銥金筆內襯桿結構應用分析與設計

[摘 要] 結合典型銥金筆內襯桿結構案例，從尺寸、結構、裝配方式等方面對銥金筆內襯桿進行論述。分析現有銥金筆內襯桿結構存在的優、劣勢，從材料、結構的可延伸性、裝配成本等方面綜合思考，設計出旋轉合筆式內襯桿結構，以及旋轉式內襯桿結構在銥金筆設計中的具體應用，對于銥金筆產品設計的創新具有一定實際意義。

[關鍵詞] 銥金筆 內襯桿 產品設計

一、內襯桿結構設計簡介與存在的工藝問題

內襯桿按部件可分為:(1)筆套內襯桿。(2)筆桿內襯桿

1.筆套內襯桿

筆套內襯桿可分為兩種方式:一.膠配方式 二.緊配方式

(1)膠配方式 。內襯桿與外桿套采用膠配安裝，具體內襯桿做法，如圖1所示:

①段的長度略小于套口圈的總長度，定位以套口圈做定位，定位方法采用a與b的臺階卡在套口圈的內邊緣，a段含有內螺紋，主要用于旋轉合筆式使用;

②段位主要的膠配段，是將外筆套與筆套內襯桿膠配牢固，主要作用一是防止裝配完成后的筆套內襯桿與外筆套之間發生轉動，二是增加上套的整體受力面，防止因為只有套口圈與外筆套膠配受力、在插拔的過程中發生脫膠;

③段是筆套的外飾部件如頂帽、頂圈、筆夾等與筆套、筆套內襯桿裝配的部分，其長度取決于外筆套頂飾部件的總長度;b與c得臺階應低于外筆套的上端，c段在理論上可采用外螺紋或塑料件內翻邊兩種裝配模式。外螺紋的裝配方式主要是與金屬裝飾部件螺紋互配，其優點是可以節省內在定位塊零件，裝配裝成可以擺脫對膠水的依賴，缺點是螺紋互配固定點受力較大，且上套部分的總長也有一個相對固定的長度，不利于后期的延伸開發，裝配過程中過于依賴膠水，容易產生脫膠現象影響產品質量。塑料件內翻邊的裝配模式，如圖2所示:

(2)緊配方式。內襯桿與外套采用螺紋緊配方式安裝，即內襯桿上設有卡點①與筆項上卡點互配。在頂帽與筆套結合處設有定位塊零件，定位塊設有內螺紋，將定位塊與筆套緊固膠牢，內襯桿②處與定位塊采取螺紋緊配。內襯桿與外套采用螺紋緊配方式安裝，具體做法，如圖3所示:

此種結構是目前市場上最常見的內襯結構方式，其優點在于結構簡單、模具通用性強、成本低，缺點在于:1.當鎖點設計不合理時，很容易產生上下桿套離縫現象。2.在反復插拔過程中，由于受力點集中在卡位上，筆項上的卡口很容易在插拔過程中將襯套帶出，造成襯套脫落現象。

2.筆桿內襯桿

筆桿內襯桿的裝配方式比較簡單，如圖4所示:

(1)段端口內壁設計有螺紋，既可以設計襯桿是與襯桿互配，也可以在無襯桿時直接與中接螺絲或全連體筆項外螺紋互配;

(2)段設計有外螺紋，主要是與尾帽等尾部裝飾件的內螺紋互配，筆桿內襯桿在設計時應著重考慮兩個方面:①筆桿的長度 筆桿的長度決定了筆桿內襯桿a段的長度。設計時a段的長度小于筆桿長度，約1mm左右 ②尾部裝飾件的總長度 尾部裝飾件的總長度決定了筆桿內襯桿b段的長度 b段的長度從裝配意義上講不適于過長，b段過長導致尾部等部件互配繁瑣，但是b段又要具備一定的長度，方便裝飾圈等部件的裝配，筆桿內襯桿a段的造型決定了外套筆桿的造型，但是假如采用襯桿互配的做法即可做出標準化的內襯桿，即襯桿做同心度和長度定位，內襯桿的造型不影響外套筆桿的造型。

