CN113430723A - 一种刺针装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刺针装置，刺针采用分体式结构，包括陶瓷正反交替钩刺针体、夹持头锁紧杆、针体夹持头、针杆及锁紧装置。陶瓷正反交替钩刺针体尾端置于针体加持头内，针体加持头置于夹持头锁紧杆与主针杆之间，夹持头锁紧杆与主针杆之间通过螺纹连接。通过拧紧螺纹，将陶瓷正反交替钩刺针体锁紧，主针杆和锁紧之间通过销轴连接，使其之间可以自由转动。针板主要由刺针孔、滚珠以及锁紧槽组成。本发明改善了纤维缠结率低，刺针更换不方便以及纤维预制体金属夹杂的问题。有利于提升针刺纤维预制体的生产效率、提高产品质量，并且有助于针刺工艺市场的进一步开拓。

Description

一种刺针装置

技术领域

本发明属于纺织技术领域，具体涉及一种刺针装置。

背景技术

针刺工艺是以密集的刺针在纤维网层上高速上下穿刺，使纤维互相交缠，形成各种纤维预制体。传统的针刺纤维预制体用刺针一般由针杆、中间针杆和钩刺针体组成，钩针体呈三棱体，每个棱体呈峰状，其上均依次排列多个钩齿。由于多个钩齿直线排列，在针刺过程中，当第一钩齿随机勾到纤维后，其后的钩齿勾到纤维的概率就会明显降低，并且传统的刺针是一体式结构，刺针安装到位后，钩齿只会在同一个角度对纤维进行反复针刺，更会降低钩齿钩到纤维的概率，最终导致生产效率不高，纤维缠结率低。另外，钩刺针体截面三角形的高按照不同规格，一般仅在0.5-2.45mm之间，在高速穿刺过程中磨损大，刺针容易折断，使用寿命短。目前一体式刺针更换时拆装费时费力，经常会由于刺针磨损或者调整针深停机换针，严重影响生产效率。

作为针刺工艺的产物，纤维针刺预制体性能的优劣直接影响后续复合材料的制备及性能，通常要求形成纯的纤维预制体，但是针刺工艺生产过程中，刺针的磨损是不可避免的，为了避免出现金属夹杂，刺针的更换频率增加，严重影响生产效率。而高密度的纤维预制体对刺针的磨损更大，也将导致更低的生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种刺针装置，以解决纤维缠结率低，刺针更换不方便以及纤维预制体金属夹杂的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种刺针装置，所述刺针采用分体式结构，包括陶瓷正反交替钩刺针体、夹持头锁紧杆、针体夹持头、针杆，

所述陶瓷正反交替钩刺针体尾端置于针体加持头内，所述针体加持头置于夹持头锁紧杆与针杆之间，所述夹持头锁紧杆位于针体加持头和针杆的外部，所述夹持头锁紧杆与针杆之间通过螺纹连接，所述陶瓷正反交替钩刺针体的一端伸入所述针体夹持头内，通过拧紧所述夹持头锁紧杆的螺纹，能够将陶瓷正反交替钩刺针体锁紧。

进一步地，所述夹持头锁紧杆包括锁紧端和连接端，所述夹持头锁紧杆包括一贯穿锁紧端和连接端的内孔，锁紧端对应的内孔内形面采用锥面设计，连接端对应的内孔内形面设置有连接端螺纹，所述夹持头锁紧杆通过所述连接端螺纹与针杆连接。

进一步地，所述针体夹持头包括卡爪和圆柱尾段，所述卡爪沿周向包括多个相互不连接的均分段，所述圆柱尾段伸入所述针杆内孔设置，圆柱尾段外径小于针杆内孔直径、长度小于针杆内孔深度，所述卡爪与圆柱尾段连接处的大端面直径大于针杆内孔直径。

进一步地，所述陶瓷正反交替钩刺针体一体成型，包括针尖头、工作区、过渡段和尾部加持段，所述针尖头的顶部制成球面与工作区之间相切圆滑过渡，工作区和尾部加持段之间通过过渡段圆滑相切过度，过渡段与尾部加持段连接处的大端面直径大于所述针体夹持头的内孔直径、小于夹持头锁紧杆锁紧端入口直径，所述尾部加持段为圆柱体，直径小于针体加持头内孔直径，长度小于针体加持头内孔深度和所述主针杆内孔深度。

