【铅笔的生产过程及设备分析6600字】

铅笔的生产过程及设备分析摘要：在生活中，普通铅笔是一种可以用来写字、画画和素描使用的笔类，与传统的钢笔和圆珠笔不同，普通铅笔可以在纸上轻易反复地擦写而且不留任何痕迹，而其余笔类则很难做到。木质铅笔距第一次问世如今已经具有很多年的发展历史了，而其中的画画和素描类的铅笔种类偏多，普通铅笔的制作流程可以划分为三个制作阶段，分别为石墨阶段的制造、木制笔杆阶段的制造、铅笔杆上色制作；其次，铅笔杆的颜色主要可以分为红白、黄黑等等系类性条纹。彩色铅笔的笔芯颜色有黑、红、绿、黄等等，用来满足绘画的需求。关键词：铅笔；彩色铅笔；制作工艺；绘画；书写目录247571、引言 417011.1铅笔的历史 436131.2我国铅笔工业的发展与成就 4165891.3铅笔的品种及用途 5283282、铅芯概况 6286102.1铅芯成分 6304992.2铅芯的作用 62262.3铅芯的毒性 610703、铅芯铅笔杆的介绍 6225583.1石墨铅芯的原料 6175363.2铅笔杆的原材料 74374.1铅笔的制作流程 7210494.1.1铅笔工艺流程介绍 7232234.1.2石墨制作 8235034.2铅笔杆的制作 9119724.2.1板条成型 93464.2.1铅笔成型 10319104.3铅笔成品制作 11290034.3.1铅笔上色 11247464.3.2橡皮擦的组装 12265824.3.3铅笔尖成型出厂 13232775、铅笔的质量检测 143722结论 156395致谢 1626107参考文献 171、引言铅笔的种类有许多种，其中有：“原木铅笔”、“带帽铅笔”、“磨尖铅笔”。“原木铅笔”顾名思义，就是生产厂家通过生产工艺把铅笔加工成型。这种原木铅笔缺点就是需要消费者自己用铅笔刨或者小刀将笔尖削出后才能使用书写、绘画，优点则是在运输过程中铅尖不易损坏；这种普通铅笔的末端还有一块小橡皮擦，在本质上书写错误或绘画画错线时，就可以用自带的橡皮擦轻轻一擦，可擦除错误，很是方便便捷。“磨尖铅笔”顾名思义，就是出厂之前将铅笔杆削出一定长度的笔尖进行销售的铅笔半产品。“带帽铅笔”，就是由铅笔帽和铅笔杆组合而成的，属于成品。1.1铅笔的历史1662年的德国\t"/item/%E9%93%85%E7%AC%94/_blank"纽伦堡市建成了世界上第一家铅笔厂—施德楼铅笔厂。在后来的德国人F·\t"/item/%E9%93%85%E7%AC%94/_blank"卡斯特在纽伦堡市创建了法泊·卡斯特石墨铅笔厂，采用的是\t"/item/%E9%93%85%E7%AC%94/_blank"硫磺、锑等作粘结剂与石墨加热混合制造铅芯，让石墨铅笔杆的制造技术前进了一大步。法国N·J·康德首次采用的水洗石墨的办法，让石墨纯度提高，并用粘土将石墨粘结制成笔芯，此法被称为\t"/item/%E9%93%85%E7%AC%94/_blank"康德法，为铅笔工业奠定了基础。后来，法国化学家\t"/item/%E9%93%85%E7%AC%94/_blank"孔德经过反复试验，之后使用黏土作为增固剂，制出的笔芯比原先还要坚实耐磨，而且这种方法适用于任何的石墨矿，直到2019年仍在使用。美国就有一位名叫威廉·门罗的\t"/item/%E9%93%85%E7%AC%94/_blank"木匠，在刻有凹槽的木条中，镶嵌了一根黑铅芯，之后把两根木条对拼粘合在一起，就制成了世界上第一支铅笔杆

