2.3　刺料器、刺料机构的技术特征

2.3.1　刺料器的技术特征

刺料器的功能是穿刺缝料、带引缝线穿过缝料，形成针线线环和退出缝料，输送针线。

刺料器是缝纫机线迹形成过程中的执行器件，锁式线迹缝纫机的刺料器是具有特殊结构的“缝针”。

1.缝针的结构特征

缝针由针杆夹固定在针杆的下端缝针柄孔上，随着针杆的上下往复运动，执行穿刺缝料、形成线环、输送缝线的动作。由于这个构件在穿刺缝料、形成线环、输送缝线的过程中需要有多种功能性要求，所以缝针的结构特征也十分特殊。

缝针主要由针柄、针身、针尖、针孔、针长槽、针短槽、针缺口、针过渡锥等部分组成，如图2-7所示。

图2-7　刺料器——缝针

1—针柄　2—针身　3—针尖　4—针孔　5—针长槽　6—针短槽　7—针缺口　8—针过渡锥

（1）针柄　缝针的后段部分，呈圆柱体。针柄是整个缝针的支撑部分，也是与缝纫机的针杆部件连接的部分，是传递缝纫机上的针杆上下运动动力的结构部分。其直径比缝针的其他部分粗，能够保证缝针有一定的穿刺强度。

（2）针身　整个缝针的功能性结构部分。针身的后端是针柄下的过渡锥，前端是针尖，中间有长槽、短槽、针孔、缺口等结构。针身承担着缝针的基本工作任务：前端针尖穿刺缝料时，需要完成穿刺力的传递；缝针穿刺缝料后，缝针在缝料里高速摩擦时，在缝针的长槽里，需要完成针线上下输送；缝针在下极限回升时，需要完成线环的形成等。

由于针身直径一般比较细，强度比较弱，为了增加针身的强度，有一种加强型的缝针，其针身为二节型的，称为双节针身。

（3）针尖　缝针针身的最前端，呈尖形圆锥体状。针尖是缝针穿刺缝料的主要结构。为适应各种不同的缝料，防止针尖对缝料的损伤、增加线缝强度，有各种不同针尖形式的缝针。

（4）针孔　缝针的针身前端靠近针尖部分的一个小孔。针孔一侧是针身上的长槽、一侧是针身上的短槽和缺口。针孔是缝针带引针线穿过缝料的结构，缝针是靠穿过这个针孔里的针线，在穿刺缝料时，才能带引针线穿过缝料。针孔也是形成线环的重要结构。

（5）针长槽　在缝针针身一侧，有一个能够容纳针线的线槽，线槽与针孔方向一致，长度是从针孔到过渡锥，略比针身短。长槽是机器缝纫用的缝针上的特殊结构，是缝针在缝料里时，方便针线上下输送的结构。缝针穿刺缝料后，针身被缝料包围，同时在缝针穿刺缝料时，带引的针线也与针身一起被缝料包围，由于缝纫机在线迹形成过程中需要大量的针线量，这些针线量需要在缝料孔中进行上下输送。如果被缝针带引穿过缝料时在缝针两侧的针线都被缝料包围，由于针线和缝料间的摩擦力十分大，就会阻碍针线在缝料孔中的上下输送，影响线迹的形成。而在缝针在针身一侧设计了一个可以容纳针线的长槽结构。这样，当缝针穿刺缝料带引针线穿过缝料时，虽然，在针身两侧的针线和缝针一起被缝料包围，但是，由于在针身长槽一侧的针线被挤压到可容纳针线的长槽里，在针身长槽一侧的针线，仅受到与针身长槽之间的摩擦力，大大减小了针线和缝料之间的摩擦力。这样就消除了缝纫机在线迹形成过程中，需要的大量针线上下输送的障碍，为形成线迹创造条件。同时，缝针针身上的长槽结构，也为缝针形成线环提供有利的条件。