进一步地，所述针尖头及工作区为纯陶瓷材质或者表面进行喷涂陶瓷工艺处理。

进一步地，所述工作区为变截面三棱柱，截面三角形从针尖头到过渡段方向连续增大，三棱柱三个棱边采用圆角结构。

进一步地，所述工作区变截面三棱柱上设置有多个钩齿，所述钩齿在每个棱边长度上等距布置，相邻棱柱上的钩齿错位等距布置，所有钩齿呈现出螺旋等距上升形式。

进一步地，所述钩齿为“3”字形开口结构，每个“3”字形开口结构包括一组正反向的钩齿，钩齿的开口边缘一圈圆角光滑过渡，所述钩齿从针尖头到过渡段方向渐进式增大。

进一步地，所述针杆的顶部包括一小径段，所述小径段上开设有销轴孔，所述锁紧装置包括锁紧环、两个锁紧块、销轴、多个锁紧弹簧、缓冲绵，所述锁紧块的一端包括一缺口，锁紧环的两侧设置有锁紧孔，所述锁紧块的缺口端与所述锁紧孔配合，所述多个锁紧弹簧和缓冲绵连接于所述锁紧块的另一端的端面之间，所述小径段伸入最下方的缓冲绵内后被销轴穿过销轴孔限位。

进一步地，所述固定针板上开设有针孔，针孔侧壁开设有两个锁紧槽和多个滚珠，按压两个锁紧块后使得所述锁紧装置穿过针孔后转动锁紧装置能够使得锁紧块卡入锁紧槽内。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本发明提出的刺针，工作区采用变截面三棱柱结构，其上所有钩齿呈现出螺旋等距上升形式，使得针刺时每个钩齿都能够起到缠结纤维的作用，受力均匀，分布也更均匀，缠结更多纤维，也可以提升织物的密度和强度；

(2)本发明提出的刺针，钩齿为正反向交替形式，刺入及刺出纤维预制体时，都将起到牵引纤维参与固结的作用，并且针刺过程中针刺可以360°旋转，可以增强纤维缠结率；

(3)本发明提出的刺针，针尖头及工作区采用纯陶瓷材质或者表面进行了喷涂陶瓷工艺处理，耐磨、耐高温、耐腐蚀，解决了金属磨损产生金属夹杂的问题，同时也改善了因为磨损频繁换针效率低下的问题，提高了整体生产效率，具有一定的经济效益；

(4)本发明提出的刺针，整体采用分体式设计，拆卸更换方便，一般只需要更换陶瓷正反交替钩刺针体，其余结构可循环使用，避免浪费。且只在陶瓷正反交替钩刺针体上采用优质材料及加工工艺，节约成本；

(5)本发明提出的刺针，可以随时利用刺针本身机构调节针深，极大地解决了针刺机调节针深麻烦的问题，也适用于无剥网板工装的针深调节；

(6)本发明提出的刺针针板，可以更好的辅助刺针在工作中使进行旋转，从而更好的增强纤维缠结率，并可以较方便的卡住锁紧装置以及针杆，从而使锁紧装置不会随着针杆一起转动。

附图说明

图1为本发明刺针装置立体结构图。

图2为本发明刺针装置剖视图。

图3为本发明的陶瓷正反交替钩刺针体结构图。

图4为本发明的陶瓷正反交替钩刺针体工作区钩齿位置示意图。

图5为本发明的陶瓷正反交替钩刺针体工作区钩齿位置示意图。

图6为本发明的陶瓷正反交替钩刺针体针尖头放大图。

图7为本发明的针体加持头立体结构图。

图8为本发明的针体加持头剖视图。

图9为本发明的加持头锁紧杆结构图。

图10为刺针体端部结构示意图。

图11为本发明的锁紧装置局部放大图。

图12为锁紧块结构示意图。

图13为钩齿局部示意图。

图14为钩齿局部示意图。

图15为固定针板的局部放大图。

图16为本发明刺针装置安装完成状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1-15，一种刺针装置，刺针采用分体式结构，包括陶瓷正反交替钩刺针体1、夹持头锁紧杆2、针体夹持头3、针杆4、锁紧装置5以及固定针板6。陶瓷正反交替钩刺针体1尾端置于针体加持头3内，针体加持头3置于夹持头锁紧杆2与主针杆4之间，夹持头锁紧杆2与主针杆4之间通过螺纹连接。通过拧紧螺纹，能够将陶瓷正反交替钩刺针体1锁紧，针杆4与锁紧装置5之间通过销轴连接，保证针杆可以自由转动，锁紧装置5通过锁紧块锁紧在固定针板6上。

结合图10-12，所述针杆4的顶部包括一小径段41，所述小径段41上开设有销轴孔42，所述刺针装置还包括锁紧装置5，所述锁紧装置5包括锁紧环56、两个锁紧块51(对称设置)、销轴54、3个锁紧弹簧52、缓冲绵55，所述锁紧块51的一端包括一缺口，锁紧环56的两侧设置有锁紧孔53，所述锁紧块51的缺口端与所述锁紧孔53配合，所述3个锁紧弹簧52和缓冲绵55连接于所述锁紧块51的另一端的端面之间，所述小径段41伸入最下方的缓冲绵55内后被销轴54穿过销轴孔42限位，销轴54穿过销轴孔42后，针杆4即可实现360°旋转，极大地增加了钩齿的带纤面积。且主针杆内孔深度大于尾部加持段的长度，以便于能通过锁紧装置5自身调节针深，适用于无剥网板型工装。

