1  挑線桿

縫制設備的主體和核心，以平縫機為例，不管它的機構多么復雜、精密，只要是用針和線對縫料進行縫紉，就離不開針桿機構、勾線機構、挑線機構、送料機構四大基本機構的聯合運動。

在四大機構中，輸送、回收、收緊針線的機構稱作挑線機構。挑線桿在每一個縫紉工作循環中擔負著收、放面線并與送布機構配合完成縫紉線跡的形成。挑線簧、夾線器、緩線鉤均從屬于挑線機構，適當地調節張力和收線輔件，是保持良好線跡的重要條件。

挑線機構的工作特性在于挑線桿孔的上下運動，當挑線桿向下運動時，一是為向下降的機針供線，二是當旋梭勾住面線時，又向旋梭供給面線，直到面線繞過梭心架后結束。當挑線桿向上運動時，它又承擔著把面線從梭架上脫出和將縫料中已形成的線跡抽緊，形成一個牢固的線跡，并從線團中抽出面線為下一個線跡的形成作準備。
 
挑線機構分為：
1.凸輪挑線機構。由凸輪帶動挑線桿運動的機構。
2.連桿挑線機構。由四連桿機構帶動挑線桿運動的機構。挑線桿是四連桿機構的連桿。
3.滑桿挑線機構。由曲柄滑桿機構帶動挑線桿運動的機構。挑線桿是四連桿機構的導桿。
4.旋轉挑線機構。由一個或兩個裝有挑線銷的園盤或其它形狀的構件，以旋轉運動進行挑線運動的機構。
5.針桿挑線機構。固接于針桿上的過線或夾線裝置，或直接固裝于針桿的挑線桿機構。
 
在工業縫紉機中一般采用連桿挑線、針桿挑線最為多見。挑線方式分為兩種，一為進針前將前一個線圈抽緊；二為退針時利用收線器的張力裝置收緊。在包縫機或繃縫機（含雙線鏈式縫紉機）上采用第一種收緊方式，平縫機采用第二種收緊方式。機針在第二次入線時所需縫線來自兩個方面，一是收緊前一個線跡時獲得，二是在克服張力調節器壓力后從線團上抽取。一般情況下，挑線桿的行程和運動軌跡是相對固定的，由于它的從屬地位，決定了機構各相關尺寸不太可能進行調整，應嚴格按照定位要求進行制造和安裝。
 
平縫機的挑線機構最開始設計時有凸輪機構、連桿機構等，由于連桿機構各桿件都是低副連接，有許多優勢，特別是使棉線的斷線率降低，因此，目前工業平縫機均采用連桿挑線機構。目前工業縫紉機的四連桿挑線機構，其作用主要是防止送布牙將縫料向前送進時拉長線段和放松縫線，使機針在穿刺縫料時減少干擾力，按輸送和收緊縫線的方式完成線跡用線量的適當調整，保證針刺力作用的正確位置。

根據縫紉機的工作原理，對挑線桿、機針和擺梭的運動配合有嚴格的時間要求。尤其是對挑線桿，要求其與縫紉機的各機構動作配合必須十分準確和協調，否則，輕則影響縫紉效果，會引起“跳針”和“斷線”等故障，重則無法工作。因此，對挑線桿制造工藝要求較高。
寧波五菱工貿實業有限公司（以下簡稱：五菱）投入巨資引進具有日本領先技術的熱處理多用爐，全面掌控零件熱處理質量。技術精湛，在挑線桿組件制造方面持續進步，一直在做高端挑線桿組件，擁有大量優秀技術人才專門開發各種高、精、尖的新產品，并在縫紉機零部件企業中率先引入ERP管理系統，全面提高企業信息化管理水平，增強企業競爭力。2009年以來，五菱縫紉機組件，包括挑線桿組件，一直被日本、德國、臺灣地區等各大企業定為“免檢產品”，并被評為“優秀供應商”，其挑線桿產品通過了“浙江制造”的“品”字標認證。

2020年新冠肺炎疫情期間，五菱一直在做工藝上的改進和研發，五菱總經理方鈺珂指出，“今年五菱更加注重工藝研發，特別是熱處理和磨床工藝的處理，生鐵的鑄造工藝和其他材料不同，需要有經驗和有技術的工人去研發。”通過生鐵鑄造，將金屬熔煉成符合要求的液體并澆進鑄型里，經過冷卻、凝固，清整處理后得到挑線桿組件的初步形狀、尺寸和性能；磨床工藝也是五菱需要加強的重點，這方面需要不斷提升自動化程度。