（6）针短槽　在缝针针身面向勾线一侧，在针孔和缺口上部的短槽，线槽与针孔方向一致。短槽的作用是缝针在形成线环时，能够稳定地形成线环方向，使勾线器梭尖顺利地勾住线环。

（7）针缺口　缝针针身面向勾线一侧，在缝针针孔部的一个缺口。缺口的作用是在形成线环时，便于勾线器进行勾线。

（8）针过渡锥　缝针的针柄与针身连接的部分，采用圆锥连接。针过渡锥的作用主要是增加缝针的支撑强度。

2.缝针的分类

（1）按缝针结构特征分

1）单节针；针身有一个直径的结构，为普通型缝针。

2）双节针；针身有两个直径的结构，为加强型缝针。

（2）按缝针的表面处理方式分

1）镀铬针。

2）镀钛针。

3）陶瓷针。

（3）按缝针的使用对象分

1）家用缝纫机用缝针。

2）工业用缝纫机用缝针。

3）刺绣机用缝针。

（4）按缝针的针尖形状分（图2-8）

图2-8　缝针的针尖形状

a）圆尖　b）球尖　c）反捻尖　d）茅尖　e）狭边尖　f）横条尖　g）三角尖　h）菱尖

1）圆尖形状缝针。

2）球尖形状缝针。

3）反捻尖形状缝针。

4）茅尖形状缝针。

5）狭边尖形状缝针。

6）横条尖形状缝针。

7）三角尖形状缝针。

8）菱尖形状缝针。

2.3.2　刺料机构的技术特征

刺料机构是缝纫机中驱动刺料器运动的机构。

1.刺料机构的分类

刺料机构的组成结构和技术特征要求，是由刺料器完成穿刺缝料、形成线环、输送缝线的功能要求决定的。

缝纫机有不同的刺料机构形式，采用不同机构的运动方式，可完成刺料器的穿刺缝料、形成线环、输送缝线的功能要求。

（1）按刺料器（缝针）的运动方式分类

1）缝针进行垂直运动的刺料机构，如平缝机、绷缝机等。

2）缝针进行倾斜运动的刺料机构，如包缝机等。

3）缝针进行水平运动的刺料机构，如裘皮机等。

4）缝针进行圆弧运动的刺料机构，如暗缝机、封包机等。

不同的缝针运动方式有不同的刺料机构。

（2）锁式线迹缝纫机的刺料机构的分类　锁式线迹缝纫机采用垂直运动方式的刺料机构。

1）按结构形式分为　曲柄滑块式刺料机构（图2-9a）和曲柄滑槽式刺料机构（图2-9b）。

2）按针杆形式分为固定针杆式刺料机构（图2-9）和摆动针杆式刺料机构（图2-10）。

图2-9　固定针杆曲柄滑块式和曲柄滑槽式刺料机构示意图

a）固定针杆曲柄滑块式　b）曲柄滑槽式

图2-10　摆动针杆式刺料机构示意图

2.典型刺料机构的主要组成结构及其技术特征

以下介绍典型的固定针杆曲柄滑块式刺料机构的组成结构和技术特征。

（1）主要组成结构　刺料机构是由驱动轴、针杆曲柄、针杆曲柄销、针杆连杆、针杆连接轴、针杆等主要运动构件组成的，如图2-11所示。缝针由针夹固定在针杆下端的缝针柄孔内，随着针杆的上下往复运动穿刺缝料，是机器穿刺缝料、形成线环、输送针线的执行器。

从机构学上分析，刺料机构是由机架、驱动轴、针杆曲柄、针杆曲柄销、针杆连杆、针杆连接轴、针杆滑块、滑块槽（机架）和针杆和针杆套（机架）组成的平面曲柄滑块四杆机构。缝针是固定在针杆上，执行带引针线穿刺过缝料、形成线环、输送针线功能的执行器。