綜上所述是兩種常見的筆套內襯桿結構。在使用塑料內襯桿時，上套部分的長度基本確定，頂帽、筆套、套口圈之間的比例分割可以變化，塑料內襯桿在設計之初就應考慮到使用的出水系統的種類、合筆方式以及表面工藝。這三個方面決定了筆套內襯桿的粗細、模具的設計難度等因素。

二、旋轉合筆式內襯桿結構設計

1.銥金筆內襯桿存在的工藝問題，解決方法探討

通過以上對銥金筆內襯桿結構存在問題的分析，設計該螺紋旋轉式內襯套結構。該設計襯套插拔式可以在筆套內襯桿的內部設計出螺紋，使襯套直接與筆套內襯桿螺紋配合，螺紋旋轉式可以在筆套內襯桿下端口處設計出粗牙螺紋，使之與筆桿螺紋互配;如圖5，圖6所示(另見附件1)

(1)段端口外壁設計有螺紋，與頂帽內壁上、頂帽飾圈的螺紋互配。此處為筆套與內襯桿接合的主要受力部分。

(2)段是與外套接觸的裝配段，起著支撐外套的輔助作用，b段的長度小于筆桿長度，約1mm左右。其優勢在于:①內襯桿的造型不影響外套。外套在形態設計時，受其結構影響不大，具有較大的延伸空間;②可裝配較多的裝飾圈，即滿足外觀美學形態需要，有利于設計工作者更好的發揮創意，做出美觀的造型，延展空間較大，且在后期的投產過程中不存在增大裝配成本的隱患。

(3)段，一個作用是作為外露的裝飾圈存在，另一個作用即是作為外套部件的定位卡點，作為外套與飾圈的定位卡點，與a處共同將筆套與襯套固定。

這樣裝配的好處首先是省去了上膠水的過程、無論在出貨和裝配的過程都大大簡化，其次是整體的受力比較安全，這種裝配方式使得后期的質量不存在脫膠的隱患，最后是使用這種裝配方式可以節省內在定位塊這個零件，降低零件成本，簡化裝配步驟。

安裝流程為:①.套口飾圈，在a處將套口飾圈滑入c處;②.筆套，順次將筆套從a處裝入;③頂帽飾圈，再將頂帽飾圈從a處裝入;④頂帽，將頂帽內壁螺紋與a處外壁螺紋互配并固定⑤頂片，在頂帽端口裝入頂片。

內襯桿結構設計與內襯套設計同理

a段作為襯桿與下桿的定位卡點。為此內襯結構的主要受力點

b段外壁設有螺紋，與尾帽、尾帽飾圈內壁螺紋相配合，尾帽飾圈外壁上設有螺紋，在反插時與內襯c處內螺紋配合。a段長度小于筆桿長度，約1mm左右。

安裝流程為:①.筆桿，將筆桿從b處滑入a處;②.尾帽飾圈，順次裝入尾帽飾圈;③尾帽，將尾帽內壁螺紋與b處外壁螺紋互配并固定。

三、結語

該設計解決了生產操作中的一些實際性問題:

1.裝配一體化，針對我國目前制筆行業生產現狀，統一操作步驟，簡化了裝配過程，進而降低裝配成本。提高裝配效率。

2.節省內在定位塊這個零件，降低零件成本，減少采購成本，提高企業利潤率。

3.避免了在生產過程中，以及銷售到客戶手中，出現的脫膠、襯桿脫落等質量問題。

4.解決了傳統螺紋內襯桿結構對整體筆桿造型的影響，使筆的整體造型更加豐富、有利于整體美學設計的可延展性。

5.有利于成品檢驗部門及時發現結構問題，并進行即時修理、返工。

參考文獻:

中國制筆協會.自來水筆制作工[M].中國輕工業出版社，2007.312-313