一、研發(fā)背景木桿鉛筆書寫流暢、柔滑，是最常用的書寫工具，更是小學生學習所必備。木桿鉛筆發(fā)明于木材資源豐富的年代。當今木材資源不足，耗用大量木材制造鉛筆，已經備受社會關注。因為木材資源緊張，木材價格上漲，木桿鉛筆制作成本越來越高，鉛筆價格也越來越貴，制造木桿鉛筆的企業(yè)面臨的困難也在增加。木桿鉛筆還存在削筆之煩，臟手之弊和使用中容易斷芯的缺點。尋找木桿鉛筆的替代產品早在18世紀初就已經開始，制筆業(yè)的前輩們?yōu)榇烁冻隽似D辛的勞動。1822年就有活動鉛筆的發(fā)明。1950年我國生產出第一支活動鉛筆?；顒鱼U筆具有不用木材和不用削的優(yōu)點，但由于鉛筆芯較細，書寫中易于折斷，盡管近年來樹脂鉛筆芯的普及，但并未完全克服活動鉛筆易于斷芯的缺陷，仍不適合小學生使用。上個世紀90年代初子彈頭鉛筆在國內市場出現，這種鉛筆芯的使用分為兩個階段。第一階段將子彈頭鉛筆芯直接裝入筆的儲芯管，在儲芯管外套帶舌彈簧，使用時筆頭向下推動儲芯管，依靠鉛筆芯自重和彈簧舌拔動將鉛筆芯拔出，夾持于儲芯管夾頭中直接使用。該筆的優(yōu)點顯而易見，不用木材、不用削筆還更省錢，所以很受歡迎。但當時這種產品存在如下缺點：①由于換芯需要儲芯管滑動，所以有約201m的儲芯管暴露在外，使產品很不美觀，款式單—，式樣呆板②由于彈簧的推頂力較小，書寫過程中筆芯易于回縮③因彈簧易于脫位，導致不出芯，使此種鉛筆失去換芯功能④為了推頂鉛筆芯需要彈力較大的彈簧，彈力過大的彈簧舌易于破壞儲芯管壁，縮短筆的使用壽命；⑤鉛筆芯更換時易于染黑手指。盡管有很多廠家試圖改變此缺點，但并沒從根本上解決這些問題，所以該產品僅風靡一時，很快就在市場上消失。第二階段：在每個鉛筆芯后包一個塑料件，然后把這種帶塑料頭的鉛筆芯依次裝入筆桿，換芯時將最前面一個筆芯從筆桿前端拉出，再從筆桿尾部推入，顯然此種方法使用成本較高，拉出和推入才能更換鉛筆芯也比較麻煩，但能夠省去削筆之煩，目前在市場占有一定份額，生產廠家以百能為主。由于沒有獲得木桿鉛筆理想的替代產品，所以人們著手于鉛筆代木技術的研究。由于種種原因，人們還沒有找到理想的代木產品。鉛筆家族仍然是以木桿鉛筆為主。二、研發(fā)目標的確立與研發(fā)成果在人類賴以生存的環(huán)境備受關注的今天，人們都希望減少森林的砍伐和木材的消耗，都希望有一種真正意義上的不用木材的鉛筆問世，更好地保護自然環(huán)境。再則小學生是鉛筆的主要使用者，為孩子削鉛筆已經成為有小學生家庭的一種必要的家務勞動，削鉛筆也臟手還影響環(huán)境衛(wèi)生。走訪調查表明：所有的小學生家長都希望有—種不用削斷芯，不臟手的鉛筆。因此我們認為研發(fā)出一種真正不用木材、不用削、不臟手、不斷芯、使用成本低的鉛筆，才是鉛筆發(fā)展的方向，如能成功，其功在千秋。所以我們確定這一研究課題進行研發(fā)，并為之付出艱辛的努力。為了實現這—目標，在吸收國際國內市場已有鉛筆產品優(yōu)點基礎上，再根據我們多年生產積累的經驗，歷經近四年的研究和試制，在技術上取得了實質性突破。在研制過程中，我們以子彈頭鉛筆芯的換芯鉛筆工藝結構創(chuàng)新為研究對象，研究工作著力于三個方面，然后優(yōu)優(yōu)組合，使目標得到實現：1、鉛筆芯著膜處理。經過多種材料選擇并經多次反復試驗，終于選定純天然無任何毒副作用的物質作為成膜材料，同時確定著膜工藝過程，對子彈頭鉛筆芯表面著膜處理，確保在向筆內裝配鉛筆芯時不臟手。2、通過合理的結構設計，確保使用功能的可靠。在筆桿內腔和儲芯管外管壁上分別設定位結構，使筆桿與筆芯不能相對轉動；在儲芯管長槽后端臺階兩側設丘狀凸起，有效增加臺階的厚度及臺階上面槽的深度，防止彈簧舌脫位，通過以上兩個技術特征，確保每完成一個推動行程，即可靠更換一枚鉛筆芯，筆的使用壽命可達重復換芯5000次以上。在儲芯管與筆桿之間或筆桿與筆套之間設防滑脫限位，使筆桿與儲芯管不脫離，防止小學生把筆拆散而無法使用。在儲芯管短槽后端設較大的孔，以便彈簧舌尖進入該孔，阻止鉛筆芯在書寫過程中回縮。3、通過隱藏換芯形成暴露在外的儲芯管，完成富于美感的外形設計。在確保功能完美的前提下，通過合理的結構設計，使筆的儲芯管呈雙層結構或儲芯管和筆帽都能在筆套內滑動的結構，科學隱藏用于換芯行程需要外露的儲芯管，使產品的外形更美觀。依照這一設計思路，這種產品的款式可以與現有多種圓珠筆、活動鉛筆的豪華款式相媲美。通過以上三個方面的組合，使得產品性能可靠，外觀美觀，具有了木桿鉛筆和活動鉛筆的所有優(yōu)點，而較好的解決和克服了現有各種鉛筆存在的缺點。真正做到鉛筆不用木材，不用削，不臟手，不斷芯。三、使用成本分析