缝针随着针杆的运动作上下往复运动，是按照缝纫机的穿刺缝料、形成线环、输送针线功能要求设计的。所以，缝针孔的上下运动位置和运动时间，理论上必须满足穿刺缝料、形成线环，让勾线器能稳定地勾住线环的输送针线的要求，因此应具有良好的穿刺缝料、形成线环、输送针线的性能。

图2-11　刺料机构示意图

1—驱动轴　2—针杆曲柄　3—针杆曲柄销 4—针杆连杆　5—针杆连接轴　6—针杆　7—针夹 8—缝针　9—针杆滑块　10—滑块槽　11、12—针杆套

（2）主要组成结构的技术特征

1）驱动轴是驱动针杆曲柄的缝纫机主轴，也是协调其他机构运动信号的控制器。驱动轴是一根安装着各种运动机构驱动构件的控制轴。驱动轴是固定地套在机壳体上的专门轴套中进行旋转运动的。固定在驱动轴一端的上轮传递来自电动机的驱动力，固定在轴另一端的是驱动刺料机构的针杆曲柄。

2）针杆曲柄是刺料机构的驱动器，是四杆中的曲柄构件。针杆曲柄是一个带扇形平衡器结构的构件，针杆曲柄的中心固定在缝纫机的驱动轴上，随着驱动轴的转动而转动；针杆曲柄上离中心离为R的位置有一个铰链销孔，安装着针杆连杆销。而针杆连杆一端的销孔，就安装在针杆连杆销上，当针杆曲柄随着驱动轴的转动而转动时，针杆曲柄上的针杆连杆销带动针杆连杆一端的销孔，围绕针杆曲柄的中心以半径R进行转动，带动针杆连杆运动。

在缝纫机中针杆曲柄与挑线曲柄是一个构件，由驱动轴驱动。针杆曲柄连接针杆连杆的一端，带动它围绕针杆曲柄的中心以半径R进行转动；挑线曲柄连接挑线连杆的一端，带动它围绕挑线曲柄的中心以半径R₁进行转动。而针杆曲柄半径R与挑线曲柄半径R₁大小不一样，且运动的时间也有差异，但由于差异不大，在结构上挑线曲柄连接销与针杆曲柄连接销也是一体的，它们的差异采用偏心的方法处理。在缝纫机实用中一般将这个曲柄称为“针杆曲柄”。

3）针杆曲柄销是针杆曲柄与针杆连杆连接的铰链运动副，是四杆中曲柄与连杆的铰链构件。针杆曲柄销是一个偏心销，由于针杆曲柄与挑线曲柄是一个构件，而且针杆曲柄销与挑线曲柄销离中心的距离与角度差异不大，所以针杆曲柄销采用偏心销的方式，实现驱动两个连杆的运动。其中，靠针杆曲柄平面位置的销轴一部分固定在针杆曲柄孔中，露出平面位置的部分销轴与挑线连杆孔铰接，离针杆曲柄平面位置远的偏心部分的销轴与针杆连杆孔铰接，成为针杆曲柄与针杆连杆连接的铰链运动副。

4）针杆连杆是刺料机构传递针杆曲柄运动，使针杆进行上下往复运动的构件，是四杆中的连杆构件。针杆连杆是一个典型的连杆结构，连杆的一端连接着针杆曲柄连接销，随着针杆曲柄连接销，围绕针杆曲柄的中心以半径R进行转动。连杆的另外一端连接着针杆连接轴，针杆连接轴销是固定在针杆滑块和针杆上的，由于针杆滑块被机壳体上的滑块槽约束，针杆滑块只能进行上下滑动。而针杆的上下两端也被机壳体的上下两个针杆套约束，针杆只能进行上下滑动，所以连杆的另外一端在传递针杆曲柄旋转运动时，在机壳体的滑块槽和针杆套约束下，进行上下往复运动。

