缝纫机针的构造与性能

(一)缝纫机针的构造与性能

缝纫机针是缝纫机所不可或缺的部件,它是主要的成缝构件,它的作用是带线穿刺面料,在回升时形成线环以便成缝器钩取线环,最终形成线迹。尽管缝纫机针种类繁多,从外形上看也有很大差别,但它们的基本结构有共同之处,在生产中使用最多、最普遍的是平缝针。这里以平缝直针为例介绍缝纫机针的基本结构。

1、缝纫机的结构

图3-37是平缝机针的结构示意图,它由以下几个部分构成:

                              

                                                     图3-37  缝纫针结构

针顶(E)——针的顶部锥体部分,确保装针到位,不在顶部产生空位,使针稳固。

针柄(G)——整根针直径最大的部分,为整根针的支柱,通过它把针安装在缝纫机上并固定位置,在针柄上有磨平加工,针没有确实地安装好,则可能会使针弹出或折断,相同型号机针的针柄长度和直径均相同。

针肩(A)——针柄下略呈细小的部分,其直径较针柄细,较针身粗,是针身与针柄的过渡部分,使针逐步变细,其主要作用是增强针的强度。为了避免断针位置随机性而引起的断针刺破缝料的现象,在针肩下方一般通过特别处理,让机针遭破坏时在此处断裂。

针身(D)——从针肩延展到针眼部分,呈细长状,是缝纫机的主体,其主要作用是运线,即带引缝纫线穿越缝料。当针穿越缝料时,此部位承受的摩擦力最大。

针穴(H)——在针身的下部,位置在针眼之上,是个凹陷的部位,能够使针和钩部(梭尖)更加紧接,以构成一个形成线圈的理想部位,使缝纫机在工作时梭尖能够准确无误地钩取线圈。

长针槽(B)——在针身上,缝纫线沿针身向下移动,在针穿越缝料时,针槽为缝纫线提供了一个具有保护性的通道,线在槽中滑动,大大减少了缝纫线与缝料之间的摩擦。针槽需经过精细研磨,以确保线到顺畅。

针眼线孔(F)——线孔位于针尖与针杆的交接处,让缝线通过缝针的孔,直接带引缝纫线穿过缝制物的部分。在缝纫中缝线在线孔中快速地重复滑动,好的线孔所具备条件就是能让任何缝线都可滑顺的穿过线孔,为了实现粗的缝线也可用细针的目标,针眼孔径通常尽可能的扩大。

短针槽(I)——位于针孔附近,比针孔大约长一倍,在机针穿刺面料时导引面线。在机针回升时由于面线部分露出槽外,会产生较大摩擦力,阻止面线随针上升,起促进线环的形成。针尖是缝纫机针最关键的部位,缝纫线在针线孔眼处有顺直向下而改变方向,成为横向通过针孔,针在穿透料子时的最大力量就是在线孔的横部分,我们必需分散此部分所集中的能量,短针槽可以有效地减少对料子的损伤。

针尖(C)——针眼至尖端的较纤细的部分,负责将纱线或纤维迫开、甚至将缝纫物割裂,让车针穿越缝料。

2、针尖

针的选择决定性的因素是针尖(针头)的形状。当今产品的品质在不断提升,台湾德富制针曾调查过近百家的制衣工厂,结果表明有半数以上的厂家对车针的选用不怎么重视,只有约四成有初步的了解,但其所知也有限,大约有不到一成的厂家能较正确的选用符合车缝物品的车針。一般最大的问题出現在错误的选用不当的针尖,例如:针织布应该选用小圆头针(SES) ,却使用尖头针(R)以致断线,合成皮的车缝该选用一般针,却选用刀针导致皮革破裂。诸如此类错误,无疑对于提高缝制品的品质大为不利。

针尖的种类很多,不同的针尖,目的是要符合不同的车缝材料。我們可以简单地把被车物分成三类:

①梭织布 (平织布) ;②针织布;③平面组织材料,如:皮革、帆布、尼龙布等。

根据三类材料的不同特点,有不同类型的针尖与之相适应。如图3-38所示。

                         

                                                                  图3-38  机针针头形状

(1)梭织面料用针

梭织布可选用尖的针尖(R)来车缝,因为梭织布的织法不易因为布的其中一股线被车断而继续扩大。但亦可以使用小圆头(SES)来车,目的是靠针点的小圆球触及纤维时滑至纤维的左右两边的原理,而不会將纱车断而破坏,在寿命上可使衣服更耐穿,但这样也会使车完时之线迹不是很直,对很薄的梭织车缝也因阻力的增加而容易打皱。此外若梭织布中有彈性纤维,在选用用上也要以SES、 SUK为主。 图3-39为牛仔缝针针头图示。

                    

                                          图3-39 牛仔产品机针针头示意图

 (2)针织面料用针

针织布在编织的结构上与梭织布不同,若车缝的过程中车断了其中一股纱,则因此而形成的空洞将逐渐扩大(针织品的脱散性),所以选用上不论是否有弹性材料,一定要选用小圆头(SES)或中圆头(SUK) 针,至于用什么样尺寸的圆头,则要从针织布的密度和纱本身的粗細去判定。这里有一个简易的方法可供参考 ,也就是针尖球点的大小,大约为纱线直经的0.8~1.3倍时,是针点与纱经较为适合的搭配,而小圆头尺寸一般为针身直经的 1/10,中圆头为针身直经的1/5,这样根据以上方法我们很容易就可以知道该选用那种尺寸的圆头。图3-40所列为内衣类产品选用机针针头的示意图。

                       

                                             图3-40  内衣类产品机针针头示意图

一般在较细薄的针织布料车缝作业时,很容易发生断纱、断线的现象,针织专用针便是为解決这个问题而开发的。这种专用针采用较宽的针孔,搭配较细的针身,使得车缝时有最佳的表现,图3-41是我们对针织专用针与普通针的一个比较。这种专用的针织品用针的主要特点是较长且较细的针尖;较低的穿透阻力;针身小一号;减少车缝时热量的产生,且减少布料被刺破的几率;针尖超小圆头,可以更好的保护布料。

                           

                         a ——尖部较长;b——针头比一般针底2成;c——针身小一号

                                                           图3-41  针织专用机针

 

(3)平面组织材料用针

缝制皮革及其它较为结实的物料如塑料、泡沫等材料,由于它们并非由纤维或纱线所组成,不能单靠针尖把针孔四周的结构物迫开而让针线通过,因此需要一些较锐利的边缘在缝制物上切开一个小洞以便针顺利通过,因此皮革针尖又称为切割针尖,如图3-42所示。

                                  

                                         图3-42  皮革材料切割针尖示意图

 

皮革材料用针,一方面机针需在物料上打开一小洞,当然洞越小越好,然后让小洞回复,在这方面机针的要求是小直径为好;但另一方面皮革比布料对机针所产生的穿透阻力更大,因此,要求的机针是越强越好,当使用更粗的缝线时,特别在皮革表面的花式缝的时候,需使用更大的针号,以确保较粗的缝线能顺利通过眼部分。

由于皮革材料种类很多,从最精巧的小山羊皮到各种黑漆皮,软羊皮,起毛皮革和水牛皮等,在缝制过程中还经常加入纸板、硬胶板等材料,机针的选用更加复杂化,我们很难说哪种针号最为适合缝制皮革,因此需要在实践过程中精心选用。

皮革专用针有以下特点:

①针孔加大15%——可用较大号数的缝纫线。

②使用强化真杆设计,寿命更长。

③加高出线高度——防止跳线。

④较长的刀刃——穿透力强。

⑤搭配镀钛或陶瓷表面有有加倍的寿命。

皮革针尖的选择,须取决于线迹的种类、针迹密度、缝制物的重量和种类等各项因素,常见的有横切刀型(捻尖型)、直切刀型(方尖型)、左斜刀型(反狭边型)、右斜刀型(狭边型)、三角型与方型六种,如图3-43所示。

