鄭明鋒

（杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310018）

0 引言

我國(guó)縫紉設(shè)備數(shù)量目前占據(jù)全球第一，在規(guī)模上遙遙領(lǐng)先，但我國(guó)在高端技術(shù)上一直與國(guó)外設(shè)備廠商有較大的距離?？p紉設(shè)備由四大機(jī)械機(jī)構(gòu)組成，其中的勾線機(jī)構(gòu)是存放底線，實(shí)現(xiàn)線跡形成的重要部件，由于勾線機(jī)構(gòu)中的旋梭機(jī)構(gòu)尺寸有限，提升底線供應(yīng)量問題一直是行業(yè)內(nèi)的難題，尋找先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，改進(jìn)勾線機(jī)構(gòu)，提高機(jī)構(gòu)的性能，是未來勾線機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究方向之一。

1 傳統(tǒng)勾線機(jī)構(gòu)工作原理

在縫紉機(jī)行業(yè)，目前應(yīng)用得最多的線跡是301 鎖式線跡，其在各種縫紉設(shè)備上得到了廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的勾線機(jī)構(gòu)即是基于本線跡工作，本研究針對(duì)該線跡進(jìn)行探討[1]。一個(gè)典型的縫紉設(shè)備的勾線機(jī)構(gòu)，動(dòng)力通過軸傘遞給旋梭部件，旋梭和旋梭上的勾線尖一同旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，完成勾線機(jī)構(gòu)的工作過程。具體的勾線機(jī)構(gòu)的工作流程可分為以下4 個(gè)主要的工作過程。

穿線：在該過程中，縫紉設(shè)備針頭，將穿過針頭芯的面線，在驅(qū)動(dòng)軸的帶動(dòng)下，刺穿面料，針頭下行到行程終點(diǎn)，再返回向上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，面線與面料之間由于摩擦力的相互作用，針頭在上升的過程中，面線將和面料在下部形成一個(gè)線環(huán)。

勾線：隨著針頭的不斷上升，逐漸形成最大的線環(huán)狀態(tài)，此時(shí)勾線尖開始穿過上述的線環(huán)，完成勾線的過程。

擴(kuò)線：在勾線尖鉤住線環(huán)，在下軸傘齒輪的帶動(dòng)下，旋梭旋轉(zhuǎn)，面線供應(yīng)量變大，線環(huán)變大，完成線環(huán)的擴(kuò)大過程。

脫線：進(jìn)一步當(dāng)勾線尖將面線擴(kuò)大到最大值時(shí)，此時(shí)底線與面線相交，鎖式線跡開始形成，由于旋梭殼體光滑，在其他機(jī)構(gòu)的配合拉緊下，面線脫離旋梭殼體，與底線結(jié)合在面料底部，再進(jìn)一步由于機(jī)構(gòu)的作用力被拉緊到面料內(nèi)部，完成工作循環(huán)[2]。

2 應(yīng)用F-W-P-A-M 模型的設(shè)計(jì)探討

機(jī)械產(chǎn)品功能求解模型應(yīng)該具有機(jī)械特點(diǎn)才能更有效地進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。F-W-P-A-M模型（機(jī)械產(chǎn)品功能求解模型）由鄒慧君提出，是一種適用于機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的模型結(jié)構(gòu)，本研究針對(duì)縫紉設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，開展勾線機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究[3-4]。

F-W-P-A-M 模型求解模型目標(biāo)是尋找合適的替代機(jī)構(gòu)，方法是通過對(duì)研究的結(jié)構(gòu)的動(dòng)作過程進(jìn)行分解，從而找到最優(yōu)的解決方案，具體的針對(duì)傳統(tǒng)勾線機(jī)構(gòu)利用F-W-P-A-M 模型進(jìn)行分析的過程如下。

F-功能（Function）具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求。本研究以設(shè)計(jì)一種無限量底線供應(yīng)的勾線機(jī)構(gòu)，替代傳統(tǒng)勾線機(jī)構(gòu)為目標(biāo)。根據(jù)上述的論證分析進(jìn)一步可以分解成具體的3 個(gè)設(shè)計(jì)子目標(biāo)功能：一是勾線機(jī)構(gòu)可形成鎖式線跡；二是勾線機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)無限量的底線供應(yīng)；三是勾線機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)機(jī)理穩(wěn)定。