5）针杆连接轴是紧固在针杆上的小轴，由针杆连杆驱动针杆滑块进行上下往复运动的铰链运动副，是四杆中连杆与滑块的铰链构件。针杆连接轴的主要结构包括与针杆连接的孔部分、与针杆连杆孔连接的轴部分和与针杆滑块连接的轴部分。与针杆连杆孔连接的轴部分与针杆连杆孔铰接，是传递针杆连杆运动的部分；前部与针杆连接的孔部分是将针杆固定在一起的部分；后部与针杆滑块连接的轴部分，受机壳体上的滑块槽约束，稳定地进行上下往复运动。

6）针杆滑块是与针杆连杆轴连接的滑块构件，是与机壳体上滑块槽一起约束针杆连杆和针杆连接轴运动的构件，是四杆中的滑块构件。针杆滑块是典型的方形滑块结构的构件。方形滑块中有一个孔与针杆连接轴铰接，传递针杆连杆运动；方形滑块与滑块槽配合，在滑块槽的约束下，随着针杆连杆运动，实现滑块和针杆的上下往复运动。

7）滑块槽是与针杆滑块构件一起，约束针杆连杆和针杆连接轴运动的构件，帮助针杆稳定地实现上下运动，是四杆中的机架构件。滑块槽是典型的槽形结构的构件。滑块槽体固定在机壳体上，滑块槽部分与针杆滑块配合，约束针杆滑块和针杆连杆的运动，随着针杆连杆运动，实现滑块和针杆的上下往复运动。

8）机架是指在机壳体上固定安装的驱动轴套、针杆套、滑块槽等，是约束相关构件的运动的壳体构件。

9）针杆是刺料机构驱动缝针执行穿刺缝料、形成线环、输送针线的执行构件，也是四杆中的滑块构件。针杆是在杆端部有一个固定缝针结构的一根细杆类的构件。在针杆连杆通过固定在针杆中部的针杆连接轴的带动下，在针杆上下两端机壳体上针杆套的约束下进行上下往复运动。在针杆的下端部有一个固定缝针的结构，有一个专门的针夹，将缝针固定在针杆上，同时，在针杆的下端部还有一个定位缝针高低的结构，在更换缝针时能够方便地将新的缝针定位、夹紧固定。

10）针夹是在针杆下端缝针柄孔上，固定缝针的专用夹子。针夹的主要结构包括前部套在针杆上的孔，后部有一个固定缝针的螺孔和螺钉，能够将缝针固定在针杆下端。

11）缝针是固定在针杆下端针柄孔上，具有特殊结构的针，完成穿刺过缝料、形成线环、输送针线的执行器。缝针的主要结构前面章节已经介绍过了。

2.3.3　刺料器（缝针）的工作原理

刺料器（缝针）在线迹形成过程中的工作分为三个阶段：

1）刺料器（缝针）穿刺缝料、带引缝线穿过缝料阶段。

2）刺料器（缝针）形成线环阶段。

3）刺料器（缝针）退出缝料、输送缝线阶段。

刺料器（缝针）工作过程的三个阶段的工作原理如下。

1.刺料器（缝针）穿刺缝料、带引缝线穿过缝料阶段的工作原理

刺料器（缝针）穿刺缝料、带引缝线穿过缝料阶段的工作原理按功能分为两个分阶段。

（1）刺料器（缝针）穿刺缝料的分阶段　刺料器——缝针，在机器刺料机构上的针杆运动作用下，实现垂直的由上向下、再由下向上周期性运动，缝针在穿刺缝料时，在缝料上形成一个能通过针线的通孔。

当缝针带引针线穿刺缝料时，缝针需要满足两方面的要求：

一方面，缝针穿刺缝料时，力求减小对缝料造成的损伤。缝针穿刺缝料时，缝料上将被缝针穿刺一个通孔，会使缝料上相互排列整齐的经纬线织物等缝料结构，受到结构变形甚至损伤，造成缝料的牢固性降低。因此，一般是采用减小缝针直径的方式来减小由缝针穿刺对缝料造成的损伤。

