色仪测定，测定方法与我国相同，不同点是日本利用反射率表示铅芯浓度，我国采用吸收率表示铅芯浓度。各厂家0.5mmHB铅芯浓度情况如表4所示。
（5）滑度
铅芯书写时的润滑程度用摩擦系数来表示，采用滑度仪进行测定，测试仪器和测定方法与我国相同。按照日本铅芯标准规定，0.3~1.1mm铅芯不用规板规尖，1.5mm铅芯用规板。各厂家0.5mmHB铅芯滑度情况如表5所示。
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活动铅笔机芯
1。日本活动铅笔机芯种类
日本活动铅笔按其机芯结构，可分为揿动式和旋转式两种。旋转式结构为传统的老式结构，揿动式结构是六十年代中期诞生的，现在已经成为活动铅笔机芯的主要结构形式。
日本揿动式结构活动铅笔有四种类型：
（1）一次揿动式，即揿动一次出铅芯。
（2）二次揿动式：即出铅芯由二次揿动完成。第一次揿动笔咀伸出笔杆，第二次揿动铅芯伸出，只有高挡活动铅笔，才采用这种结构。
（3）双卡头式：活动铅笔内的一支铅芯用到最后总要剩下8~15mm一段残铅芯，卡头夹不着，必须再揿动出一支整芯将它顶出才能书写。派罗德公司为了充分利用这段残铅芯，设计了一种双卡头结构机芯，缩短了卡头和笔咀端部的距离，使最后这段残铅芯得以充分利用。双卡头结构是一种改进型的揿动式活动铅笔，用于高中挡产品。
（4）甩动出芯式：这种结构型式的特点是，揿动揿头可以使铅芯伸出，用手甩动笔体铅芯也可伸出，所以根据其动作特点称为甩动出芯式结构，主要用于高中挡产品。
2。活动铅笔机芯性能
日本的活动铅笔主要采用揿动式机芯结构，对于这种结构，在设计、制造和检验时考核的性能项目较多，派罗德公司企业检查考核项目有23项，主要有以下5个性能指标。
（1）铅芯夹持力
按照日本活动铅笔标准规定，铅芯夹持力为克。即活动铅笔装入铅芯后，将铅芯伸出0.5mm，在保持垂直的状态下，在前端加入克垂直负荷，铅芯应无位移现象发生。测定时采用笔压测定器进行。派罗德公司企业标准规定，活动铅笔铅芯夹持力为克，专用活动铅笔铅芯夹持力为1克。
（2）连续出铅芯性能
连续出铅芯性能，是指活动铅笔的动作顺利连续出铅芯的动作性能。试验时活动铅笔笔端朝下，保持垂直，进行揿动操作，应连续顺利出铅芯。从开始试验的一支铅芯，至导芯管内的全部铅芯都能顺利出铅芯，即为合格。日本的活动铅笔无论那一挡次的产品，连续出铅芯性能都必须合格。
（3）笔端负荷性能
按照日本活动铅笔标准规定，将活动铅笔的铅芯揿出定长度（0.5、0.7mm活动铅芯，伸出长度为1.0mm，0.9mm活动铅芯伸出长度为1.5mm），使铅芯与接触平面成60“角，然后加上克垂直负荷，铅芯应不被折断。试验时采用笔端负荷试验机进行。派罗德公司的笔端负荷可达到克以上。
笔端负荷的高低，表面上看来似乎决定于铅芯挠曲强度，但实际上与活动铅笔的卡头质量关系很大，卡头质量不好，极易将铅芯卡断，所以日本把笔端负荷列为活动铅笔机芯性能之一。
（4）耐久性（揿动次数）
按照日本活动铅笔标准规定，将铅芯装入笔内，连续揿动一万次，机芯结构不受损坏。这个标准是日本消费者协会制定的，它基于活动铅笔寿命为一年，每日揿动30次，一年的揿动次数近于1万次，故定为1万次。派罗徳公司的企业标准，揿动次数规定为5万次，实际上可以达到10万次以上，高挡活动铅笔揿动次数可高达20万次。
（5）出芯时夹持力
活动铅笔在揿动时，不仅要求出铅芯动作顺利，而且要求每次揿动出铅芯长度一致，例如0.5mm活动铅笔每次出铅芯长度为0.5mm，不能过长或过短。
出芯长度依赖机芯结构和橡皮阻尼控制，日本称为出芯时的夹持力，它是活动铅笔的重要性能之一。
除上述主要性能要求外，还有外观及使用等方面的一些要求。例如，外观没有损伤，笔杆不得弯曲，金属件都要进行金镀银或防腐处理。在使用上揿动要轻快，修理换芯要方便，高中挡笔要附有橡皮和通芯针，高挡笔机芯可以和园珠笔芯互换，在结构上要考虑笔的耐冲击性，从一米高度上落到地上，笔芯结构要求无变化，不影响使用性能。护芯管孔，橡皮阻尼孔和卡头中心孔要有较高的同心度，以防断芯。卡头要有足够的弹性，以保证顺利出芯。这些都有企业内部标准和严格的工艺要求，以保证产品质量，提高产品的竞争能力。
