縫紉機針及其製造方法
2023-05-11 17:46:46
專利名稱：縫紉機針及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種縫紉機針及其製造方法。
縫紉機針按常規是用模壓加工或摸壓成形、旋壓加工或與之相似的一類壓力加工方法來製造的，以取代金屬切削加工。然而，此種人所周知的壓力加工方法需要一系列的衝壓加工，磨削加工及研磨加工，它導致必需使用一批不同類型的壓模並且極度的麻煩。
常規的壓力加工法由於採用壓模而在針的桿身上造成毛刺。不幸，去除毛刺又是費時費力的工作，因此，旋壓加工或滾壓據說能在機針成形時防止桿身上毛刺的產生，並且像美國4044814號專利所揭示的那樣的方法最近已被提出。
不過，為了用滾壓法把金屬坯料製成縫紉機針的桿身並防止在桿身上形成毛刺，重要的是受滾壓擠入位於一付模具之間所形成的外端空穴內的金屬坯料的體積與空穴的體積相比要有所減少，當坯料欠重太多或桿身由於壓製造成毛刺從而形成長縫時，針的強度降低，在製造中由於刮擦及類似的麻煩而增加了損失，導致製造成本增加。
此外，桿身上深度不足的針眼上方餘隙當線被向針饋送稍有拉伸時往往使縫線所打成之圈尺寸過小，造成打環器抓不住線圈。這樣一來，縫紉機針在縫紉機上的按裝就要經麻煩的操作，像調整縫紉機，包括定時調整，餵料掣子等件的調整，以致縫紉機的盤車及操作均需更多的時間與勞力。
考慮到已有技術的上述諸缺點而做成本發明。
相應地，本發明的目標是為縫紉機針提供一種具有足夠抗彎強度並大大避免針的折斷的高質量的運用性能。
本發明的另一目標是為縫紉機針提供一種能保證縫線與桿身間大的空隙以利於縫紉工作及允許縫紉機高速運行的能力。
本發明進一步的目標是提供一種縫紉機針的製造方法，能採用現成低廉的製造工藝生產具有足夠強度並保證高速時的穩定縫紉操作。
根據本發明的一個方面，提供了製造縫紉機針的一種方法，這種針包括一個柄部，以及從此柄部延伸而成的桿身以及在桿身遠端所形成的針尖，在桿身上具有凹槽形的連續長溝，此溝從柄部一直延伸到桿身在針尖附近處，沿著長溝做成一針眼，並且桿身做成帶有針眼上方餘隙的。方法所包含的工序為針坯的成形，它帶有圓柱形大直徑柄部，由柄部遠端延續而成直徑比柄部稍小的第一段桿身，及由第一段桿身遠端延續而成直徑比第一段桿身稍小的第二段桿身，第一段桿身及第二段桿身合成全桿身;形成的第二段桿身，它帶有與縫紉針的針眼上方餘隙相對應的一個加長段;將桿身進行模壓以形成由柄部直至第二段桿身上針尖附近處為止的凹形長溝及沿連續溝而設的具有容納針眼的薄筋片的針眼，並將加長段變形以形成針眼上方餘隙。經桿身變形加工後，桿身長溝的上述內側表面以預先設定的角度張開。
這樣，在本發明的方法中，第二段桿身是靠與最後加工完之縫紉機針眼上方餘隙相對應的加長段用模壓事先做成形的，故而針眼上方餘隙可達足夠深度。因此，本發明的方法能製造具有足夠剛度及高質量的縫紉機針。
根據本發明的另一方面，縫紉機針包含有大直徑的圓柱形柄部，從柄部延伸而成的桿身以及在桿身遠端形成的針尖，桿身上具有凹形長溝，它從柄部伸展至針尖附近桿身上的某一部分，沿長溝設有針眼，桿身則具有針眼上方的餘隙。桿身通過桿身上的互相呈分隔狀設置著的二個截錐段而被分為第一段桿身與第二段桿身，在此第二段桿身上設有針眼。連續地沿第二段桿身並在第二段桿身的針眼附近處設置有縮頸段，形成的截面積比第二段桿身小。縮頸段上做成的針眼上方餘隙位於長溝的相反一側。桿身的內側表面以預先設定的角度張開構成長溝。縮頸段，針眼上方餘隙及內側表面皆壓制而成。