                      

                                                         图3-43  切割针尖示意图

(图中垂直箭头表示缝纫机针移动方向,水平箭头为穿线方向)

①    横切刀型(捻尖型)针尖

横切面呈凸透镜状,其切割方向与缝纫方向成90°直角,适合薄至中等厚度的皮革及类同的平面组织材料,并用于缝制较细密的线迹,适合高强度缝纫场合。如果将带圆形针尖的机针温度看作100%的话,那麽使用带直切刀型针尖的机针,针温大约可降低5%。

②直切刀型(方尖型)针尖

外型与横切刀型相同,切割方向与缝纫方向平行一致,适合于薄至中等厚度的皮革及类同的平面组织材料,用于缝纫针迹笔直并且线拉得很挺的场合。由于其切割方向与缝纫方向一致,如果线迹密度太小会导致切割口进一步被撕裂,所以这种针尖仅适用于线迹密度较小的线迹,不能选用高针迹密度。如果将带圆形针尖的机针温度看作100%的话,那麽使用带直切刀型针尖的机针,针温大约可降低5%。

③左斜刀型(反狭边型)针尖

横切面也呈凸透镜状,切割方向与缝纫方向成45°角,可用于各类皮革及类同的平面组织材料。左斜切刀型针尖的机针用于生产带笔直缝线的针迹,而且适合能够产生针迹密度高的笔直针迹,具有直刀的外观效果,切有能够适合高密度针迹。如果将带圆形针尖的机针温度看作100%的话,那麽使用左切刀型针尖机针,针温大约可低10%。

④右斜刀型(狭边型)针尖

与左斜刀型大致相同,但切割方向与缝纫方向成135°角。如果将带圆形针尖的机针温度看作100%的话,那麽使用左切刀型针尖机针,针温大约可低10%。

⑤三角型针尖

横切面呈三角形,由于拥有极佳的穿透能力,所以适用于厚或坚固的皮革材料的缝制,在各类针尖中,采用三角形针尖对物料的破坏最大,特别是强度方面的损伤。考虑到三角针尖所带来的强度损失,所以必须注意每公分的针迹数。如果将带圆形针尖的机针温度看作100%的话,那麽使用带三角针尖的机针,针温大约可降低20%。

⑥方型针尖

横切面成正方形,适用于缝制一些组织结构较疏松的组织,其针尖对材料的破坏能力与三角型针尖相仿。如果将带圆形针尖的机针温度看作100%的话,那麽使用带三角针尖的机针,针温大约可降低20%。

因为这种切割针尖在缝制时的阻力系数低, 在缝制皮革及相关物料时,一般都选用此种机针(刀针)。当然,当皮革与布料缝合在一起时,一般使用圆头针。在考虑是否使用刀针以前,我们必须确定机织或针织布料会否被刀针切开。

   切割针尖类机针可以有效地降低了皮革作用于机针的穿透阻力,其缝迹的外观主要受机针的刀边位置与形状所影响,不同缝迹外观应该选用不同针尖的切割针,图3-44是部分针尖效果与缝纫线迹效果的对照。

                          

                                            图3-44  切割针尖与针迹效果

3、机针受力分析

在针的材质上,所要求的特性不外乎是硬 (HARD)与韧 (STRONG)。好的机针不但有较高的强韧度,而且即使针断裂也不会弹飞出去。

在缝纫过程中,机针受到两个不同方向的作用应力:

①机针受到从正常缝纫方向而来的作用力,令机针偏斜,因而产生弯曲应力。

机针弯曲的原因一是由于布料的重叠或不均匀的分布;二是缝越接口或钉扣位置;三是过高缝线张力;四是在缝纫过程中手动拉布;五是从机械上移离布料时没有放松针线张力器。

一根弯曲的机针可能会碰撞压脚、针板,甚至会碰到弯钩/旋梭而产生破坏,因此一根弯曲的机针可能造成破坏远远超出机针本身的价值。

②阻碍机针穿越布料的作用力,即屈曲应力屈曲应力。

每当机针要穿透布料时,它将受到屈曲应力的作用,这阻力的大小是根据布料种类、厚度、布料的处理、针号和针尖形状的不同而有所改变。当针眼要陷入布料前这穿透阻力也达到最高峰,这种刺进和退出的动作,使机针与布料产生磨擦,因而使机针发热,根据缝纫的情况不同,这种温度可以超过400℃。当机针的硬度因高温而受影响时,这机针只能报废。机针在缝纫过程中,它的机械承受能力将会降低,特别是在针眼上面的间隙位置,如一根针因弯曲应力而折断,总是会发生在这个部位。

图3-45所示是一种强化机针与普通机针的外型与测试比较。这种强化效果比传统机针的使用寿命可以提高30%,并且不易造成零部件(如旋锁、弯针与针板等)的损伤。在缝制过程中较少出现针晃动的现象,线迹清晰顺直。

                        

                                                       图3-45  强化机针

4、机针规格

目前全世界大概有一万种各种类型的缝纫机针,使用“针号”作为区分这些机针是最为普遍的方法。针号用于表示针的直径大小,目前常用的有三种方法:

①公制——以百分之一毫米作为基本单位,量度针身直径,并以此作为针号,如55号针的针身直径为0.55毫米。

②英制——与公制相似,只不过它是以千分之一英寸为基数。

③胜家系统——只是一个代号,号数越大,针的直径就越大,胜家系统针号是目前我国最为常用的针号表示方法。

表3-19所列为工业平缝机三种不同针号的关系与机针的主要规格尺寸,表中“±”后面的数字是允许的公差。

 

 

 

胜家系统机针号数

 

公制机针号数

 

英制机针号数

 

针身直径

 

针肩中部直径

 

针柄直径

 

针孔至尾长

 

针全长

 

±0.22

 

----

 

±0.22

 

±0.2

 

±0.2

 

6

 

55

 

022

 

0.55

 

0.66

 

 

 

 

 

 

 

 

1.62

 

 

 

 

 

 

 

 

33.8

 

37.2

 

8

 

60

 

/

 

0.57

 

0.70

 

37.3

 

9

 

65

 

025

 

0.67

 

0.75

 

37.4

 

10

 

70

 

027

 

0.72

 

0.80

 

37.5

 

11

 

75

 

029

 

0.77

 

0.85

 

37.6

 

12

 

80

 

032

 

0.82

 

0.92

 

37.7

 

13

 

85

 

/

 

0.87

 

0.97

 

37.8

 

14

 

90

 

036

 

0.92

 

1.02

 

37.9

 

15

 

95

 

/

 

0.97

 

1.07

 

38.0

 

16

 

100

 

040

 

1.02

 

1.12

 

38.1

 

17

 

105

 

/

 

1.07

 

1.17

 

38.2

 

18

 

110

 

044

 

1.12

 

1.22

 

38.3

 

19

 

120

 

048

 

/

 

/

 

/

 

20

 

125

 

049

 

/

 

/

 

/

 

21

 

130

 

/

 

/

 

/

 

/

 

22

 

140

 

054

 

/

 

/

 

/

 

5、机针质量分析

一根好机针必须具备以下的特征:

①圆滑的针眼。针眼必须是圆滑无瑕,不然它将在缝线前后运动时使缝线折断或磨损,而最后使服装变成次品。一根磨损的缝线,在服装洗水几次后便会折断,莱茵公司发明了化学除毛刺的工艺,而此种工艺现正被世界上所有机针生产厂家所使用。这种工艺不但磨滑针孔,就连针槽和其它部分也会变得光滑无比。

