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    游丝是怎样炼成的

    来源: 作者: 浏览:- 发布日期:2017-09-06 09:50:00 【

    游丝(Hairspring)是一种具有战略意义的机芯零件,即便在瑞士,能够生产游丝的公司也寥寥无几,因为那是一个复杂的、劳动密集的、蒙着神秘色彩的过程。很少有制造商会敞开大门,展示他们的工作方式。


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           游丝虽然直径仅有1厘米,但却是腕表机芯跳动的心脏。业内共识,克里斯蒂安·惠更斯于1675年发明了首枚带有摆轮(Balance Wheel)和游丝的机芯。自此以往,后继者萧规曹随,腕表调速机构的变化甚小。擒纵推动摆轮,反之,受到摆轮的约束。摆轮的振动调节时间的流动:摆轮每摆动一次,齿轮系前进一定距离。它的作用,类似于时钟钟摆的作用。纤薄的盘绕游丝,确保摆轮以恒定的频率来回摆动。


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    生产过程

           传统的游丝由铁镍合金,如Nivarox制成,其弹性几乎不受温度的影响。Nivarox是Nicht Variabel Oxydfest(不可变,不氧化)的缩写,这种合金与瑞典诺贝尔奖得主查尔斯·埃杜德·纪尧姆发明的Invar合金(FeNi36%)属于同类。


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           若想制造游丝,首先要结合高技术工业精密和手工作业,凭借超精密金属层压技术,生产出可锻造的金属片。通过连续的步骤将金属丝变成细游丝需要数天的时间。容差通常低于0.1微米(100纳米),因为游丝轮廓的细微变化都会对腕表性能产生影响。这项技术众所周知,差异之处在于满足必要精度的商业秘密。

           游丝的制造过程涉及多个质量程序、质量控制、清洁和热处理等等。以下仅列出主要的生产步骤:

    拉丝


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    用于逐渐缩减合金线直径的金刚石模具


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    多种不同的,用于拉伸游丝的金刚石模具

           一切都从直径0.6毫米的铁镍合金线开始,根据所需游丝,合金线被精确拉伸至60-70微米(即0.06-0.07毫米)。然后通过多个金刚石模具(连续20次),逐渐缩小其直径以达到最终宽度。想要拉出超过1千米的合金线,大概需要两周的时间,特别是合金线越长,每次拉丝耗时越久。

    小贴士:拉伸后的游丝直径相差0.3微米,作用在机芯上,其速率变化可达每天300秒。

    辊压扁平


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    合金线装在辊轴上


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    扁平合金线的尺寸也由激光控制

           在这个阶段,合金线还是圆的,然后需要将其辊成矩形条带。合金线通过精密辊轴压平,结果用激光测量。如果检测到任何差异,机器可自行校正。这是生产过程中最微妙的步骤之一,精度至关重要,因为0.1微米差异会导致机芯每天200/300秒的速率变化。

    切削

           接着将合金线切成规律线段,注意要比最终游丝的期望长度稍长,以便进行调整,这可能是生产过程中最简单的步骤。

    卷绕/热处理

           进行热处理之前,需要将其卷绕成螺旋形(通常每次4条),以确保它们维持形状,并增强其机械性能。


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    游丝卷绕后用于热处理的烤炉

           通过摇动盒子将它们分散开来。与所有其他操作的执行方式相比,这是一个非常传统而简单的过程,但仍然是最有效的方法。根据每条游丝的规格,使用切割工具(内切)调整内部尺寸。

    分类/配对

           检查摆轮和游丝,并测试其性能,以便分类(摆轮按惯性,游丝按强度)进而配对。如果需要,可以借助激光制导工具,对摆轮惯性进行调整平衡。


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    焊接

           激光焊接——将游丝固定在摆轮枢轴上。然后检查游丝长度,如果需要,进行切割(外切割)。

    补足配平

           检查并调整摆轮及游丝旋转方式,以至平衡。

    塑造末端曲线


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    塑造末端曲线



    带有末端曲线的游丝

           末端曲线允许游丝同心扩展和收缩。由于难以精确地塑造这样的小曲线,所以这是一步非常微妙的操作。需得手工作业,以平游丝为例。采用特定工具按压游丝末端,按照具体分类样式标准,塑造末端曲线。


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