這樣，本發明的縫紉機針上，桿身承受雙面滾壓，結果被分成第一段及第二段桿身。同時，包含有針眼上方足夠深度餘隙的縮頸段在針眼之前成型，故而整個針的剛度增加了。同時，它使桿身與縫線之間的空隙增加，從而使縫紉操作穩定。
也就是說，本發明提出一種製造縫紉機針的方法，該針包含有柄部，從該柄部延伸而成的桿身，及在該桿身遠端形成的針尖，上面有一凹形連續長溝，它從柄部延伸到在上述針尖附近的那部分桿身，沿上述長溝有一針眼，上述桿身做成帶針眼上方餘隙的，其特徵是，該方法包括以下工序
針坯成型，該針坯具有大直徑圓柱形的柄部，由柄部遠端延續而成的直徑比柄稍小的第一段桿身，由第一段桿身延續而成的直徑比第一段桿身稍小的第二段桿身，上述第一第二段桿身構成全桿身;
形成第二段桿身，它帶有與縫紉針的針眼上方餘隙相對應的一個加長段;
將桿身進行模壓以形成由柄部直至上述第二段桿身的上述針尖附近處為止的上述凹形長溝及沿連續溝而設的具有容納針眼的薄筋片的上述針眼，並將上述加長段變形以形成上述針眼上方餘隙;
經上述桿身變形加工後，上述桿身的上述長溝的上述內側表面以預先設定的角度張開。
上述加長段所形成的截面積相應地約為上述第二段桿身截面積的60至70%;
上述加長段所形成的截面積相應地約為上述第二段桿身截面積的65%;
上述模壓加工是用一副互相適配的上模及下模來實現的;
為成型上述桿身的上述外側面用的下壓模具有夾持桿身的夾角在20度至28度之間，而上述下壓模在上述針眼附近用以夾持桿身的夾角取為10度至18度之間;
所述上壓模具有凸起，該凸起的外側表面用於形成上述長溝的上述內表面，上述凸起的上述外側表面間所夾之角取值低於30度;
為壓製成形上述桿身的上述外側面，上述下壓模的對上述桿身的夾持角設定為約24度，而在上述針眼附近處上述下壓模的上述夾持角則設定為約14度;
為壓製成形上述長溝的上述內側表面，上述上壓模的上述凸出物的上述外側表面間的夾角設定為約28度，而在上述針眼附近處上述外表面間的夾角設定為約25度;
上述加長段在其兩端藉二個相對於上述針體軸線呈斜角的斜肩段而成型的，上述加長段並通過它們與上述第二段桿身相連結;
布置在上述針眼附近的斜肩段的傾斜角比餘下的斜肩段的大;
位於上述針眼附近上述斜肩段具有傾斜角設定為約9度，其餘下的斜肩段具有傾斜角設定為約6.5度;
位於上述針眼附近上述斜肩段具有傾斜角設定為約9度，其餘下的斜肩段具有傾斜角設定為約6.5度。
本發明還提出一種縫紉機針，其特徵是，該針包含有一圓柱形大直徑的柄部，從該柄部延伸而成的桿身，及在該桿身遠端所形成的針尖，上面有一凹形連續長溝，它從柄部延伸到在上述針尖附近處的那部分桿身，沿上述長溝有一針眼，上述桿身做成帶針眼上方餘隙的;
其中上述桿身被二個在上述桿身上互相間隔地設置著的截錐段所分割成第一段桿身及第二段桿身，上述針眼設置在第二段桿身處。
一個縮頸段被設置在上述第二段桿身的上述針眼附近處延向上述第二段桿身並做成截面積比上述第二段桿身小;
在上述縮頸段在上述長溝的反面設有針眼上方的餘隙;
上述桿身具有以預定角度張開的內側表面從而界定出上述長溝;和上述縮頸段，針眼上方的餘隙及內側表面皆由模壓成形;
上述縮頸段做成截面積約相當於第二段桿身截面積的60至70%;
上述內側表面間的夾角設定為低於30度;
上述桿身具有張開成20至28度角的外側表面;
上述桿身在上述針眼附近處的那部分的上述外側表面間的夾角設定為10至18度角。
上述外側表面間的上述夾角在上述桿身處約為14度，在上述針眼附近處的上述部分約為14度;