　　木桿鉛筆的市場均價約0．36元／支，按每支鉛筆可削12次計算，鉛筆的使用成本為0．03元／次，而著膜換芯鉛筆芯零售價僅為0．006元／枚，加上筆殼的使用成本每次0．0004元，即使用每枚鉛筆芯的成本為0．0064元，與木桿鉛筆比較使用成本為木桿鉛筆的21．3％，節(jié)約78．7％。四、環(huán)評分析著膜換芯鉛筆從生產到使用的過程不產生任何環(huán)境污染物，對環(huán)境無負面影響。著膜換芯鉛筆的推廣將節(jié)約大量的木材，對保護森林資源和環(huán)境具有積極的意義，另外不制造木桿鉛筆就同時省去了油漆和粘合劑，對于環(huán)境保護也具有一定的效果。五、彩色鉛筆的代木產品研究由于鉛筆家族中尚有彩色鉛筆的鉛筆芯不適宜采用本技術制造，也不適宜活動鉛筆的夾頭夾持，本公司己同時開發(fā)另一種旋轉出芯的，性能可靠，使用方便的換芯彩芯鉛筆。六、市場預測該產品使用功能和使用成本都優(yōu)于其他鉛筆，制造和使用過程環(huán)保，產品完全達到設計要求，模具亦已定型，制筆材料已選定，只要確保生產過程中把好產品質量關，并且推廣得法，該產品作為木桿鉛筆和活動鉛筆的替代產品僅是時間問題。七、我公司生產能力分析1、我公司現有標準生產廠房12000平米，臥式注塑機6臺，立式注塑機7臺，電腦彈簧機2臺，多臺制造模具的通用設備，具有獨—扛設計筆類產品和制’造模具的技術力量和生產能力，目前著膜換芯鉛筆技術已基本成熟，產品經鑒定后，通過自制和部分外涉，適量增加模具，兩個月內可具備5000萬支／年的著膜換芯鉛筆和換芯彩色鉛筆的生產能力。2、自行設計制造的成本不足三千元的磨鉛芯機械，比臺灣的近10萬元的機器產量高50％，擴大替換鉛芯生產規(guī)模是十分容易的。3、我公司成立以來經營狀況較好，具備不斷擴大再生的能力。多年來，一直準備尋找——個有社會意義的產品投入，我們研制的著膜換芯鉛筆受到中國制筆協(xié)會的領導和各位制筆專家的高度重視，受到縣市黨委和政府的大力支持，我們更具信心，我們將把積累資金投入于設備添置，模具制作及營銷工作，把生產規(guī)模擴大到2億支／年。4、必要時我公司通過貸款等方式，籌集資金擴大生產規(guī)模，在短期內可將生產規(guī)模擴大到5億支／年。5、目前我國政府十分重視知識產權的保護，著膜換芯鉛芯技術都是申請專利的技術，我公司根據市場需求擴大生產規(guī)模風險較小。八、212藝流程、主要零部件及產品的主要技術參數(一)、工藝流程方案：長柱鉛筆芯一子彈頭鉛筆芯一檢驗一著膜子彈頭鉛筆芯一檢驗一入庫塑料一塑料工件一檢驗一交裝配或入庫后交裝配鋼絲一彈簧一檢驗一熱處理后的彈簧一檢驗一入庫各零配件一裝配一檢驗一產成品一包裝一檢驗一封箱(二)、主要零部件的技術參數及結構特征1、子彈頭鉛筆芯