另一方面，缝针穿刺缝料时，缝针的针尖部首先要克服缝料的阻力P，只有缝针能克服缝料的阻力P和缝针与缝料之间的摩擦力F，才能完成穿刺缝料的功能要求（图2-12）。因此，缝针必须有足够的穿刺缝料的强度，缝针穿刺缝料时，缝针的直径也不是越小越好，要有一定直径的缝针针身，否则缝针针身的强度不足，缝针在穿刺缝料时会发生弯曲甚至断裂。

缝针穿刺缝料时，缝针针身的强度取决于缝料的材质，缝料材质有厚有薄，有紧有松。不同材质、厚度的缝料，缝针受到穿刺缝料的阻力也不一样。而且，由于缝针受到的轴向阻力、径向阻力不同，缝针与缝料间的摩擦力也不同，所以，为了尽可能减小摩擦力，减小因摩擦产生的发热，针尖部分的形状也不同。

图2-12　缝针穿刺缝料受力图

对缝针在穿刺缝料时，缝针尖端部的受力状况进行分析。缝针尖端部呈圆锥形，尖端部磨成锥角θ，缝针尖在穿刺缝料时，当缝针在刺料力Q的作用下刺入缝料时，为了保持一定的穿刺强度，实际上非常尖锐的端部放大来看，是小圆头的形状。所以，当缝针尖端部在穿刺进入缝料时，缝针会受到缝料的反作用力——缝料阻力P的抵抗。

对缝针尖端部进入缝料时，缝针尖端部在穿刺缝料过程中的受力状况进行分析。当缝针尖端部进入缝料后，便由磨成θ锥角的圆锥状缝针尖端部继续扩大缝料上的穿刺孔，以形成缝料上的通孔。这时缝针尖头部的受力状况是：一方面，在缝针的刺料力Q的作用下，缝针尖端部在刺入缝料但还没有刺穿缝料时，缝针尖头部继续会受到缝料阻力P的反作用力抵抗。另一方面，在缝针的刺料力Q的作用下，缝针尖端部进入缝料后，圆锥状的缝针尖头部在扩大缝料上穿刺孔时，受到缝料阻碍扩大缝料穿刺孔的阻力N的反作用力抵抗。而这个阻力N又可以分解成水平方向上的分力R和垂直方向上的分力G。两个分力的大小，是随着缝针尖头部圆锥角θ角的大小而变化的。

缝针尖头部圆锥角θ角越小，则扩大缝料穿刺孔时，缝针尖头部挤开缝料穿刺孔的水平方向上的分力R越大，而垂直方向上的分力G越小，缝料穿刺孔在缝针穿刺过程中发生的针孔边的凹陷坑越小；反之缝针尖头部圆锥角θ角越大，则缝针尖头部挤开缝料的水平方向上的分力R越小，而垂直方向上的分力G越大，缝料在缝针穿刺过程中发生的针孔边的凹陷坑越大（图2-13）。

所以，纯秃的缝针尖头部圆锥角大的缝针，往往会使缝料底面拉毛或在缝料上穿刺孔呈圆锥形的凹陷坑。如果再遇到针板上的容针孔较大，严重时还会影响缝针针线的线环形成和勾线器梭尖勾住线环的时间和位置等缝纫性能。一般针板上的容针孔与缝针的直径比选择为2∶1。

图2-13　在穿刺缝料时，缝料状态随缝针尖头部圆锥角大小的不同变化

a）缝针较尖时缝料变化小 b）缝针较钝时缝料变化大

采用较小的缝针尖头部圆锥角，对穿刺缝料具有一定的作用，但缝针尖头部圆锥角过小，则会削弱针尖的强度，所以一般缝针尖头部圆锥角设定在10°～23°之间。

缝针尖头部在穿刺缝料时，还产生摩擦力F（图2-12）。摩擦力F是由缝料阻碍扩大缝料穿刺孔的阻力N、缝针尖头部圆锥角θ角大小及缝针与缝料的摩擦因数而定的。要使缝针穿刺顺利，就要减小摩擦力F，而减小摩擦力F，就要减小缝针和缝料的摩擦因数。所以，缝针尖头部必须制作成非常光滑，这对材质比较紧密的缝料，如皮革、橡胶类的缝料尤其重要。而在高速缝纫过程中，防止缝针在缝纫过程中产生摩擦发热，造成缝纫故障，也尤其重要。

