基于缝型分析的服装缝制拉筒设计

孔繁学，沈津竹，杜明昊，张元龙，苏军强

(1.江南大学 纺织服装学院，江苏 无锡 214122； 2.江南大学 物联网学院，江苏 无锡 214122)

随着数字化、自动化科技的兴起，各种服装缝制设备不断更新换代，服装行业的生产效率不断提高。从最初的普通缝纫设备到现在的电脑高速缝纫机、自动成型一体机等，较好地解决了缝制生产中的一般性技术难题[1]。但是，对于一些缝型复杂、缝制工艺难度大的工序，如绱门襟、绱腰头、卷边等，仍需由熟练工人操作。然而，随着劳动用工成本的持续上升以及劳动力供给数量的不断下降，熟练工人越来越紧缺，相应的用工成本带给企业持续的压力[2]。随着服装行业整体转型升级步伐的加快，各种缝制工艺辅助工具逐渐进入生产流水线，这些辅助工具以巧妙的设计来代替或者部分代替原来需由人手完成的精细操作，起到降低操作复杂度和提升效率的作用。拉筒又称卷边器，北方叫嘴子，南方叫龙头，是各类服装、皮革、箱包缝制设备辅助工具的俗称。服装的不同部位，其工艺特征也不同[3]，拉筒主要用于各种面料缝制过程中的滚领、滚边、埋夹、嵌线、包边、卷边、折边、围边、拉脚、拉带、贴条等；针对具体产品结构，派生出裤头、裤腰、耳仔、高头、毛巾、绳子、口袋、裘皮等专业拉筒，有些复杂工艺要求对拉筒进行专门设计。

由于拉筒的开发是针对于工艺[4]要求而开发的，而工艺的复杂情况很大程度上与该工艺的基本缝型结构有关。本文以一款裤装为例提出一种基于缝型特点的拉筒设计方法，旨在提炼服装缝制用拉筒的设计要点，总结拉筒的设计方法与规律，为拉筒设计人员提供启发和帮助。

1 拉筒设计原理

1.1 拉筒定义

服装缝制用拉筒是服装加工制造过程中的一种辅助缝制工具。使用拉筒辅助缝制可降低复杂工序的操作难度，提高缝制质量。

拉筒通常用不锈钢制作，主要由本体、本体安装台、卷边器(卷具)和卷边器安装台4个部分组成。本体用于将未卷曲或折边的布条铺展开并送入卷边器；本体安装台用于将整个拉筒固定到缝纫机上；卷边器则用于将布条按固定的方式卷曲或折边，并在出口送出已卷曲折叠好的布条，为后续缝制操作做准备；卷边器安装台则用于将卷边器固定到拉筒本体上。平车双包拉筒结构见图1。

图1 平车双包拉筒结构

而有些拉筒本体和卷边器是一体的，这样的拉筒没有卷边器安装台，如衬衣上袖拉筒。另外根据不同生产工艺的需要，还有其他特殊部件的设计，如需要安装芯线或橡筋的拉筒还有芯线导向器、橡筋导向器的设计，如自反猪肠型拉筒采用特殊结构，可将一定规格的布条经过拉筒上的工具车车缝后，通过通心的暗线猪肠型筒直接变成布带出来，且布带表面无车缝痕迹，这种特殊的结构设计对提高工艺质量具有重要意义。衬衣上袖拉筒见图2，自反猪肠型拉筒见图3。

图2 衬衣上袖拉筒

图3 自反猪肠型拉筒

1.2 设计原理

服装缝制工艺技术的难度取决于很多因素[5-7]，如面料种类、款式造型、工人技术的熟练程度等，但从根本上来说主要来源于服装各衣片间的缝合方式，即缝型的种类。因此，拉筒的参数设计是以缝型为根本依据，在满足缝型结构的基础上，再追求工人操作的便易性。