分体式结构，拆卸更换方便，一般只需要更换最易损坏的陶瓷正反交替钩刺针体1，其余结构可循环使用，避免浪费。且只在陶瓷正反交替钩刺针体1上采用优质材料及加工工艺，节约成本。在针刺机使用过程中，当个别刺针损坏需要更换时，不需要拆装针板就可以完成刺针更换工作，更加的高效便利，降低了工作量，提高了经济效益。

结合图3-6，陶瓷正反交替钩刺针体1一体成型，包括针尖头11、工作区12、过渡段13和尾部加持段14。针尖头11顶部制成球面与工作区12之间相切圆滑过渡，刺入时可以减少对纤维层的损伤。工作区12和尾部加持段14之间通过过渡段13圆滑相切过度。过渡段13大端面直径大于针体夹持头3内孔直径，小于夹持头锁紧杆2锁紧端21入口直径。尾部加持段14为圆柱体，直径略小于针体加持头3内孔直径，长度小于针体加持头3内孔深度。

其中，所述的针尖头11及工作区12为纯陶瓷材质或者表面进行喷涂陶瓷工艺处理。陶瓷层具有耐磨、耐高温、耐腐蚀等优良特性。磨损产生的杂质不夹杂金属，解决了金属夹杂影响纤维预制体性能的问题。相对于金属刺针，更加耐磨损，减少了停机更换刺针的频率，生产效率更高，更加的节约成本。

工作区12为变截面三棱柱，截面三角形从针尖头11到过渡段13方向连续增大，三个棱边采用圆角结构，减少刺入时对纤维的损伤。在工作区12变截面三棱柱上设置有若干个钩齿121，钩齿121为“3”字形开口结构，如图13-14所示，正反向钩齿交替，刺入及刺出纤维预制体时，都将起到牵引纤维参与固结的作用，可以增强纤维缠结率。设计的“3”字形状从针尖头11到过渡段13方向渐进式增大，可以确保工作区强度稳定的前提下，使得刺入刺出时储存更多纱线，而开口边缘一圈圆角光滑过渡，可以减少对纱线的磨损。钩齿121在每个棱边长度上等距布置，相邻棱柱上钩齿121错位等距布置，所有钩齿121呈现出螺旋等距上升形式，确保各个钩齿121不在同一个横截面了，这样工作时每个钩齿121都能够起到缠结纤维的作用，同时可以确保工作区强度更高，可以拥有更长使用寿命。

结合图7-8，夹持头锁紧杆2包括锁紧端21和连接端22。锁紧端21内形面23采用锥面设计，连接端22内形面与主针杆4采用螺纹24连接。连接端22外形面采用等边六棱柱结构，安装拆卸时更加方便。

结合图9，针体夹持头3包括卡爪31和圆柱尾段32。卡爪31为相互不连接的均分段组成，确保夹持时受力均匀，夹持更稳。卡爪31大端面直径大于主针杆4内孔直径。圆柱尾段32外径小于主针杆4内孔直径，长度小于主针杆4内孔深度。

结合图15-16，所述固定针板6，由锁紧槽61(两个对称设置)、针孔62和滚珠63组成，图中固定针板6上开设有针孔62，64为固定针板6上表面，65为固定针板6下表面，刺针装配到固定针板6上时，按压两个锁紧块51后(锁紧弹簧52压缩，锁紧块51之间距离变小)使得所述锁紧装置5穿过针孔62后转动锁紧装置5能够使得锁紧块51卡入锁紧槽61内，具体地，先将锁紧块51装配到锁紧槽61的竖卡槽内，并旋转刺针，最终将锁紧块51连同刺针锁紧在锁紧槽61的横卡槽内，从而牢牢锁住刺针，由于滚珠63和销轴41的作用，针杆4能连同下方陶瓷正反交替钩刺针体1一起转动，保证钩齿121能够在所在竖直维度上，360°圆形区域内都能带纤，增加了刺针的带纤量。锁紧装置5可以极为方便的固定在锁紧槽61内，增加了安装刺针的简易性，滚珠63可以使刺针更好的360°进行旋转(所述滚珠63安装在刺针孔61四周的环形槽内)，使钩齿的带纤量增大，增加了纤维的缠节性，所述滚珠62采用不锈钢以防止生锈影响针杆4转动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种刺针装置，其特征在于，所述刺针采用分体式结构，包括陶瓷正反交替钩刺针体(1)、夹持头锁紧杆(2)、针体夹持头(3)、针杆(4)，