缝针在穿刺各种不同缝料时所需的穿刺力见表2-2。

表2-2　缝针在穿刺各种缝料所需的穿刺力

注：采用100#缝针试验。

（2）缝针带引针线穿过缝料的分阶段　当缝针穿刺过缝料后，随着缝针不断的向下运动，穿入缝针针孔的针线也随之被带引过缝料。为了使针线能够顺利地带引过缝料，机器缝纫的缝针与手工缝纫的缝针，在结构上有三个不同的特点：其一，机器缝纫的缝针上的穿线针孔放在缝针的头部，与手工缝针的缝针上的穿线针孔放在缝针的尾部不一样；其二，机器缝纫的缝针的针身一侧，有一条能盛放针线的容线长槽，与手工缝针的圆形针身相比不一样；其三，机器缝纫的缝针的针身另一侧，在针孔部有一个缺口，在针孔部上侧有一个短线槽，与手工缝针的针尖部圆锥体相比不一样。

机器缝针与手工缝针相比的三个不同的结构特点，使缝针带引针线穿过缝料的方式上也有明显的差别：

机器缝针带引针线穿过缝料的方式：缝针的头部穿线针孔带引针线穿过缝料；缝针不全部穿过缝料，头部穿线针孔带引针线穿过缝料、形成线环后返回；但需要勾线器协助，勾住线环形成线迹。

手工缝针带引针线穿过缝料的方式：由缝针的尾部穿线针孔带引针线穿过缝料；缝针需全部穿过缝料；不需要勾线器协助形成线迹。

所以，机器缝纫，在缝针带引针线穿过缝料时，最主要的是缝针、针线、缝料三者之间相互作用而引起的各种变化。

机器缝针在缝纫机针杆的驱动作用下，穿刺缝料后，由于针尖部的针孔穿着针线，缝针就能够带引针线穿过缝料，并随着缝针下降到最低的极限位置，为形成线环提供足够的线量，准备形成线环。

缝针在带引针线穿过缝料时，针线的输送过程（图2-14）：

当穿着针线的缝针针孔，随着缝针刚刚进入缝料的瞬间，在缝针针孔两侧的线段状态：短线段（缝针右侧的线段）的一端连接着前面已经形成的线迹，另一端在缝针针孔里与长线段（缝针左侧的线段）连接。在缝针带引针线穿过缝料时，针线连着前面形成线迹的一端，不能供应新的线量。所以，当穿着针线的缝针针孔随缝针进入缝料时，短线段的针线即被挤压到缝针针孔边的短槽里，这样可减小缝针穿刺缝料的阻力。

图2-14　缝针带引针线穿过缝料的过程

随着缝针的继续下降运动，短线段的针线越过缝针针孔边的短槽后，针线就被挤压到缝针的针身与缝料之间。但是缝针下降时需要补充新的线量。补充的新线量的输送状态如下：

长线段的一端在缝针针孔里与缝针针孔短槽一侧的短线段连接，一端与能够不断供应新针线量的缝纫机上挑线器连接。当穿着针线的缝针针孔随着缝针进入缝料时，长线段的针线被挤压到缝针针身上专门容纳针线的长槽里，这样也可减小缝针穿刺缝料的阻力，又能够保持针线的上下输送的通道。