。1.2我国铅笔工业的发展与成就1933年,江苏常州就有个满怀实业拯救中华民族理想的同济大学毕业生吴羹梅先生从日本出走后回到了中国。次年他与张伟士、郭子春等人筹借5万元启动资金。他们等的工人在最终彻底解决了建造厂房、科学高新技术制造装备和生产原料等一系列困惑后,于1935年10月8日在现今中国上海正式注册成立了作为中国第一家专业铅笔模具制造厂,从事铅芯、铅笔板、笔杆和其他的外观模具生产设备加工的完整成套全能型专业铅笔模具生产设备制造加工厂-这即中国第一标准笔厂国货第一铅笔厂上海股份有限公司(这或许就是现今中国第一铅笔有限公司的企业前身)。之后不久,公司就设计生产了第一批的彩色飞机铅笔品牌"200号好学生"和"300号小朋友"普通手写铅笔;随后再相继研发推出了一款特别具有中档次的飞机铅笔品牌"500号航空救国"的普通彩色手写飞机铅笔;再到1937年推出的"鼎牌"高级绘图普通铅笔,一经问世,就一举打破了当时国内高档铅笔被国外铅笔占领市场的局面。当时的国内铅笔市场过于需要依赖昂贵的中国进口绘图普通铅笔,这时候的中国第一铅笔一厂(现中国第一铅笔有限公司)为了改变这一情况,开始积极地潜心钻研实践,最终功夫不负有心人,成功地试制并推出了"中华牌101绘图铅笔",名称其中的"101"就是代表的是向国庆献礼的一个基本意思,"中华牌101绘图铅笔"其以质优物美价廉的产品和特点,将原来在国内铅笔市场上很火的美国铅笔从目前中国市场上全部淘汰,这一步的顺利迈出,也已经成为了我国近代铅笔技术和工业历史上划时代的一笔。在1979年"中华牌101高级绘图普通铅笔"首次荣获了国家标准品质银奖,这一殊荣的获奖,在推动中国铅笔发展的历史上已经实现了一个划时代的重要意义,也使它成为了最被中国人广泛熟知和接受认可的铅笔之一,深受广大消费者的青睐和喜爱。1.3铅笔的品种及用途普通汉字数码硬质铅笔芯的材质硬度作为测量使用标准,一般都认为是通过使用一个英文字母"H"而它可以主要用来作为代替用于表示比较硬质的普通数码彩色铅笔,而使用英文字母"B"则一般是主要用来用于代替表示软质的数码铅笔,字母"HB"则一般是主要用来用以代替用于表示硬硬适中的普通数码硬质铅笔,字母"F"则一般是主要用于用来代替表示硬度分别处在位于字母HB和HHH之间的普通数码硬质铅笔。铅笔芯软硬度等级的排列方式如下：9B、8B、7B、6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H、10H等硬度等级，其中最让人广泛熟悉应用的莫非就是2B铅笔了，2B铅笔在高考中往往是不可缺失的一支笔。字母B前面的两个数字越大,则代表铅芯变得越软,且铅芯的颜色就会变得越黑。字母h前面的两个数字越大,表示它的铅芯越硬,铅芯的任何颜色就会变得越淡。铅笔杆的划分正是根据笔芯内部和石墨所占的份量进行划分。其中的H类铅笔,铅笔芯芯的硬度相对较高,适宜广泛应用于各种化学和物质相对较硬或明确的东西,比如木工划线,野外测绘等;而HB型这种类的铅笔芯则是硬度适中,一般都很适合手写,或者是打造有轮廓的草稿;到了B类铅笔,这种铅笔芯相对柔软,很适合用来进行绘画,也有可以用来填涂一些由机器人即可辨认的卡片纸。例如,我们在这次考试时经常会采用2B铅笔方式来填充答题卡。另外，我们除了普通铅笔之外，常见的铅笔还有彩色笔杆，也就是人们通常所说的彩色铅笔（又叫彩铅），彩铅主要用于画画。然而,为了能够在纸上呈现出不同的视觉效果,艺术家们往往所需要运用的画笔可以变动的范围比较大。2、铅芯概况2.1铅芯成分普通铅笔的铅笔芯主要组成部件之一便是石墨和黏土了,按照国家标准的铅笔芯根据其中石墨含量和浓度大致可以划分为十八种类别。在当今我国的一次标准化测试中,计算机学生仅仅只能够辨认出一张铅笔芯的浓度大约为2B的普通铅笔笔迹,在涂答问卷卡的过程中,涂得太浓或者写得太淡都会直接导致计算机识读的操作失败或者出现错误。2.2铅芯的作用铅笔芯不但可以直接装在一个铅笔杆里,让其成为书写,画画的工具。而且它有着另一种特殊的用途-它可以被用来打开锁(只针对于普通的机械锁)。生锈的钥匙机械锁当你钥匙打不开时,就是你可以直接在一个钥匙孔内再另外添加一点小小的不锈铅笔芯或者粉末,不出意外的话情况下就能打开生锈的机械锁。