　　a、外形：圓柱和圓錐的組合體。

　　b、著膜：著膜材料天然物質，無任何毒副作用。

　　c、成膜厚度：0．01—0．03mm

　　d、著膜牢固度要求：不影響鉛筆原有的書寫濃度，雙手戴白手套，鉛筆芯置于一只手的手心，另一只手捏取鉛筆芯20次放入另一容器里，每次捏取1枚，雙手手套不被染黑。

　　2、儲芯管

　　a、內孔平滑、無凹陷。

　　b、小槽后端帶孔，孔徑與儲芯管該處的孔徑相等。

　　c、大槽后端帶丘狀凸起。

　　d、夾頭有較強的彈性恢復力，確保換芯時每枚鉛筆芯均由彈簧舌推下，并能自然脫落。

　　3、彈簧

　　a、彈簧選用0．5TTA鋼絲經熱處理

　　b、彈簧舌居中，與彈簧中心線呈45‘角

　　c、彈簧舌端頭磨圓

　　(三)、產品的主要技術參數

　　1、著膜換芯鉛筆替換芯符合QB／T2774—2006鉛筆的規(guī)定。

　　2、著膜換芯鉛筆的質量應符合表1規(guī)定

　　序號12345678項目回縮力N鎖緊力N出鉛芯長度mm輸鉛芯性能耐用性能次耐沖擊性能儲芯量外觀技術要求≥9．8≥0．35±1連續(xù)有效≥5000輸鉛芯正常、零部件無開裂變形裝滿1．零部件完整2．標志字跡能識別3．表面光潔4．整筆及配件無明顯歪斜和離縫

　　替換芯表面著膜防污性能應達到接觸物不沾黑

　　九、質量控制質量是企業(yè)賴以生存的基礎，是產品進入市場，拓展市場的前提與保證。公司自創(chuàng)建之始對產品質量嚴格把關，自行研發(fā)和生產考試涂卡專用2B鉛筆，連續(xù)十五年供應全國大部分省市用于高考涂卡專用，從未出過質量問題。對于新研發(fā)的著膜換芯鉛筆，同樣從結構設計、模具設計制造到產品裝配都嚴把質量關，防止一切質量事故的發(fā)生。首先嚴格按照《產品設計、開發(fā)管理程序》對產品的設計、開發(fā)工作進行控制，防止一切設計上的質量事故發(fā)生。第二、嚴格執(zhí)行國家及企業(yè)標準，并以自檢、互檢、送檢相結合，使產品質量控制落實到每個零件上。第三、企業(yè)內部執(zhí)行產品可追溯性標識，無論產品何時何地出現質量問題都追查到相應的責任人，提高職工維護產品質量的自覺性。第四、企業(yè)通過成立產品質量管理為目的的QC小組，自產品設計到產品交付全過程，建立各種品種各工序的質量管理點，對產品質量進行全方位的控制。第五、在職工中不斷深化以人為本的理念，以對消費者負責為宗旨，積極開展質量知識培訓，提高公司全體員工的質量意識。