上述內側表面間的上述夾角在上述桿身處約為28度，在上述針眼附近處的上述部分約為25度;
所述針眼上方的餘隙在其二端由與針的軸線成傾斜角的斜肩段而成形並通過此二斜肩段此針眼上方向餘隙與第二段桿身相連。
在針眼附近處的斜肩段的傾斜角比餘下的斜肩段的傾角為大。
以下結合附圖對本發明做進一步說明。
圖1是一適於按本發明的方法製造縫紉機針經雙面滾壓而成的針坯的水平側視圖;
圖2是-為減少桿身某一部分直徑又經塑性加工的針坯的水平側視圖;
圖3是圖2中的針坯又經壓制後的縱向剖面圖;
圖4是圖3中沿Ⅳ-Ⅳ所作的橫剖面圖;
圖5是圖3中沿Ⅴ-Ⅴ所作的橫剖面圖;
圖6是圖3中沿Ⅳ-Ⅳ所作的橫剖面圖;
圖7是按照本發明的方法所製成縫紉機針作為一例的局部水平向側視圖;
圖8是圖7中縫紉機針的縱向剖面圖;
圖9是表示圖7中縫紉機針針尖的局部平面圖;
圖10是表示圖7中縫紉機針針尖的局部底視圖。
現在，本發明的詳細描述將參考圖1至圖10進行。
圖1表示適於按照本發明的方法製造縫紉機針並經雙面滾壓而成的針坯10的外形。呈此形狀的針坯10通常包含一大直徑或直徑稍增的圓柱形柄部12，一個比柄部12直徑稍小的圓柱形第一段桿身14以其一端通過一截錐體18與柄部12相連，以及一個比第一段桿身14的直徑稍小的圓柱形第二段桿身16並以其一端通過第二截錐體20與第一段桿身的另一端相連。第一與第二段桿身14及16構成一個全桿身。
如圖1所示的針壞10隨後即進行諸如輥壓之類的輾壓塑性加工，或磨削後結果成圖2所示之外形。更特別的是加工後使第二段桿身16在其中間部分形成一個圓柱形的加長段22及分別與加長段22的兩端相連的斜肩段24及26。加長段22所形成的直徑比第二段桿身16的稍小，斜肩段22及24做成截錐形並使加長段22布置在其中間。做成此加長段22和斜肩段24及26為的是與完工後的縫紉機針桿身上所形成的針眼上方的餘隙在位置上相對應。加長段22的截面積最好做成與第二段桿身截面的60至70%相當。更理想的是加長段22的截面積限定為第二段桿身16的65%。加長段22的截面積如小於60%造成縫紉機針在針眼上的餘隙處截面過分減小至使針強度惡化的程度，導致針的折斷，而截面積超過70%則妨礙眼上的餘隙達到縫紉所需深度。
如此形成加長段22後的針坯10隨即加以模壓加工或模壓鍛造而成形，具有連續長溝28及一針眼部30，此孔眼部30包含有接納眼孔的薄筋片32。尤其特別的是，模壓鍛造可使針坯10上做出凹形長溝28，從柄部12連續延伸至第二段桿身16，幾乎到達其末端。同時，模壓鍛造使第二段桿身16做成帶孔眼部30的形狀，此孔眼部包含著容納針眼並沿著長溝而設置的薄筋片32，並使針眼上方的餘隙設置在第二段桿身上與長溝28相反的一側上。第一段桿身14及第二段桿身16以及加長段22所具有的公共長溝28做成主要為U或V形截面，因之桿身上界定長溝28的內側表面34及其外側表面36均向上向外伸展，互相間使成一預定夾角。
第一段及第二段桿身14及16的U形截面要如此設定使加長段22的尺寸比第二段桿身16的小一些。如此加工成形的加長部22使完工後的縫紉機針如圖7所示在孔眼部30的前方位置具有一縮頸部38。尤其是在加長段22上針眼上方餘隙40通過斜肩部42及44做成凹狀，使相對於針壞10的軸線傾斜成一預定的傾角。孔眼部30在其與長溝28相反的一側面做成一短溝46，主要由鄰近針眼上方餘隙40的一段延伸到針尖，從而形成容納針眼的薄筋板32，在這上面將做成針眼。