2.3铅芯的毒性网传的铅笔芯虽然是有一定毒性的,然而网传铅笔芯的外观和石墨本身都是一种薄薄片状并且具有强烈金属光泽的固体,它主要是由多种碳和其他元素共同组合而成,内部的结构也很稳定,即使被误吞了网传的铅笔芯,在整个人体内根本就没有任何东西能够破坏它的内部结构,所以网传的铅笔芯本身也是完全没有任何毒性的,比较的安全。(注:虽说铅笔芯本身没有任何毒性,但是为了安全起见请不要尝试!)3、铅芯铅笔杆的介绍3.1石墨铅芯的原料石墨烯的英语名字叫:graphite,是一种类似结晶状的碳。六个方晶体体系,为铁墨颜色至浅灰。密度2.25克/毫升²²,硬度可以达到1.5,溶点温度约为3652℃,沸点最大温度可以达4827℃。石墨品的质软而带有滑腻感,可以导电。其化学特性不活泼,无毒性,耐腐蚀,与酸、碱等物质不易发生反应。在空气或者氧气中加强温热,可以燃烧并产生二氧化碳。强烈的氧化物会把其转变为有机酸。用于作为抗摩剂和润滑材料,制作铅笔芯的材料包括:电极、干燥水电池、铅笔芯。高纯度的石墨烯也可以用来在核反应堆上当做中子减速器。往往被人们称为煤炭精或者是黑铅,因为这些物质在以前往往被人们错误地认为属于铅。3.2铅笔杆的原材料普通的铅笔杆在使用时需要做到纹理一般直、结构详细均匀,并且质软或略微柔软,在使用时稍带脆性,而且还必须需要少量含有树脂,其吸湿性也比较低,胀缩性也要小,不变形等特点。目前市面上能够很好地满足制作铅笔杆的木材主要包括松木、红柏、香杉、桉树、椴木等等树木。1、红柏还有个名字叫做铅笔柏，红柏树生命力顽强，树冠密实，冬季不凋，适合做挡风林带，但也因此会对本土树种造成危害。2、红柏还有个名字叫做铅笔柏，红柏树生命力顽强，树冠密实，冬季不凋，适合做挡风林带，但也因此会对本土树种造成危害。3、香杉木纹理顺直、耐腐防虫，有木质香味，是我国南方最重要的特产用材树种之一。4、木本植物的树皮是一种轻柔柔和的树脂,其具有结构细致而松、硬度适中、抗水湿性好等特征,是做铅笔杆的上好材料。5、椴木具有耐磨、耐腐蚀，易加工，不易开裂等等特点。椴木是制作铅笔的优良材料，但是目前椴木的资源较少，因此用椴木制造铅笔杆是相当的昂贵。6、西达木又名香雪松或肖香楠、大西洋雪松，有芳香物质，可提取芳香4、铅笔的制造过程4.1铅笔的制作流程4.1.1铅笔工艺流程介绍图1工艺流程4.1.2石墨制作将石墨块完全打成细致的粉末烘干如图2所示：图2打碎烘干后的石墨粉制作的初期我们需要粉状的石墨放入工厂里捏合机里进行混合。这些铅笔芯软硬度的制作，绝大多数都取决于石墨和黏土的比例。重点是要控制搅拌速度、压力温度和湿度，这会产生同质的细粒，这是确保笔芯品质一致的关键。细粒要进入油压床并被塑造成圆柱体，最终压成可以放入沟槽的笔芯，然后进行切割至标准长度。图3切割完成后的笔芯另外还有一系列彩色铅笔芯，它们的做法和上述制作笔芯类似，但是要用颜料粉和蜡来取代石墨，如图4所示：图4彩色笔芯4.2铅笔杆的制作4.2.1板条成型我这次讨论的铅笔杆则是采用加州的香柏木，厚度为0.5cm，在木材送达轮刃机之前，就已经预先将木材切割成约18*5cm的板条，如图5所示。图5切好的板条这时候的板条可以连续地穿越一组大型轮刃刀的机器,机械师在板条的两端中心分别雕刻出一条沟槽,用来把纸张放置在笔芯上,沟槽被刻好后,会直接传输给纸张到下一台的机器里,这里的一台机械师都需要在沟槽里填加适当的胶。板条打开好并再次放入粘胶之后,板条通过一个传输带再次移动到另外一个输送带上,制作好后,这个工厂在生产线上的每块板条都会通过一个传输带运送到下一次制作的工具上。在下一块机具中会在模板槽里放入一个铅笔心芯。合芯机的轮具都会自动充填上铅笔芯,间距与板条上的沟槽(彩色铅笔的原理与其制造工艺流程也完全相同。只不过它的笔芯主要是由蜡质黏土和颜料的色素(即无需烘焙)。