方鈺珂透露，五菱的品保部門在公司里面的權威很高，客戶一旦反饋有什么問題，品保部門會檢查所有與之相關的工作，所以五菱的挑線桿組件在很多縫紉機整機廠是免檢產品，這也得益于規范、嚴格的品保制度和執行。五菱每年都會把利潤的一部分投入到設備上，特別是加工中心的投入。擁有多年做工業縫紉機挑線桿組件經驗的五菱，2020年把家用縫紉機的挑線桿組件也納入了生產中。

  2  旋梭、擺梭

旋梭

在縫制設備中，以鎖式線跡縫合的縫紉機最為普遍，這些縫紉機大多數是采用旋梭，以其梭尖勾住線環，同時擴大線環，并引導線環環繞過梭心而構成鎖式線跡的。旋梭是縫紉機的重要組成部分，如果說電控是縫紉機的大腦，那么旋梭就是縫紉機的心臟。旋梭由梭床、旋梭皮、旋梭板、旋梭架組成。
 

旋梭工作示意圖

旋梭的工作原理通常在機針上升一定距離后，旋梭床的梭尖，開始勾進線環，梭尖勾住線環后繼續轉動，當線環被送到旋梭架導軌口時，線環被梭架分線鉤勾住，這時機針應由下極限位置上升2mm左右。旋梭架上的分線鉤子應當在線環快要接近時，使線環端部留有時間移到導軌的后面去，分線鉤子與機針運動軸線角為50°左右，由梭床梭尖外框凸面上邊45°處勾住線環，繼續轉動，線環的端部勾在分線鉤子上，為了使線環順利地滑到梭架的表面上，導線板尾部的斜邊把線環的線頭面向外撥開，而線環的后部，一邊被梭架分線鉤子勾著，向梭架底部滑下，在這瞬間，機針從旋梭機構中退出。
 

由于梭架過線處非常光滑，使線環順利地從梭架底部滑出，能使梭尖轉過180°時，挑線桿上升，把挑線桿之前所送下來的剩余部分線收上來，梭尖勾住線環繼續旋轉，線環前半部分在導線板下面，通過外框凸面45°斜面后，正在移動的導線板邊緣，逐步高出梭架，把前半部線環向外撥開，后半部線環由梭架分線鉤子勾住，而把線環前后分開，最后線環前后面套過梭架，把底線套在中間，經挑線桿拉緊線環，形成線跡。

作為在高速運轉下促成柔性的面料與剛性的機械無縫接合的中樞紐帶，旋梭恰恰體現了縫紉的功能。“旋梭看起來普通，作用卻很大，而且工藝很復雜，要經過 250 多道工序，每道工序都要精雕細琢。”寧波德鷹精密機械有限公司（以下簡稱：德鷹）董事長顧志英說。

旋梭安裝在縫紉機的下軸上，內梭固定，外梭隨軸轉動，速度可以達到每分鐘10 000轉，即每秒約167轉，在一分鐘內可以縫紉5 000個接頭 (轉兩周形成一個線結），而且線結之間的距離一般在1毫米左右，有時甚至達到0.7毫米，還不能斷線、跳線和產生折皺。針對旋梭加工的特點，德鷹通過優化工藝技術改造，采用先進設備，提高了產品的精密性、耐用性和穩定性，也提高了生產效率，有些旋梭品質甚至趕超了日本旋梭。
“旋梭生產的核心技術與生產設備息息相關，非標設備決定了旋梭的技術獨立性和唯一性。”顧志英說。目前， 德鷹已經掌握了六大類180多個規格的非標設備生產技術。這些非標設備在很大程度上取代了人工生產，也穩定了產品性能和品質。正是得益于非標設備的打磨，德鷹旋梭獲得國家制造業“單項冠軍”稱號，旋梭產品牢牢鎖定高端市場。
 

一只小小的旋梭，半徑不超過2cm，卻是工藝復雜，經過250多道工序才能完成。作為縫紉機的“心臟”，直接決定縫制的效果。因此縫紉機質量好壞，對旋梭的品質要求很高，其中旋梭的拋光是旋梭生產中很重要的一環，以前只能用人工來做拋光這一道工序，近幾年生產旋梭的零件廠家開始使用設備來代替人工拋光，達到使旋梭、梭殼、脫線鉤、梭架、梭芯、梭芯套等旋梭零部件去毛刺、倒角、去氧化皮、除銹、打磨拋光、精密拋光、鏡面拋光等效果。