随着缝针的继续下降运动，缝针两侧的长线段和短线段的线量都必须不断地补充。其中，一部分补充的针线的线量，是通过缝针上的长槽供给在缝针下降时长线段所需要的新线量；另一部分补充的针线的线量，是通过缝针上的容线长槽和针孔供给短线段所需要的新线量。因此，补充针线的总线量，必须大于缝针下降距离的两倍，否则，缝针会因针线的线量供应不畅，造成缝针弯曲、甚至折断。

针线的供线量计算公式为

H≥2L+d

式中　H——针线供线量；

L——缝针下降位移量；

d——缝针直径。

所以，在缝针工作时，缝针、缝料对针线作用的各种力的影响，会使针线的强度下降。

1）针线在缝针上的容线长槽里受到的摩擦作用力的影响。针线在缝针上的容线长槽里的输送速度，也是缝针下降速度的两倍。针线在缝针上的容线长槽里，在这样高的输送速度环境下工作，对缝针上的容线长槽里表面粗糙度要求是很高的。既要减小容线长槽里表面对针线的摩擦，又要防止容线长槽里表面粗糙、毛刺、锐棱，防止拉毛针线的纤维，降低针线的强度。

2）针线在缝针针孔里受到的拉伸和摩擦作用力的影响。针线向短线段输送新线量时需要通过缝针的针孔。在供给短线段需要新线量的输送过程中，针线一方面要受到缝针针孔上缘带引向下拉动时，对针线产生的拉伸作用，另一方面要受到针线在供给短线段需要补充新线量的输送过程中，针线与针孔上缘还产生的高速摩擦作用。

由于缝针向下运动的速度很快，针线在缝针针孔上缘C点（图2-14）的相对滑动摩擦就很大，针线与缝针针孔之间最大的相对速度可达24m/min。所以，一方面，要求缝针的针孔上缘内壁必须非常光滑，不许有毛刺、锐棱，防止拉毛针线的纤维，降低针线的强度，甚至造成拉丝状断线；另一方面，由于针线在缝针针孔中要反复来回摩擦多次（一般一段针线要来回摩擦数十次，才能成为缝料上形成线迹的一部分），又要在挑线杆孔内摩擦多次，易受各过线部位摩擦损伤，影响针线的强度。因此，一般在选择针线材料的强度时，选择得比梭线材料的强度高一点，以平衡进入线缝以后的针线和梭线的强度。

由此，对缝针针孔内壁和长槽的表面粗糙度的要求是很高的。但是，在这两个尺寸都小于1mm的细小结构表面，要在工艺处理上达到这样的表面粗糙度要求，是很复杂和困难的，必须有特殊的制针工艺才能做到。

这样的缝针带引针线穿过缝料的运动方式和针线的输送方式，一直要到缝针带引针线下降到最低极限位置，为形成针线线环提供足够的线量。

当缝针下降到最低点位置时，挑线器为缝针下降需要的供线量应为最大。

此时的针线张力应不大于缝纫机调节的针线张力的大小，为进入形成线环阶段提供准备。

3）针线在缝料孔里受到的摩擦和挤压作用力的影响。短线段的另一端，在缝料穿线孔中的针线，又要受到缝针与缝料的挤压作用。

不同材质的缝料，针线在缝料穿线孔中的状态是不一样的。如棉布、呢绒、针织品等织物，组织结构较松软的缝料缝纫时，针线被挤压在缝料穿线孔中的形状，因针线的组织结构，比缝料的组织结构更紧密，所以针线在缝料里的状态是基本不变的（图2-15a）；但如皮革、漆布、人造革、硬纸板等组织结构紧密的缝料缝纫时，针线组织结构的紧密度低于缝料组织结构的紧密度，针线在缝料里由于被挤压而发生变形（图2-15b）。针线的变形量可达30%～40%，甚至针线会在缝纫过程中被缝料与缝针挤断。