然后把板条运送到了另一条输送带上,在这条输送带上通过自动旋转的手臂向板条上进行了翻面,最后滑过了布胶机,传输板条运送到另一条输送带上,在已装填好的一块笔芯板条上方。到这里,一个小小的铅笔芯叠板便可以制造得出来,如图6所示。图6铅笔半成品在下一个机器上，工人会把叠加后的铅笔芯叠板放进柱塞器里，通过柱塞器来挤压这些叠板，这时候的机器会通过液压机会给铅笔芯叠板施加一吨重的压力，在经历一个小时后的压缩等待后，待铅笔芯叠板上的黏胶干固以后，即可转入下一个机器，如图7所示。图7柱塞器4.2.1铅笔成型接下来就只需要将干固后的铅笔芯叠板，放进机器里进行削切，一支铅笔就完成了。在成形机里需要将铅笔芯叠板切割成六边形的轮廓，一般在成形机里切割铅笔芯叠板需要经历两个步骤，如图8所示。图8成型机首先机器的上部刀具一般会在铅笔芯叠板上方切成三个边,紧接着下部刀具也会在铅笔芯叠板的底部也切成三个边,上部和底部刀具切割工作完毕后,9排的铅笔杆就有机会自动地分离开来。然后工作人员从该批生产出来的一些铅笔样品中随机抽取一些铅笔样本。第一次检测的方法就是首先用手动切削尖的方法,来进行抽查一下铅笔芯的品质是否完全合格或者达标。接下来就需要使用到一个专业的压力测试仪器,在每个笔尖处都要施加一定的压力,直到每个笔芯完全断裂,在这一环的测试中,抽取出来的铅笔一定得同时承受至少两公斤的压力,能够通过这次压力和强度测试的是铅笔。如图9所示。图9笔尖压力测试4.3铅笔成品制作4.3.1铅笔上色接下来的步骤就是对原木进行上色处理了。这时候的铅笔会一支支穿过一台称为上漆机的机器上，这里机器为木头裹上涂料为黄色，如图10所示：图10上漆机铅笔需要在上漆机器上，经过四次上漆后才能完全覆盖过铅笔的木纹。接下来就是要传送到第五具上漆机上，在第五具上漆机上，上漆机会在铅笔的表面上漆上黑色的条纹，用来标明一个公司的正字标记。紧接着再到第六具上漆机时，在时候的上漆机会以透明的漆用来封住铅笔杆整个涂料，如图11所示：图11第六具上漆机在上漆机上，上漆机会以每分钟500支的惊人的速率，把上过漆的铅笔输送至打印机的机器上，这时的打印机机器就会将塑料膜上的箔金属字模，在打印到上漆后的铅笔杆上，通过这道工序，铅笔上色就完成了。4.3.2橡皮擦的组装到了最后一站，那就是橡皮擦的组装了。首先通过传输带把铅笔杆传送至橡皮头组装机台上，它会通过第一个机器挤压铅笔头，在通过第二个机器时在套上铝制套圈，最后第三个机器上在套圈里嵌入橡皮擦，然后压紧，三个步骤一气呵成，如图12所示：图12上橡皮擦头机我们这次讨论的是欧式铅笔，欧式的普通铅笔是以铅笔笔头的色彩颜色用来区分铅笔芯的硬度。这道工序是：先在铅笔杆的笔头上涂上一层透明密封漆后，这时候的铅笔杆会通过机器会多次浸入第一种颜色，待颜色干固后就可以浸入第二种颜色，如图13所示，到最后一层的时候，再通过机器涂上高光漆，如图14所示，这样铅笔头的颜色就制作完成了。图13浸入颜色图14高光漆4.3.3铅笔尖成型出厂完成以上的步骤后，铅笔就终于快完成了。最后一道工序就是把铅笔经过滚式削尖机磨尖，如图15所示：图15滚式削尖机通过鼓式削尖机磨尖的铅笔，铅笔在机器上滚完几圈之后，一支带有笔尖的铅笔就这样成形了，到这里，这样一支普通的铅笔就制作完成了，最后就是等待出厂，送到消费者的手上了，如图16所示：图16铅笔制作完成5、铅笔的质量检测铅笔的好坏检测都是从外观和笔芯两方面来鉴别。从外观方面来说，除长度、圆径之外，还要检验笔杆弯曲变形、伤纹、裂缝、开胶、崩芯、笔端伤缺与油漆质量等。笔芯的检验包括笔芯硬度、滑度、浓度、芯尖受力、挠曲强度等。铅笔外观的质量非常重要，漆面光洁、图案印花美观、色泽鲜艳，这些都是挑选铅笔最需要注意的几个方面。铅笔笔芯的好坏，这是决定这支铅笔好坏的关键，这直接影响使用效果，铅笔笔芯的质量主要取决于以下这五点：笔芯的浓度：浓度（有颜色的铅笔铅芯叫着色力）就是铅芯在纸上书写所留下的黑度或者颜色，铅芯分为中