W-工作機(jī)理（Work mechanism）描述功能的工作機(jī)理。縫紉設(shè)備是將底線、面線進(jìn)行交織形成打結(jié)，并拉進(jìn)面線，收緊布料，再推動(dòng)布料向前運(yùn)動(dòng)，準(zhǔn)備下一次底線與面線的交織打結(jié)過程。在該過程中，勾線機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大面線線環(huán)，提供旋梭梭芯中的底線，實(shí)現(xiàn)面線與底線交織打結(jié)的過程，這是勾線機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理。

P-工藝動(dòng)作過程（Process）是機(jī)械產(chǎn)品工作機(jī)理的具體化動(dòng)作過程，分析鎖式線跡形過程中勾線機(jī)構(gòu)參與的幾個(gè)關(guān)鍵工藝動(dòng)作過程，該過程將穿線、勾線、擴(kuò)線、脫線4 個(gè)過程具體分解成對(duì)應(yīng)的動(dòng)作過程，如圖1 所示。

圖1 勾線機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作過程

A-執(zhí)行（Action）對(duì)工藝動(dòng)作過程進(jìn)行分解。根據(jù)上述工藝動(dòng)作過程，將勾線機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作過程進(jìn)一步分解成底線拉緊、捕獲面線環(huán)、底線面線交織與脫線動(dòng)作等，該部分可以將每個(gè)動(dòng)作繼續(xù)細(xì)分成若干子動(dòng)作，為確定機(jī)構(gòu)做準(zhǔn)備，如圖2 所示。

圖2 勾線機(jī)構(gòu)工藝動(dòng)作過程的動(dòng)作分解

M-執(zhí)行機(jī)構(gòu)（Mechanism）確定實(shí)現(xiàn)執(zhí)行動(dòng)作的機(jī)構(gòu)。依據(jù)執(zhí)行過程的內(nèi)容，將該過程分解成底線拉緊動(dòng)作、捕獲線環(huán)動(dòng)作、底面線交織動(dòng)作和脫線動(dòng)作，構(gòu)思分別選取不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或部件完成上述動(dòng)作，如表1 所示。

表1 通過執(zhí)行動(dòng)作求解出執(zhí)行機(jī)構(gòu)或部件

由于真實(shí)的勾線機(jī)構(gòu)工作過程要考慮到布料、機(jī)型、不同類型的縫紉機(jī)型以及底線與面線等多種因素條件，動(dòng)作過程在細(xì)節(jié)上有許多區(qū)別之處，在設(shè)計(jì)上導(dǎo)致選取的結(jié)構(gòu)形式、形狀等不斷根據(jù)呈現(xiàn)情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

3 結(jié)語(yǔ)

由于鎖式線跡的形成需要底線和面線交叉打結(jié)才能完成形成，底線無法無限量供應(yīng)的主要原因即為底線需要跨過面線的環(huán)結(jié)，這導(dǎo)致了底線的旋梭無法做得太大，結(jié)合文獻(xiàn)研究的情況，鎖式線跡的形成規(guī)律特點(diǎn)分析，以及“F-W-P-A-M”模型設(shè)計(jì)方法，可以通過改進(jìn)勾線機(jī)構(gòu)提升底線的供應(yīng)量，也可以通過“F-W-P-A-M”模型設(shè)計(jì)方法分析，將線跡的形成分解成多個(gè)部件機(jī)構(gòu)共同作用完成，用新型的機(jī)構(gòu)或部件進(jìn)行替代，以此設(shè)計(jì)新型勾線機(jī)構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)無限量供應(yīng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)做準(zhǔn)備，也可以針對(duì)勾線機(jī)構(gòu)的每個(gè)部件進(jìn)行具體的提升改進(jìn)，“F-W-P-A-M” 模型設(shè)計(jì)方法有助于縫紉設(shè)備的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。