缝型参数主要有面料层间配合关系、面料厚度、面料风格、缝型宽度等。因此，与之匹配的拉筒参数主要有材质、本体、卷边器开口形状以及本体卷边器之间的通道长度。一般来说，一种拉筒对应一类缝合方式，可以最大化的降低工人缝合时的操作难度，减少次品产生的数量，提高服装的生产效率[8]。

2 拉筒设计

2.1 设计要素

拉筒设计要素包括材质、本体、卷边器开口形状、通道的长度、安装台的固定槽和调解槽等，其中拉筒本体、卷边器的开口形状和通道长度参数等尤为重要[9]。

2.1.1 材 质

拉筒基本上采用不锈钢材质。不锈钢具有独特的强度、较高的耐磨性、良好的塑形性能、焊接性和不易生锈等特性，这些特性使得不锈钢材质容易被弯折为各种形状，并且相互之间容易焊接形成层次配合结构，光滑且耐磨的表面可以显著降低布料通过时的摩擦力，不会对缝纫设备的送布机构造成阻碍，同时最大限度保护面料的表面不受毛刺等伤害；不锈钢表面的钝化膜使得其较难与介质发生化学反应而被腐蚀受损，可适应多种不同pH值的面料缝制工作。

2.1.2 开口形状

拉筒的本体、卷边器开口形状的参数主要包括开口缝隙大小、宽度以及切面形状。其中缝隙大小取决于布料的厚度，缝隙太小则会因摩擦力太大造成送布料困难，太大则又会造成布料松弛，影响缝制的精度；开口宽度主要由缝型的宽度决定；而切面形状主要取决于缝型中布料的层数、翻转扣合等配合情况。

2.1.3 通道长度

拉筒的本体、卷边器间的通道长度决定了布料进入拉筒后的长度，同时也影响面料和拉筒间的摩擦力。通道长度设计要适当，过长会导致缝制阻力过大，影响送布和缝纫的速度和质量；通道过短，面料在通道间的预留量就少，造成拉筒对面料控制力度不够，会导致面料缝合发生偏斜。

2.1.4 固定槽设计

固定槽是为了能将拉筒安装在相应的缝纫机上，起固定的作用，一般设置在本体安装台上。在设计固定槽时要考虑拉筒的大小，开槽过小，会发生拉筒在使用中不稳定的情况，导致面料缝合出问题，开槽过多拉筒的刚度不够，易使得拉筒发生损坏。

2.1.5 手动槽设计

手动槽位置的设计主要是辅助工人用手将面料送入拉筒本体和送出拉筒卷边器，手动槽的长度和宽度要根据工人手指特点来设定。

2.1.6 特殊设计

缝型特点千变万化，有时候仅仅通过上述结构参数设计仍无法满足拉筒的使用要求，因此需要对拉筒进行特殊部位的设计。

2.2 设计过程

拉筒设计流程见图4。服装结构在一定程度上对服装设计工艺产生很大的影响[3]，因此首先分析工艺的缝型参数，然后根据相应缝型的特点确定待设计拉筒的参数，接着根据已经确定的拉筒的设计参数以及设计要求等绘制出相应的拉筒样图；最后按照图纸制作拉筒实物并对实物拉筒进行检验优化，将其完善至可以投入生产线中使用。

图4 拉筒设计流程

2.2.1 分析缝型参数

记录相应缝型的示意图，缝型的宽度、长度和单层面料的厚度以及组合面料的厚度等参数。

2.2.2 确定待设计拉筒参数

根据分析的缝型参数，确定拉筒的结构参数。一般拉筒本体、卷边器的开口形状与对应缝型的示意图形状相似；而卷边器开口缝隙大小多为缝合面料的厚度再加上一定的富余量，富余量的设定是因为如果开口缝隙刚好等于面料的厚度，那么布条和拉筒材料间会有一定的摩擦力，而增大了将面料送入拉筒的难度；但富余量不可设置过大，会使得面料在拉筒中不易平展而降低了服装的缝制精度。卷边器开口宽度多与缝型宽度一致。拉筒本体的开口缝隙大小和宽度一般会比卷边器的稍大，以便工人将面料送入拉筒中。