寧波市鄞州勇耀縫制機械有限公司（以下簡稱：勇耀）總經理李剛告訴本刊記者，“通過旋梭拋光機拋光后，旋梭精度更好，內外無毛刺，光滑順暢，粗糙度最高可達Ra0.001μm；拋光后的旋梭外觀大幅提升，運行時顯著減小縫紉機噪聲，有效延長使用壽命；通過拋光機拋光后的旋梭具有不易斷線、收線好、無浮線、無卡線、無跳線、不縐布等性能。”

有鑒于此，勇耀秉持精益求精的匠人情懷，不吝成本，不計投入，力求在細節方面將旋梭打造得臻于完美。“從專業角度看，拿放大鏡觀察零件的局部與角落，你就能體會成本在工藝上的體現了”，李剛如是說，“除了高成本的投入，對每個環節的嚴格把關也是我們生產出來的產品達到精良水準的一大原因。原材料進來后，會馬上細分成小段投放到生產線上，我們在管理層面不斷改弦易轍，爭取每一個環節都精益求精。”

 擺梭

鎖式線跡縫紉機中的擺梭，是由半旋轉機構帶動，用擺梭把機針線環勾住并套過擺梭及其梭心套與梭線交織形成鎖式線跡的機構。提到擺梭，就離不開旋梭，兩個零件都是為了機針把線和底線勾在一起，不管擺梭還是旋梭都是為了達到這一目的，只是設計不同而已，把擺梭和旋梭放在一起比較，也能更好地介紹擺梭。
 
旋梭形成線跡的原理與擺梭基本相同，但它形成線跡的過程和方法與擺梭又有所不同，旋梭是作等角速度旋轉運動，而擺梭是作不等速往復擺動運動；在機針作一次上下往復運動中（主軸旋轉一周），旋梭等角速度旋轉兩周，而擺梭來回擺動一次；旋梭的旋梭架是固定的，旋梭床是轉動的，它是由梭床尖來勾住線環，由旋梭架鉤子來進行分線，使其繞過梭心套與梭架底部、上邊，從旋梭板頭處面脫線形成線環的。

寧波市鄞州固聯縫制設備有限公司（以下簡稱：固聯）主打產品是家用多功能縫紉機擺梭，同時也兼營其它花樣機擺梭。固聯總經理李善法表示，擺梭的生產對于光潔度和硬度有很高的要求，產品的質地太硬或太軟均屬不達標，因此他們選用生鐵作為加工產品的原材料。同時，擺梭的樣式繁多，可粗略分為 20～30種，依據不同的種類，需要不斷調整加工尺寸和精密度。由于擺梭是成熟產品，固聯員工對加工工序中的難點已經了然于胸，加之擺梭產品呈現單件利潤低、總體銷售量大的特征，因此盡管行業會呈現起起伏伏的波浪形發展趨勢，但是總體業務始終停留在正軌上。

2020年年初以來，在嚴重的新冠肺炎疫情對包括縫制機械行業在內的各個領域造成沖擊的危局之下，固聯卻呈現“風景這邊獨好”的繁榮之象。究其原因，一來是因為國內家用縫紉機大都以出口為主，疫情期間，許多國家口罩供不應求，消費者利用家用縫紉機自制口罩，還有一部分居家隔離的消費者利用縫紉機做手工補貼家用，因而擺梭的市場比較穩定，并未呈現低迷的態勢；二來是得益于固聯的決策層一直以來對產品質量的高度重視，對產品技術的持續開發與幾十年如一日多產多銷的戰略部署，這大約也是固聯多年來連續斬獲國家專利獎項、不斷獲得長足發展的秘訣所在。李善法提到，目前固聯平均一個月生產30萬個擺梭，產品銷售情況良好。
2020年開年至今，固聯在原材料價格與土地成本持平的前提下，計劃通過提升員工待遇的方式留住現有人才、進而引進新人才。李善法堅信，人才是企業的靈魂。他希望人才的保留與更新可以應對企業人才逐漸老齡化的現狀，從而有利于公司的長足進步。固聯一方面憑借往昔的根基狠抓主打產品的質量，另一方面也在設法以自動化設備及廠房的投入不斷研發新的產品，為公司的發展注入持續的活力。李善法提到，固聯近年為研發新產品，在設備和廠房上投入了兩千萬元。斥巨資研發出的新產品在使用壽命和整體性能不變的前提下，有效降低了原料成本，為公司帶來了可觀的盈利，同時也獲得了國家專利。未來，固聯的發展方向是保證老產品質量，研發改進新產品性能，不斷擴大發展空間。