此外，模壓鍛造還使針坯10在第二段桿身上將來要做成針尖的那段以外處，在此第二段桿身的自由端做成側向凹入的平段48。如此形成的平段48使針壞10由所構成的金屬得以在模壓時按規定滾動，並在針壞及模鍛用的壓模間沿針壞的縱向得以建立預期的定位關係。同時，此平段48也使模壓時的壓模或衝模為保證在隨後的衝壓工序中準確的衝壓而具有足夠程度的正確位置。
模壓是靠具有V形凸起52的上模及帶有相應於凸起52的凹穴56的下模54來實現的。第一及第二段桿身14及16在上下模50及54間受鍛壓變形，使組成桿身段的金屬在壓模間的空檔中流動以保證滿意地形成長溝及孔眼部30而不至於在桿身部分產生任何毛刺。
由每一段桿身14及16界定出長溝28的內鍘面34間所構成的空間，以及由其外側面36間所構成的空間從縫紉及模壓的觀點上看最好是向上展開成10至28度角。例如，上模50的V形凸起52的二外側面，在位置上對應於第一段，第二段桿身，互相間張開成θ11角，該角低於30°最好是28°，及下模54的空穴內表面56間張開之角θ21最好是20至28度。角θ21如低於20度，則使針壞的多餘材料在模壓時難以向上流動，以至桿身段14及16的高度降低，使材料向下流動，降低了下模54的壽命;而θ22角如大於28度導致桿身段截面的寬度過分增加。這樣，角θ21最好設定為約24度，藉以增加模具底部表面面積，防止長溝28的入口寬度過分增加。在孔眼部30附近處上壓模50的V形凸起52部分的外表面間的夾角θ12設定為大約25度，而下壓模54的空穴56的內表面間的夾角θ22則限定在10度及18度間，並表最佳為14度。角θ22如低於10度將使針坯在模壓時無法自模具中取出，而θ22如大於18度則當孔眼部30的寬度要做成規格所需值時導致空穴56的底部半徑過小，無法滿意地形成短溝46的邊坡。這樣，下壓模54的空穴56的二側表面間的角θ22最好設定為14度，藉以保證針坯10在模壓時有效地防止粘附在模具上並現成地取出。此外，要注意的是，上模50的凸起52的二側邊夾角是設定在一足夠大的範圍內，以利於增加縫紉速度時縫線的穿扎並防止針壞寬度過分增加。
針眼上方餘隙40的形成是用了原先形成的加長段22後實現的，為的是防止縮頸部38側向過分擴張。如上所述，針坯10的加長段22的外徑要做成足以使在該處縮頸段的針眼上方餘隙40之形成具有相應於第二段桿身16的約65%的截面積。還有在加長段二端所設置的每一斜肩部24及26的外形根據其斜角而非根據其軸向長度來確定更為方便些。在本實例中，離孔眼部30較近的斜肩部24的傾斜角α1比離孔眼部較遠的斜肩部26的傾斜角大些。這就是為何在孔眼部附近處的針坯的那部分金屬得以流向長溝28，結果使孔眼部得以做成所需形狀，此時，針孔的上緣(根據縫紉機針安裝在縫紉機上的假定來定義的)與針孔上方餘隙40間的距離設置得餘隙40，形成向內傾斜與針坯10的軸線成預定傾斜角狀。其結果使位於柄部12一側的第二段桿身16的一部分是以孔眼部30作為基礎的，這一部分向內偏移一個針眼上方餘隙40的距離，為縫線與第二段桿身16間提供較大空間，針眼58的靠柄部12側的一端及靠針尖60側的一端都做成凸形曲線狀，分別如標號64及66所示。
針眼58中心部分的寬度HS(L)及縮頸段38的中心部分的寬度HS(M)可以適當選定。譬如，當圖示實例採用於根據日本工業標準(JIS)所規定的7號針尺寸而造的縫紉機針時，寬度HS(L)及HS(M)可分別為0.65mm及0.52mm;當根據9號針尺寸而造時，HS(L)及HS(M)可分別為0.75mm及0.62mm。同樣，根據11號針尺寸時HS(L)及HS(M)可分別為0.89mm及0.72mm。其許可的尺寸編差定為±0.02mm或±0.3mm以內。
