中國(guó)鞋史系列篇之
——制鞋設(shè)備原理發(fā)展史

1845年縫紉機(jī)的發(fā)明，使鞋幫的生產(chǎn)效率有了大幅度的提高；1858 年單線鏈?zhǔn)絻?nèi)線機(jī)的發(fā)明，使鞋幫與鞋底的縫合開始擺脫笨重的手工操作；1876 年裁料機(jī)的發(fā)明，使刀模裁料開始代替剪刀裁料；1883 年繃幫機(jī)的發(fā)明，使鞋幫與內(nèi)底連接的操作可在短時(shí)間完成；1887 年釘跟機(jī)的發(fā)明，使鞋跟與內(nèi)底的釘合擺脫了用鐵錘的捶打……100 多年來(lái)，各種皮鞋設(shè)備的不斷發(fā)明和提高，使80 多種鞋機(jī)徹底改變了制鞋工業(yè)落后的生產(chǎn)面貌，實(shí)現(xiàn)了皮鞋現(xiàn)代化的宏偉目標(biāo)。

按照機(jī)械性質(zhì)分類，80 多種皮鞋設(shè)備主要包括裁料機(jī)械、片削機(jī)械、磨削機(jī)械、成型機(jī)械、縫紉機(jī)械、繃幫機(jī)械、縫底機(jī)械、粘底機(jī)械、輸送機(jī)械等設(shè)備。這些設(shè)備的工作原理，與不同皮鞋工藝的特點(diǎn)密不可分。所以，研究皮鞋設(shè)備的工作原理，對(duì)于提高制鞋設(shè)計(jì)、制鞋工藝、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。特別是對(duì)與制鞋工藝有密切關(guān)系的裁料機(jī)、縫幫機(jī)、成型機(jī)、繃幫機(jī)、縫底機(jī)、粘底機(jī)、模壓機(jī)等設(shè)備的研究和探索，更是當(dāng)前鞋業(yè)之要?jiǎng)?wù)。

1）裁料機(jī)原理的形成與發(fā)展

裁料機(jī)械的工作原理由沖板、刀模、砧板三者形成，也就是說(shuō)，當(dāng)沖板快速?zèng)_擊刀模后，刀模刃部被切入砧板上的鞋材料，因?yàn)榈赌Ｈ胁康男螤钆c鞋件形狀相同，于是瞬間裁切成鞋件。其裁料程序是：將鞋料鋪平于砧板→將刀模置于鞋料→操縱沖板下降→快速?zèng)_擊刀模→刀刃切透鞋材→沖板上升→取出刀模和鞋件→一個(gè)程序完成。裁料機(jī)傳動(dòng)原理，由機(jī)械式發(fā)展到液壓式，以適應(yīng)高噪音到低噪音的需要；結(jié)構(gòu)原理由擺動(dòng)沖頭發(fā)展到移動(dòng)沖頭和固定沖頭，以適應(yīng)從真皮選料到合成材料的選料變化；裁料機(jī)的工作原理，由刀模化發(fā)展到無(wú)刀?；?，以適應(yīng)激光、數(shù)控等新技術(shù)的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化裁料。

2）縫幫機(jī)原理的形成與發(fā)展

縫幫機(jī)是工業(yè)縫紉機(jī)的一種。由于鞋幫材料厚度較大、線跡復(fù)雜、鞋款多變，決定了縫幫機(jī)原理的發(fā)展較快。線跡，是線縫的基本單元，是機(jī)針每刺透一次縫料和完成一個(gè)工作循環(huán)后使上下縫線交織在一起的鎖式軌跡。線跡的種類較多，主要有單線鏈?zhǔn)?、雙線鎖式、包縫鏈?zhǔn)降?，以鎖式應(yīng)用最多。線跡除了縫合和連接作用外，還具有加固和裝飾的作用。雙線鎖式線跡主要由機(jī)針、上線（針線）、下線（底線）、鞋料、梭子、壓腳、送料牙等基本元素形成。其機(jī)型，由20 世紀(jì)70 年代之前的老式低速圓臺(tái)（大軸）縫紉機(jī)，發(fā)展到新型圓臺(tái)縫紉機(jī)、高臺(tái)縫紉機(jī)、平臺(tái)縫紉機(jī)、單針縫紉機(jī)、雙針縫紉機(jī)、曲線縫紉機(jī)、粗線縫紉機(jī)、起埂縫紉機(jī)、拉鏈縫紉機(jī)、電腦縫紉機(jī)等多種機(jī)型?？p幫機(jī)的縫速?gòu)?0世紀(jì)60 年代的1400 針/min，逐漸提高到2500 針/min，使生產(chǎn)效率有了大幅度提高。