②强硬的针尖。机针的针尖只要在操作过程中能保持原状便算是好机针,很多机针针尖的硬度设计是750-850HV,这结果能够使镀铬机针针尖硬度能穿越钢片而丝毫无损。

③柔韧性。一根好机针必须具备柔韧性,最好的机针,它的柔韧度能达到40度。优质机针有足够柔韧性,在接受突然而来的加大阻力时(因布料接叠)发生弯曲,马上能回复原状。正如我们前面所说的:如机针弯曲后不能回复原状,那损失不仅仅是一根机针,因为它将破坏加工中的服装,更甚的是破坏昂贵的机械配件。

④低穿透力。穿过缝合材料时所需的穿透力必须要低,穿透力越大,对缝纫机的工作压力便越高,从而降低了缝纫机的寿命,机针在选择材料时必须是高质量钢材,而且必须配合最佳的热处理方法,才能适应此要求。

⑤缝纫操作时的稳定性。现今,缝纫机的速度能达每分10000针,这必须需要一种在高速下能保持稳定的机针,从而最终能使产量提高,产品更完美。

    6、新型缝纫机针

如果我们说小小机针浓缩着各类高科技我想一点也不过分。随着工业发展的需求与科学技术的不断进步,人们对新型机针的研究一直没有间断。

我们知道机针摩擦发热现象会给缝制作业与针本身带来很严重的问题。为了提高针的散热性能,人们改进了针的构造,例如设计制造空心机针,使气流通过针心,利用流动的气流进行散热。

图3-46是一种陶瓷机针。陶瓷针是采用国际尖端高科技的离子蒸着技术和陶瓷披覆工程的最新科技研制而成。它不仅拥有高硬度的超耐磨性而且由于非常低的表面磨擦系数能降低缝纫作业时过热现象的发生。这种陶瓷机针几乎乎对各种条件的车缝都有一定的作用,特别是高速电脑缝纫设备。

这种陶瓷机针与普通机针相比具有以下优点:

①减少 15% - 20% 的热量产生;

②降低 20% 合成纤维的熔点;

③较低的熔化残留物附着率;

④HV1800 以上的超高硬度;

⑤较低的穿透阻力;

⑥两倍以上的针尖寿命;

⑦防止静电的产生;

⑧减少跳针跳线的几率。

⑨缝纫线迹较为平顺不易绉褶。

                              

                                                                图3-46  陶瓷机针

图3-47是一种新型钻石膜机针(diamond like films needle),这种镀膜是以碳(石墨或碳氢)为原料,利用更先进的物理蒸镀方法复合式地沉积于基材表面形成薄的钻石膜镀层。钻石膜除了有超高硬度外,还具有优越的电绝缘性、散热性、耐酸碱性、化学纯性、光穿透性、生物相容性、光滑及耐磨性等等。由于这种镀膜的众多优越特性给缝纫机针带来了新的革命。特別是在它小于0.2的摩擦系数,更是其它镀膜所无法比拟的。

              

                                                        图3-47  钻石膜机针

这种钻石镀膜机针与普通机针相比具有以下优点:

①针尖超耐磨

钻石镀膜机针的表面硬度是一般针的6倍,镀钛针或陶瓷针的2倍,所以在正常的使用下可以有一般针5倍以上的寿命;

②超低摩擦系数

小于0.2的摩擦系数,其光滑绝缘不易发热的特性与特弗隆(Teflon)不相上下,但却沒有特弗隆易剥落的现象,这对于尼龙、合成皮革等化纤材料的缝纫,比使用陶瓷针有更好的效果;

③不易沾粘

对于一些符合、涂层及含有胶粒(如粘合衬)等易融熔材料的缝制,具有不易形成针表面粘附的效果;

④低断线率

由于钻石镀层光滑均勻地分布于针孔内部与针槽表面,超低的摩擦系数使线在快速通过时摩擦受阻大大降低。

 

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