【疯狂机械控第504期】圆珠笔是一种使用干而稠的墨水，通过笔头上自由旋转的小球将墨水转移到纸上的书写工具。它具有结构简单、携带方便、润滑书写、适合复印的优点。
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圆珠笔书写的工作原理：圆珠笔墨水或墨水向下渗透到笔尖，圆珠笔在书写时利用圆珠笔与纸面直接接触产生的摩擦力滚动形成图形文字。
后续的油墨或油墨在大气压的作用下不断补充，达到书写的目的。在早期，大多数球的填充物都是在尾部附近钻一个小孔，以确保空气流通。
圆珠笔球的直径决定了字迹线条的粗细。常见的球径有1毫米、0.7毫米和0.5毫米(通常在产品的笔身或圆珠笔芯上标明)。圆珠笔的墨水是特制的，主要由颜料、溶剂和粘度调节剂组成。常见的颜色有蓝色、黑色和红色。普通墨水多用于一般书写，特殊墨水多用于文件书写。
02
一支小圆珠笔由十几个部分组成
圆珠笔零件
圆珠笔膨胀过程
圆珠笔的伸缩工作过程分为八个步骤。第一至第四步是延长笔芯的过程，第五至第八步是缩回笔芯的过程。
圆珠笔结构运动示意图由三部分组成，分别是黑色顶杆、黄色转盘、蓝色滑槽，红色是滑槽的局部截图，下面的弹簧图没有显示。(弹簧确保黄色转盘和蓝色滑槽紧密接触。).
52" />【1-4步讲解】我们用手指按压圆珠笔顶部时，是给顶杆施加一个向下的压力，顶杆沿滑槽运动压迫转盘向下运动，当转盘与滑槽的啮合处脱离时，顶杆头部的尖状特征与转盘的斜面接触处产生径向力强迫转盘旋转，笔芯伸出。
【5-8步讲解】当再次按压顶杆时，顶杆头部的尖状特征与转盘的斜面分离，转盘受径向力旋转，转盘与滑槽的啮合处重合，笔芯缩回。
▲圆珠笔的伸缩工作原理动图
▲圆珠笔的伸缩工作原理动图
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笔头和墨水是圆珠笔的关键，其中笔头分为笔尖上的球珠和球座体。目前，碳化钨球珠在国内外应用最为广泛，我国已经具有很好的基础，不仅可以满足国内生产需要，还大量供出口。
圆珠笔头的生产对加工的精度、材料的选择上都有很高的要求。笔头上不仅有小“球珠”，里面还有五条引导墨水的沟槽，加工精度都要达到千分之一毫米的数量级。
每一个小小的偏差都会影响笔头书写的流畅度和使用寿命，笔尖的开口厚度不到0.1毫米，还要考虑到书写角度和压力，球珠与笔头、墨水沟槽位必须搭配得“天衣无缝”，加工误差不能超过0.003毫米。
圆珠笔油墨的色素是染料。油墨颜色主要有蓝、红、黑三种，其中尤以蓝色油墨使用最多。过去蓝色油墨中的色素成分是盐基品蓝和盐基青莲，溶剂是氧化蓖麻油、蓖麻油酸。目前市场上销售的“424”蓝色圆珠笔和“322”黑色圆珠笔，用它书写的字迹耐久性较好。
圆珠笔的冒油原因：圆珠笔在书写时，一部分油墨从球珠转印到书写物上，球珠转印后变白，另一部分油墨会随球珠转动带回球座内。好的笔头，随球珠转动将油墨带回球座较彻底，油墨沾在球座头外面较少，比较干净。较差的笔头，油墨会大部分沾在球座头外面，无法带回球座内，即我们所称的冒油现象，书写时，很容易污染书写物。
圆珠笔要流利，出墨就多，但负作用是落墨多，若要落墨少，缺点则不流利。这两种情况相互矛盾，如何综合考虑，使之达到最佳效果，则是圆珠笔制造业一直研究的课题。
一件工业产品，哪怕小如圆珠笔，也要经历从设计到制作，再到检验和迭代的严谨工业流程，唯有投入精益求精的工匠精神，才能做出好的成果。
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