安装台上固定槽位置的设定要与缝纫机匹配，而且要方便拉筒的安装和拆卸。拉筒本体、卷边器上手动槽位置的作用是让工人能够用手辅助将面料送入和送出拉筒，因此手动槽的形状主要取决于工人食指的形状，即两头为半圆形，中间为矩形，槽宽略大于食指宽度的开槽形状。

2.2.3 绘制拉筒样图

根据确定的拉筒结构参数，绘制拉筒的三视结构图，为后续拉筒的实物制作做准备。

2.2.4 制作拉筒实物和调试完善

根据绘制的拉筒三视结构图，制作拉筒实物。制作好的拉筒要经过反复试用、调整，确定可用后，编制使用说明，用于生产。

3 拉筒设计实例

本文以A工厂生产的标准松紧裤为例,其标准松紧裤款式及缝型见图5。

图5 标准松紧裤款式及缝型

针对标准松紧裤子缝制过程的调研发现，绱腰头工艺制作难度较大，易产生缝制疵病。为解决这一问题，拟设计一款腰头拉筒，以简化绱腰头工艺难度，提高裤子的成品质量[10]。

3.1 工艺缝型参数分析

绱腰头工艺缝型切面示意图见图6。该标准松紧裤面料材质为棉/仪纶®(聚酰胺酯)60/40。面料厚度为1 mm，绱腰头缝型长102 cm,宽4 cm。

图6 绱腰头工艺缝型切面示意图

3.2 拉筒参数分析

根据拉筒设计过程，该腰头拉筒的参数分析主要从拉筒材质、开口形状、通道长度、固定槽和手动槽设计等5个方面进行。

3.2.1 拉筒材质

腰头拉筒采用不锈钢制作。

3.2.2 拉筒开口形状

根据绱腰头缝型形状，同时考虑到拉筒进口难易程度、本体和卷边器通道的顺滑度，以及与出口形状的配合度，将卷边器开口设计为图7形状，本体开口形状设计为弧线形，见图8。此外，根据该标准松紧裤的面料厚度、面料材质以及绱腰头工艺缝型的宽度，设置拉筒卷边器开口缝隙大小为13.5 mm，开口宽度为38 mm。

图7 卷边器开口形状

图8 本体开口形状

3.2.3 拉筒通道长度

根据实验效果以及节约用料的原则，将拉筒的通道长度设计为100 mm。

3.2.4 拉筒固定槽设计

根据拉筒出入口方向、在缝纫机上安装的相对位置以及工人的操作习惯，把安装台设置在本体右方，然后在安装台上开设固定槽，为使拉筒在缝纫机上能够稳定使用，在安装台上开2道固定槽。此外，为了使缝制过程中裤片的送入更加顺滑流畅和稳定，在拉筒侧边上增加一块外侧略微上翘、两边向下的辅助侧板。

3.2.5 拉筒手动槽设计

根据工人手指特点，将拉筒手动槽设计为长度50 mm，宽度15 mm，宽度略大于食指宽度。根据工人右手操作的习惯将手动槽开在拉筒的通道右侧。

3.3 绘制腰头拉筒样图

根据前述腰头拉筒的设计参数绘制腰头拉筒三视图，如图9所示。

注：单位mm。图9 腰头拉筒三视图

3.4 制作实物和调试

根据图9制作腰头拉筒实物图，见图10。反复测试调整拉筒细节尺寸后，投入生产线进行对比实验。绱腰头工序原来用时75 s，使用拉筒后用时18 s，效率提高4.2倍，并且缝合质量稳定性大为提高。

图10 腰头拉筒实物图

4 结束语

本文将缝型工艺分析与拉筒设计相结合，对拉筒的材质、开口形状、通道长度、固定槽、手动槽的设计原理进行了分析，并以一款裤装的腰头拉筒设计为例说明了拉筒的设计要点以及实施过程。实验证明以缝型工艺指导和调整拉筒设计参数开发的拉筒实物可以明显提高缝制操作的效率。