這樣在本發明的縫紉用針上，其桿身承受雙面滾壓成形後的高度增加了以避免其寬度的增加，所以整個針具有足夠剛度以杜絕縫紉時針的折斷。同時，針具有針眼上方餘隙，其深度足以大大增加桿身與縫線間的空隙，其結果可以實現高速而穩定的縫製。此外，縫紉機針是靠模壓而光滑加工的，並且針做成縮頸狀，因此本發明的針在穿透阻力及由針所產生的熱量降低方面是改進了。儘可能地小。根據上述觀點，斜肩段24及26的傾斜角α1及α2設定為，譬如相應地約18度及約13度。這些角度如果用斜肩部24及26相對於針坯軸線的傾斜度來表示則分別約為9度及6.5度。
針坯10的加長段22及斜肩段24及26在模壓以前與縫紉機針在完工以後這些部分間的尺寸關係可很方便地由下式決定HL1＝L1×0.6HL2＝L2×0.5HL3＝H-(HL1+HL2)-0.1此處HL1，HL2及HL3為針坯10在模壓前鈄肩段24及26與加長段22的長度尺寸，相應地，L1，L2及L3分別為加工完後縫紉機針的斜肩段42及44的長度尺寸及針的針孔上方餘隙40的底部的長度尺寸;H則為針孔上方餘隙40的總長。
經過此種模壓後的針坯10隨後進行去除容納針眼的薄筋32的加工以形成針眼58。靠將第二段桿身末端處的平段48配合在衝模的定位器上，並將針坯10固定在模具內使兩者互相對準以保證精確衝孔，從而實現針眼的成形。這樣，第二段桿身的末端被加工成尖形而成為針尖60，結果完成了縫紉機針62的加工。
如此製成的縫紉機針62如圖7至10所示，在其柄部12的一側的第二段桿身16的一部分處做成孔眼部30並帶有比孔眼部寬度稍小的縮頸部38。同樣，縫紉機針62還帶有通過斜肩部42及44呈凹狀的針眼上方
權利要求
1.一種製造縫紉機針的方法，該針包含有柄部，從該柄部延伸而成的桿身，及在該桿身遠端形成的針尖，上面有一凹形連續長溝，它從柄部延伸到在上述針尖附近的那部分桿身，沿上述長溝有一針眼，上述桿身做成帶針眼上方餘隙的，其特徵是，該方法包括以下工序針坯成型，該針坯具有大直徑圓柱形的柄部，由柄部遠端延續而成的直徑比柄稍小的第一段桿身，由第一段桿身延續而成的直徑比第一段桿身稍小的第二段桿身，上述第一第二段桿身構成全桿身；形成第二段桿身，它帶有與縫紉針的針眼上方餘隙相對應的一個加長段；將桿身進行模壓以形成由柄部直至上述第二段桿身的上述針尖附近處為止的上述凹形長溝及沿連續溝而設的具有容納針眼的薄筋片的上述針眼，並將上述加長段變形以形成上述針眼上方餘隙；經上述桿身變形加工後，上述桿身的上述長溝的上述內側表面以預先設定的角度張開。
2.按權利要求1所定義的一種方法，其特徵是上述加長段所形成的截面積相應地約為上述第二段桿身截面積的60至70%。
3.按權利要求2所定義的一種方法，其特徵是上述加長段所形成的截面積相應地約為上述第二段桿身截面積的65%。
4.按權利要求1或2所定義的一種方法，其特徵是上述模壓加工是用一副互相適配的上模及下模來實現的;為成型上述桿身的上述外側面用的下壓模具有夾持桿身的夾角在20度至28度之間，而上述下壓模在上述針眼附近用以夾持桿身的夾角取為10度至18度之間;所述上壓模具有凸起，該凸起的外側表面用於形成上述長溝的上述內表面，上述凸起的上述外側表面間所夾之角取值低於30度。
5.按權利要求4所定義的一種方法，其特徵是為壓製成形上述桿身的上述外側面，上述下壓模的對上述桿身的夾持角設定為約24度，而在上述針眼附近處上述下壓模的上述夾持角則設定為約14度。