3）成型機(jī)原理的形成與發(fā)展

皮鞋的造型美，體現(xiàn)在諸如內(nèi)底成型、主跟成型、繃幫成型、外底成型等多個(gè)方面，其成型原理為模塑，是在成型機(jī)的模具中完成的。特別是內(nèi)底部件的成型，已成為皮鞋快速定型最重要條件之一。把內(nèi)底成型為與鞋楦底部曲面相吻合的形狀，對(duì)于繃幫的成型和穿著的舒適性具有決定性作用。手工繃幫工藝中的內(nèi)底是在濕潤(rùn)狀態(tài)下一邊繃幫一邊成型的，然后仍須經(jīng)過(guò)20小時(shí)以上的定型過(guò)程，而機(jī)器繃幫工藝中的內(nèi)底則是提前定型的，所以生產(chǎn)效率極高。內(nèi)底成型從20 世紀(jì)70 年代前的手動(dòng)滾壓成型，發(fā)展到20 世紀(jì)80 年代中期后的模壓成型、自動(dòng)模成型經(jīng)歷了從古老到現(xiàn)代的超越過(guò)程，其機(jī)型有普通內(nèi)底成型機(jī)、半自動(dòng)內(nèi)底成型機(jī)、全自動(dòng)內(nèi)底成型機(jī)三種機(jī)型。無(wú)論那種機(jī)型，其模具的結(jié)構(gòu)皆由底模和楦模組成。自動(dòng)內(nèi)底成型機(jī)在模具上增加了調(diào)碼器、彈出器。全自動(dòng)內(nèi)底成型機(jī)的工作程序是：手工碼料→自動(dòng)送料→高壓成型→自動(dòng)開?！詣?dòng)出模→自動(dòng)碼放等過(guò)程。

4）繃幫機(jī)原理的形成與發(fā)展

繃幫機(jī)，就是把鞋幫繃緊成型在鞋楦上并與內(nèi)底連接的鞋機(jī)，有繃前幫機(jī)、繃中幫機(jī)、繃后幫機(jī)、繃中后幫機(jī)等機(jī)型，但最復(fù)雜的繃幫原理是繃前幫機(jī)。手工繃幫的工藝程序有楦上釘內(nèi)底、修內(nèi)底、套鞋幫、釘子定位、鉗幫、打釘、成型、定型等?？嚽皫蜋C(jī)的基本原理是先把夾幫定位后繃緊前幫，然后在內(nèi)底邊噴涂粘合劑，最后夾緊前幫、折彎幫腳與內(nèi)底粘合。這個(gè)原理的核心是夾鉗、底托、噴膠器、束緊器、模板、壓緊器六個(gè)要素。多個(gè)夾鉗形成內(nèi)底前頭的形狀，共同夾住前幫幫腳；當(dāng)?shù)淄猩痦斪⌒笗r(shí)，前幫被緊繃在鞋楦上；當(dāng)確認(rèn)前幫繃緊無(wú)誤后噴膠器在內(nèi)底邊緣涂層粘合劑；束緊器將前幫緊緊圍住、模板將幫腳折彎到內(nèi)底上、壓緊器壓緊鞋楦使幫腳粘在內(nèi)底上。此繃幫原理的噴膠器、束緊器、模板、壓緊器同樣運(yùn)用于繃中幫機(jī)和繃后幫機(jī)上。在繃前幫機(jī)的發(fā)展史上，夾鉗由5 鉗發(fā)展到7 鉗和9 鉗，以求提高繃幫質(zhì)量。繃中幫和繃后幫的原理，與繃前幫相似，但較簡(jiǎn)單?？嚽皫偷墓に嚦绦蚴牵禾浊皫陀谛浮般Q定位→側(cè)鉗夾幫→托底繃幫→噴粘合劑→束緊前幫→幫腳折彎→加壓粘合→機(jī)器復(fù)位。

繃幫機(jī)傳動(dòng)原理有機(jī)械傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。無(wú)論那種傳動(dòng)方式，機(jī)器的基本原理和工藝程序都沒(méi)有改變。唯一改變的是機(jī)械傳動(dòng)漸漸被淘汰，控制方式由繼電器控制發(fā)展到數(shù)控、傳感器等更先進(jìn)的自動(dòng)化控制方式。

5）縫底機(jī)原理的形成與發(fā)展

機(jī)械傳動(dòng)的縫底機(jī)，是把鞋幫與內(nèi)底、沿條或中底、外底縫合為一體的設(shè)備，也是縫制皮鞋的關(guān)鍵設(shè)備?？p底機(jī)因皮鞋結(jié)構(gòu)的不同，分為縫內(nèi)線機(jī)、縫外線機(jī)、縫沿條機(jī)等多種機(jī)型?？p內(nèi)線，是從鞋幫內(nèi)腔把鞋底縫合為一體，鞋幫內(nèi)和鞋底外均呈現(xiàn)出線跡；縫外線，是從鞋幫外把鞋底縫合為一體，鞋幫外和鞋底外均呈現(xiàn)出線跡；縫沿條，是從沿條外把鞋幫腳縫合為一體，沿條和幫腳均呈現(xiàn)出線跡。線跡的差別，決定了縫制原理的不同。