所述陶瓷正反交替钩刺针体(1)尾端置于针体加持头(3)内，所述针体加持头(3)置于夹持头锁紧杆(2)与针杆(4)之间，所述夹持头锁紧杆(2)位于针体加持头(3)和针杆(4)的外部，所述夹持头锁紧杆(2)与针杆(4)之间通过螺纹连接，所述陶瓷正反交替钩刺针体(1)的一端伸入所述针体夹持头(3)内，通过拧紧所述夹持头锁紧杆(2)的螺纹，能够将陶瓷正反交替钩刺针体(1)锁紧。

2.根据权利要求1所述的刺针装置，其特征在于：所述夹持头锁紧杆(2)包括锁紧端(21)和连接端(22)，所述夹持头锁紧杆(2)包括一贯穿锁紧端(21)和连接端(22)的内孔，锁紧端(21)对应的内孔内形面(23)采用锥面设计，连接端(22)对应的内孔内形面设置有连接端螺纹(24)，所述夹持头锁紧杆(2)通过所述连接端螺纹(24)与针杆(4)连接。

3.根据权利要求2所述的刺针装置，其特征在于：所述针体夹持头(3)包括卡爪(31)和圆柱尾段(32)，所述卡爪(31)沿周向包括多个相互不连接的均分段，所述圆柱尾段(32)伸入所述针杆(4)内孔设置，圆柱尾段(32)外径小于针杆(4)内孔直径、长度小于针杆(4)内孔深度，所述卡爪(31)与圆柱尾段(32)连接处的大端面直径大于针杆(4)内孔直径。

4.根据权利要求3所述的刺针装置，其特征在于：所述陶瓷正反交替钩刺针体(1)一体成型，包括针尖头(11)、工作区(12)、过渡段(13)和尾部加持段(14)，所述针尖头(11)的顶部制成球面与工作区(12)之间相切圆滑过渡，工作区(12)和尾部加持段(14)之间通过过渡段(13)圆滑相切过度，过渡段(13)与尾部加持段(14)连接处的大端面直径大于所述针体夹持头(3)的内孔直径、小于夹持头锁紧杆(2)锁紧端(21)入口直径，所述尾部加持段(14)为圆柱体，直径小于针体加持头(3)内孔直径，长度小于针体加持头(3)内孔深度和所述主针杆(4)内孔深度。

5.根据权利要求4所述的刺针装置，其特征在于：所述针尖头(11)及工作区(12)为纯陶瓷材质或者表面进行喷涂陶瓷工艺处理。

6.根据权利要求5所述的刺针装置，其特征在于：所述工作区(12)为变截面三棱柱，截面三角形从针尖头(11)到过渡段(13)方向连续增大，三棱柱三个棱边采用圆角结构。

7.根据权利要求6所述的刺针装置，其特征在于：所述工作区(12)变截面三棱柱上设置有多个钩齿(121)，所述钩齿(121)在每个棱边长度上等距布置，相邻棱柱上的钩齿(121)错位等距布置，所有钩齿(121)呈现出螺旋等距上升形式。

8.根据权利要求7所述的刺针装置，其特征在于：所述钩齿(121)为“3”字形开口结构，每个“3”字形开口结构包括一组正反向的钩齿，钩齿的开口边缘一圈圆角光滑过渡，所述钩齿(121)从针尖头(11)到过渡段(13)方向渐进式增大。

9.根据权利要求8所述的刺针装置，其特征在于：所述针杆(4)的顶部包括一小径段(41)，所述小径段(41)上开设有销轴孔(42)，所述刺针装置还包括锁紧装置(5)，所述锁紧装置(5)包括锁紧环(56)、两个锁紧块(51)、销轴(54)、多个锁紧弹簧(52)、缓冲绵(55)，所述锁紧块(51)的一端包括一缺口，锁紧环(56)的两侧设置有锁紧孔(53)，所述锁紧块(51)的缺口端与所述锁紧孔(53)配合，所述多个锁紧弹簧(52)和缓冲绵(55)连接于所述锁紧块(51)的另一端的端面之间，所述小径段(41)伸入最下方的缓冲绵(55)内后被销轴(54)穿过销轴孔(42)限位。

10.根据权利要求9所述的刺针装置，其特征在于：所述刺针装置还包括固定针板(6)，所述固定针板(6)上开设有针孔(62)，针孔(62)侧壁开设有两个锁紧槽(61)和多个滚珠(63)，按压两个锁紧块(51)后使得所述锁紧装置(5)穿过针孔(62)后转动锁紧装置(5)能够使得锁紧块(51)卡入锁紧槽(61)内。

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