2.缝针形成线环阶段的工作原理

缝针带引针线从最低极限位置后回升时，形成针线线环。针线形成线环过程在2.1.2节已经详细讨论过。

由于针线在缝针两侧受到的力不一样，其线环的形状大小也不一样。线环左右两侧的长线段和短线段状态如下。

图2-15　针线在缝料中的状态

1）针线短线段状态。针线短线段的一端是连接针孔中的另外一侧的长线段，另一端连接着前面已经在缝料上形成的线迹，是固定的。当缝针从最低的极限位置后开始回升2～3mm时，缝纫机的挑线器仍没有进行收线，而是继续进行供线。所以，针线的运动惯性还是向下的。缝针开始回升，针孔不再向下拉针线，针线离开了针孔的上缘壁，短线段开始松弛下来，短线段开始出现余线量，随着运动惯性和针线的弹性，针线开始向右侧抛出半个线环。在缝针缺口一侧的针线短线段，针线上段被缝料和缝针挤压住，无法松动，当缝针上升将针线托起形成线环时，因针线无法向上松动，使线环形成较大。一般的线环状态如图2-13所示。

2）针线长线段状态。针线长线段是容纳在针线长槽中的，一端连接在缝针与缝料的长线槽中的接触点上，另一端连接针孔中的另外一端的短线段。当缝针从最低的极限位置后开始回升2～3mm时，与短线段相同，缝纫机的挑线器仍没有进行挑线，所以，针线的运动惯性还是向下的。缝针开始回升，针孔不再向下拉针线，针线离开了针孔的上缘，长线段也开始松弛下来，随着运动惯性和针线的弹性，针线开始从线槽内向左侧抛出半个线环。在缝针长槽一侧的针线长线段，由于针线在缝针的长槽内，针线与缝料、缝针的摩擦力较小，可以松动，当缝针上升将针线托起形成线环时，因针线可以向上松动，致使线环较小。

在缝纫机的勾线器结构上有一个紧靠缝针左侧的护针结构，位置就在缝针从最低的极限位置后回升2～3mm处。当长线段从线槽内向左侧抛出半个线环时，受到左侧护针结构的阻挡，使左侧抛出的半个线环受到阻挡后通过针孔向右推动，使原来的短线段右侧抛出半个线环扩大，增加了在右侧半个线环的面积，提高了缝纫机的勾线机构勾住线环的稳定性。

形成线环的目的，是使梭尖能顺利地勾住针线线环，以便完成套过线环，使针线与梭线交织起来。所以，线环形成的大小、形状、稳定性和形成的位置及与勾线机构的相对时间是确保梭尖勾住线环的必要条件。

3.缝针退出缝料、输送针线阶段的工作原理

缝针在线迹形成过程中，配合挑线器，在缝针下降时、勾线器勾住和扩大线环时、线环套过勾线器迅速收缩时，需线量供应和收线量收回的针线线量的输送。

缝针输送针线形成线迹的工作原理：

（1）缝针的需线量输送　缝针从最高点位置下降到穿刺缝料前的需线量，是由前一个线迹形成时，与缝针连接的针线量供应的；缝针穿刺缝料后到下极限位置时，缝针下降过程中的需线量，是通过缝针的长线槽和针孔供应的。这个阶段的线量是供应缝针下降时的针线线量。

（2）勾线器的需线量输送　在勾线器勾住线环后，勾线器在分线、扩大线环的过程中需要的大量针线线量，当缝针还在缝料里时，是通过缝料上的穿线孔，经缝针上的长线槽和针孔，输送给勾线器的；当缝针退出缝料时，是通过缝针上的针孔和缝料上的穿线孔输送给勾线器的。

（3）挑线器的收线量输送　在针线线环套过勾线器，需脱离勾线器、挑线器要大量收线时，通过缝料上的穿线孔、缝针上的针孔，收掉在勾线器里线环迅速收缩时的余线，并将针线线环从勾线器中拉出，使勾线器完成脱出线环，再由挑线器收紧线环，使针线完成与梭线交织，形成线迹。