縫內(nèi)線機(jī)的線跡，有單線鏈?zhǔn)骄€跡和雙線鎖式線跡兩種類型，后者應(yīng)用多于前者。單線鏈?zhǔn)骄€跡的原理，是由一條線形成的，即帶鉤的機(jī)針下行時(shí)穿透縫料并將縫線勾至上限，縫料前進(jìn)一個(gè)針距，機(jī)針下行至下限時(shí)由繞線輪繞線，機(jī)針升起時(shí)穿過(guò)環(huán)線，形成一個(gè)像鏈條一樣的鏈?zhǔn)骄€跡。這樣的線跡表面高低不平，多用于鞋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，如模壓鞋等。雙線鎖式線跡的原理，是由上下兩條線形成的，其形成程序是：帶鉤機(jī)針下行穿透縫料、繞線管把下線繞到機(jī)針上、鉤針勾起下線升起、梭子尖挑起上線成環(huán)線、下線套過(guò)環(huán)線、縫料前進(jìn)一個(gè)針距、上下線在縫料的中部交織、剎線器將線跡拉緊形成鎖式線跡。這樣的線跡表面平整美觀，多用于鞋結(jié)構(gòu)的外部，如沿條機(jī)等。自從20 世紀(jì)50 年代至今，縫底機(jī)的原理基本沒(méi)有改變，但是設(shè)備的精準(zhǔn)度和可靠性卻有極大的提高。

6）粘底機(jī)原理的形成與發(fā)展

粘底機(jī)的工作原理，廣泛用于膠粘皮鞋工藝，也即幫腳、內(nèi)底、外底三者的粘合。該工作原理的三要素是：粘合面、粘合劑、粘合力，也即粘合表面要粗糙、粘合劑使用要正確、粘合壓力要足夠。其中的粘合力正是來(lái)自粘底機(jī)，也即膠粘壓合機(jī)。其工作原理是幫腳、內(nèi)底、外底三者是在膠粘壓合機(jī)的模具中受壓力而粘合的。膠粘壓合的工作程序是：粘合面粗化、刷粘合劑、粘合面活化、預(yù)粘合、入粘合模具、加壓粘合。加壓粘合也有三要素，就是壓力要足夠、受力要均勻、受力時(shí)間要充分。從20 世紀(jì)70年代開始興起膠粘皮鞋工藝后，粘底設(shè)備經(jīng)歷了氣動(dòng)壓合機(jī)的氣囊模具和液動(dòng)壓合機(jī)的組合模板兩個(gè)階段。氣囊模具是在充氣后，加壓于外底表面，但因壓力的不足于20 世紀(jì)80 年代后被逐漸淘汰；組合模板由多個(gè)不同的模板組成，分別對(duì)外底表面形成均勻而強(qiáng)大的壓力，而今仍被廣泛應(yīng)用。無(wú)論是氣動(dòng)粘底機(jī)還是液動(dòng)粘底機(jī)，其粘底工作機(jī)構(gòu)都主要由一雙壓模和一對(duì)前后壓柱組成。

7）模壓機(jī)原理的形成與發(fā)展

模壓皮鞋鞋底的成型并與鞋幫腳的連接，是在硫化模具內(nèi)同時(shí)進(jìn)行的，由此形成了模壓皮鞋工藝和機(jī)器設(shè)備的基本原理。硫化模具的結(jié)構(gòu)由固定底模、滑動(dòng)邊模、鋁制楦模三者形成硫化的型腔；模壓皮鞋的原理是：加熱外底模具→置入硫化橡膠→鞋幫套入鋁制楦?！c外底模具配合→硫化成型；模壓機(jī)的原理是：將外底模具的邊模閉合→鋁制楦模壓向外底模具→形成模具型腔→施加硫化壓力。20 世紀(jì)70 年代前所使用的是手動(dòng)模壓機(jī)，模具邊模為手動(dòng)開合，鋁制楦模為手動(dòng)升降。當(dāng)使用液壓模壓機(jī)后，模具邊模和鋁制楦模的開合與升降均為液壓缸推動(dòng)，至今仍在廣泛應(yīng)用。

縱觀100 多年來(lái)，皮鞋設(shè)備的基本原理變化較小，變化較大的表現(xiàn)在機(jī)器結(jié)構(gòu)和控制等方面，使其運(yùn)行更可靠、操作更簡(jiǎn)捷、生產(chǎn)效率更高，皮鞋質(zhì)量更好。

（下期刊載《機(jī)器制鞋技術(shù)發(fā)展史》）