6.按權利要求4所定義的一種方法，其特徵是為壓製成形上述長溝的上述內側表面，上述上壓模的上述凸出物的上述外側表面間的夾角設定為約28度，而在上述針眼附近處上述外表面間的夾角設定為約25度。
7.按權利要求5所定義的一種方法，其特徵是為壓製成形上述長溝的上述內側表面，上述上壓模的上述凸出物的上述外側表面間的夾角設定為約28度而在上述針眼附近處上述外表面間的夾角設定為約25度。
8.按權利要求2所定義的一種方法，其特徵是上述加長段在其兩端藉二個相對於上述針體軸線呈斜角的斜肩段而成型的，上述加長段並通過它們與上述第二段桿身相連結;布置在上述針眼附近的斜肩段的傾斜角比餘下的斜肩段的大。
9.按權利要求4所定義的一種方法，其特徵是上述加長段在其兩端藉二個相對於上述地體軸線呈斜角的斜肩段而成型的，上述加長段並通過它們與上述第二段桿身相連結;布置在上述針眼附近的斜肩段的傾斜角比餘下的斜肩段的大。
10.按權利要求8所定義的一種方法，其特徵是位於上述針眼附近上述斜肩段具有傾斜角設定為約9度，其餘下的斜肩段具有傾斜角設定為約6.5度。
11.按權利要求9所定義的一種方法，其特徵是位於上述針眼附近上述斜肩段具有傾斜角設定為約9度，其餘下的斜肩段具有傾斜角設定為約6.5度。
12.一種縫紉機針，其特徵是，該針包含有一圓柱形大直徑的柄部，從該柄部延伸而成的桿身，及在該桿身遠端所形成的針尖，上面有一凹形連續長溝，它從柄部延伸到在上述針尖附近處的那部分桿身，沿上述長溝有一針眼，上述桿身做成帶針眼上方餘隙的;其中上述桿身被二個在上述桿身上互相間隔地設置著的截錐段所分割成第一段桿身及第二段桿身，上述針眼設置在第二段桿身處。一個縮頸段被設置在上述第二段桿身的上述針眼附近處延向上述第二段桿身並做成截面積比上述第二段桿身小;在上述縮頸段在上述長溝的反面設有針眼上方的餘隙;上述桿身具有以預定角度張開的內側表面從而界定出上述長溝;和上述縮頸段，針眼上方的餘隙及內側表面皆由模壓成形。
13.按權利要求12所定義的一種縫紉機針，其特徵是上述縮頸段做成截面積約相當於第二段桿身截面積的60至70%。
14.按權利要求12或13所定義的一種縫紉機針其特徵是上述內側表面間的夾角設定為低於30度;上述桿身具有張開成20至28度角的外側表面;上述桿身在上述針眼附近處的那部分的上述外側表面間的夾角設定為10至18度角。
15.按權利要求14所定義的一種縫紉機針，其特徵是上述外側表面間的上述夾角在上述桿身處約為14度，在上述針眼附近處的上述部分約為14度。
16.按權利要求14所定義的一種縫紉機針，其特徵是上述內側表面間的上述夾角在上述桿身處約為28度，在上述針眼附近處的上述部分約為25度。
17.按權利要求12或13所定義的一種縫紉機針，其特徵是所述針眼上方的餘隙在其二端由與針的軸線成傾斜角的斜肩段而成形並通過此二斜肩段此針眼上方向餘隙與第二段桿身相連;在針眼附近處的斜肩段的傾斜角比餘下的斜肩段的傾角為大。
全文摘要
藉將全部桿身進行模壓的方法在其桿身不產生任何毛刺而製成一種縫紉機針。針坯10承受雙面滾壓結果形成桿身段(14、16)。然後，在針坯上在針眼前形成一加長段為隨後構成針眼上方餘隙之用。模壓使長溝(28)的二側表面互相分開並張成一預定的角，並使針眼上方餘隙(40)及孔眼部(33)成型。這樣做成的縫紉機針具有足夠的剛度並證明了桿身和縫線間的空間增加了，結果實現了速度增加的情況下穩定的縫紉操作。
文檔編號D05B85/02GK1080674SQ9210526
公開日1994年1月12日 申請日期1992年6月30日 優先權日1992年6月30日
發明者武井善嗣, 小島勤 申請人:奧甘迪針株式會社