  3  軸類

工業縫紉機主要是由四個運動部分組成的完整體系，前端是刺布部分，利用機針刺入縫料然后逐漸拉緊形成線圈，挑線部分是機頭刺布部分連續不斷地供給線以及在線圈回收時可以很快收起，勾線部分是利用旋梭軸前端上的線相互打結后才開始工作，送布部分則是承擔在完成一次完整縫紉工作后能迅速向機頭供應縫料。通過壓腳部分來壓緊縫料以及改變針距的間距，這些都是通過縫紉機之間的機械機構協調同步運動，保證縫紉機能夠順利完成縫制工作。而這些機構的運動，都需要用一種零件來完成，那就是軸。

 
按照縫紉機不同機種所需軸的種類，可分為直軸和曲軸，直軸大都用在平縫機上，曲軸大都用在包縫機和繃縫機上；按照軸的功能分類，可以分為上軸、下軸和豎軸，以平縫機為例，平縫機上軸帶動針桿機構、挑線機構運動，下軸帶動以旋梭為中心的挑線機構，豎軸起到連接上下軸連動的作用。
新鄞工縫紉機科技（寧波）有限公司（以下簡稱：鄞工）自 1997年建廠以來，一直是以生產各種縫紉機軸類零配件的專業工廠，鄞工生產的各種軸類零件為全國許多大型整機廠家配套，工藝先進，并具有精湛的檢測手段。擁有全套高精度設備和熱處理加工能力，是全國縫制機械行業中專業生產軸類重點工廠，產品質量深受用戶好評，曾被中國管理科學研究院評定為“中國名優產品”，是全國縫制機械行業骨干零部件企業。
2020年上半年，鄞工在三個月當中申報了十項專利，截止采訪時鄞工董事長包國放告訴本刊記者，“目前已經批下四項專利，其中一項是發明專利，從2020 年開年后到5月份，鄞工除了在改進工藝上花了大量時間和精力，還在持續改造、升級設備，比如自動清洗機、自動打包機，這些設備有一部分已經投入使用，目的就是為了提高質量，提升效率，減少人工操作。”
現在整機廠對軸的工藝標準要求也越來越嚴格，為了匹配整機廠提升質量的要求，包國放舉例，有個技術要求，軸類里面有一個過油的油槽，有一個正油槽，還有一個反油槽，需要一個倒一個順，怎么做？包國放和研發團隊一起做了升級，改成一個通過式的、由紅外線控制的設計，原先一天的產量只有200 ～ 250根，現在一天八個小時的產量可以達到3 000根，一個人管理三臺設備，產量翻了十倍之多，可見工藝改進的重要性。再比如軸承里面有一個螺紋，整機廠要求不但要通止規，還要加一個底孔，孔的大小也要通止規——底空的通止規，包國放也不斷鉆研，最后終于達到了整機廠的要求。2018 年本刊記者去鄞工采訪的時候工人有150個，現在是140個工人，原來一個月最高產值400萬元左右，現在鄞工月產值增加了，人反而減少了。
雖然生產工人減少了，但是包國放說附屬工比以前多了，附屬工的工作也是為了提高軸類零件的質量，需要人工擦軸的表面，檢測軸的表面；軸類零件在熱處理之后需要校直，但是人工校直很有難度，需要兩個V型鐵，工人把軸承夾在中間，放一個儀表來校直，這樣需要大量人工才能校直，包國放想要取消人工校直，采用自動化設備校直，所以還需要投入自動化的校直設備。包國放還提到了正態分布在零件制造工藝中的應用，把零件工差往中間靠攏，這樣軸類的整體質量就會提高，如果其他零件也使用正太分布方法提高整體質量，零件之間在磨合當中相互配合，提高縫紉機的壽命，同時也提高縫紉機的穩定性。
 
鄞工這兩年一直在提升質量，提高產能，改進自動化裝備，包國放認為，人要往高處走，想要在這個行業做穩做實，必須穩步跟進整機廠的需求，穩步改進、提升零件質量。第一要做的就是改革，第二是管理，第三是培訓，包國放透露2019年鄞工的員工培訓費用占總產值的0.2%，并制定了一個三年計劃，人員要減少到100人，在此基礎上產值增加20%，擴大管理人員隊伍，進一步升級生產系統，這些目標都會在鄞工的發展計劃中體現。