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游絲是怎樣煉成的

來源: 作者: 瀏覽:- 發布日期:2017-09-06 09:50:00 【

游絲(Hairspring)是一種具有戰略意義的機芯零件,即便在瑞士,能夠生產游絲的公司也寥寥無幾,因為那是一個復雜的、勞動密集的、蒙著神秘色彩的過程。很少有制造商會敞開大門,展示他們的工作方式。



       游絲雖然直徑僅有1厘米,但卻是腕表機芯跳動的心臟。業內共識,克里斯蒂安·惠更斯于1675年發明了首枚帶有擺輪(Balance Wheel)和游絲的機芯。自此以往,后繼者蕭規曹隨,腕表調速機構的變化甚小。擒縱推動擺輪,反之,受到擺輪的約束。擺輪的振動調節時間的流動:擺輪每擺動一次,齒輪系前進一定距離。它的作用,類似于時鐘鐘擺的作用。纖薄的盤繞游絲,確保擺輪以恒定的頻率來回擺動。



生產過程

       傳統的游絲由鐵鎳合金,如Nivarox制成,其彈性幾乎不受溫度的影響。Nivarox是Nicht Variabel Oxydfest(不可變,不氧化)的縮寫,這種合金與瑞典諾貝爾獎得主查爾斯·埃杜德·紀堯姆發明的Invar合金(FeNi36%)屬于同類。



       若想制造游絲,首先要結合高技術工業精密和手工作業,憑借超精密金屬層壓技術,生產出可鍛造的金屬片。通過連續的步驟將金屬絲變成細游絲需要數天的時間。容差通常低于0.1微米(100納米),因為游絲輪廓的細微變化都會對腕表性能產生影響。這項技術眾所周知,差異之處在于滿足必要精度的商業秘密。

       游絲的制造過程涉及多個質量程序、質量控制、清潔和熱處理等等。以下僅列出主要的生產步驟:

拉絲



用于逐漸縮減合金線直徑的金剛石模具



多種不同的,用于拉伸游絲的金剛石模具

       一切都從直徑0.6毫米的鐵鎳合金線開始,根據所需游絲,合金線被精確拉伸至60-70微米(即0.06-0.07毫米)。然后通過多個金剛石模具(連續20次),逐漸縮小其直徑以達到最終寬度。想要拉出超過1千米的合金線,大概需要兩周的時間,特別是合金線越長,每次拉絲耗時越久。

小貼士:拉伸后的游絲直徑相差0.3微米,作用在機芯上,其速率變化可達每天300秒。

輥壓扁平



合金線裝在輥軸上



扁平合金線的尺寸也由激光控制

       在這個階段,合金線還是圓的,然后需要將其輥成矩形條帶。合金線通過精密輥軸壓平,結果用激光測量。如果檢測到任何差異,機器可自行校正。這是生產過程中最微妙的步驟之一,精度至關重要,因為0.1微米差異會導致機芯每天200/300秒的速率變化。

切削

       接著將合金線切成規律線段,注意要比最終游絲的期望長度稍長,以便進行調整,這可能是生產過程中最簡單的步驟。

卷繞/熱處理

       進行熱處理之前,需要將其卷繞成螺旋形(通常每次4條),以確保它們維持形狀,并增強其機械性能。



游絲卷繞后用于熱處理的烤爐

       通過搖動盒子將它們分散開來。與所有其他操作的執行方式相比,這是一個非常傳統而簡單的過程,但仍然是最有效的方法。根據每條游絲的規格,使用切割工具(內切)調整內部尺寸。

分類/配對

       檢查擺輪和游絲,并測試其性能,以便分類(擺輪按慣性,游絲按強度)進而配對。如果需要,可以借助激光制導工具,對擺輪慣性進行調整平衡。



焊接

       激光焊接——將游絲固定在擺輪樞軸上。然后檢查游絲長度,如果需要,進行切割(外切割)。

補足配平

       檢查并調整擺輪及游絲旋轉方式,以至平衡。

塑造末端曲線



塑造末端曲線



帶有末端曲線的游絲

       末端曲線允許游絲同心擴展和收縮。由于難以精確地塑造這樣的小曲線,所以這是一步非常微妙的操作。需得手工作業,以平游絲為例。采用特定工具按壓游絲末端,按照具體分類樣式標準,塑造末端曲線。


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