3。机芯加工工艺和设备
（1）活动铅笔机芯结构
活动铅笔的铅芯要和笔相配套，卡头和护芯管内径应与铅芯直径相对应，护芯管与铅芯的配合尺寸如表6。
从上表可以看出，每种规格其护芯管最小直径与配合铅芯的最大直径之差均为0.01mm。例如0.3mm活动铅笔护芯管的最小内径为0.4mm，配合铅芯直径为0.39mm，其差为0.01mm。其余依此类推。
（2）卡头的种类与结构
活动铅笔卡头按其制成材料可分为金属卡头和塑料卡头两种。按卡头的结构形状可分为三爪卡头和二爪卡头。金属卡头为三爪结构，塑料卡头为二爪半椭圆形结构。其结构形状如图6、7所示。
图6-a为螺旋槽结构金属三爪卡头，它是利用卡头内孔上的螺旋槽夹持铅芯，可增加铅芯的夹持力，使铅芯不容易滑动。但缺点是容易损伤铅芯，影响铅芯笔端负荷和出芯性能，铅芯易折断。
图6-b为圆弧形金属三爪卡头，它是靠卡头圆弧形内孔的弧尖部夹持铅芯，亦能加强铅芯的把持力，但这种结构每个爪会在铅芯表面卡出两道横纹，降低铅芯的挠曲强度。
图6-c为沟槽结构金属三爪卡头，这种结构由于内孔有沟槽，铅芯卡紧后不易滑动，既可提高铅芯夹持力，又不易损伤铅芯，所以派罗德公司认为是一种比较理想的金属三爪卡头结构。
金属三爪卡头外表面斜角∠a（见图8）的大小和卡头外表斜面的表面质量对活动铅笔的书写性能有很大影响。
如a角过大，夹不住铅芯；a角过小出铅芯费力，而且揿动时容易出声音，最适宜的a角应对铅芯夹持力毫无影响。
卡头外表斜面的表面质量，对铅芯的定位精度和铅芯夹持力都有一定影响，所以对斜面表面质量要求比较高，派罗德公司在加工斜面时，除更换专用刀具，进行表面研磨外，还用一种金属材料进行表面处理。
至于a角的大小和采用何种金属材料进行斜面表面处理，据称属于日本技术专利。
卡头所使用的材料。金属三爪卡头采用铜材。派罗德公司高级品采用磷青铜BSBMD2，普级品采用黄铜BSBM。在选材时应注意照顾到切削刀具，派罗德公司采用碳化钨硬质合金刀具。
塑料二爪卡头是斑马公司开发的，塑料卡头的优点是采用塑料制成，价格便宜。（在日本黄铜比塑料价格高四倍）；塑料卡头制造工艺简单，可以注塑成型。但生产塑料卡头需要有特种工艺，在日本只有斑马公司一家生产这种塑料卡头。塑料卡头的缺点是塑料在温度变化影响下，容易变形和老化，所以派罗德公司对塑料卡头持否定态度。
而斑马公司则认为只要塑料选择适当，工艺艺合理，塑料的变形和老化不成问题，并不会影响笔的使用性能。所以，斑马公司大量生产塑料卡头普级活动铅笔，不仅在国内销售，还远销世界各地。
（3）机芯主要另件加工工艺
金属三爪卡头加工工艺过程是：
纵切自动车上加工出外形→卡头外表面斜面质量检查→卡头外表面斜面一次研磨→钻孔→开缝→除毛刺→卡头外表面斜面二次研磨→工序检查
锁紧箍加工工艺过程是：
自动车上加工出外形→内外面研磨（在研磨机里利用研磨球滚动研磨）→质量检查
尖套加工工艺过程是：
自动车上加工外形→尖套内孔外圆加工→外表面处理→检查
揿头加工工艺过程是：
自动冲→开窗→检查→电镀→工序检查。
铅芯管加工工艺过程是：
切割→铅芯管加工→电镀镍（滚镀）→检查。
（4）三爪卡头加工设备
金属三爪卡头由三次加工完成。首先在自动车上完成铜下料、车外形、钻孔的加工，然后在另一台自动车上加工卡头三爪的内孔，最后在自动开缝机上开三爪。
三乐公司卡头加工设备都是西铁城钟表公司制造的。卡头一次加工自动车生产效率为8小时加工4个另件，每台设备价格为4,,~4,,日元，并有自动投料装置，每台,日元。卡头二次加工自动车生产效率为8小时加工另件8个，每台设备价格为2,,~3,,日元。卡头三次加工的自动开缝机生产效率为8小时加工4个另件，每台设备价格3,,日元。
派罗德公司卡头一次加工采用西铁城钟表公司制造的自动车，钻内孔采用打眼机，三爪卡头开缝采用自动开缝机，除毛刺、研磨使用研磨机。
三菱公司采用的自动车，其中有些是电脑控制的，由巴托普育良精机制作所生产。每台价格为20,,~25,,日元。三爪卡头的装配大都采用西铁城钟表公司制造的多工位转盘机床。
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