论文部分内容阅读
摘 要：游丝是机械手表中的核心部件之一，是表的动力来源，其生产工艺已很成熟，但在生产中存在一些关键性的技术问题及管理问题，本文主要是根据生产实践经验而写。
关键词：游丝；手表；热处理；轧制；3J53
中图分类号：TG15文献标识码： A 文章编号：
游丝是一种很细的弹簧。通常以钢作为材质，盘绕在摆轮周围。游丝有效长度的变化决定了摆轮的惯性力矩与振幅周期。用金属细丝经冷轧、绕丝、定形而成的阿基米德螺旋状盘簧，是一种能产生反作用力矩的弹性元件。游丝按用途可分为测量游丝和接触游丝，测量游丝用于钟表与摆轮组成振动系统，获得一定的振动周期,以达到精确计时的目的。接触游丝则常用于百分表和千分表等仪表机构，其作用是使齿轮在传动时始终保持单向啮合，消除齿轮侧隙可能产生的传动空程。
手表的质量好坏关键是手表走时的稳定性，其稳定性主要取决于手表的核心部件---游丝，因此游丝的生产至关重要，我们在生产中应抓住以下几点：
1．原材料的要求
游丝的原材料是3J53，他是一种恒弹性合金材料，其化学成分见表1.
表1
其材料是从钢厂直接采购，因此需要彼此合作，对冶炼有特殊要求，首先使用真空炉冶炼，再用电渣炉重熔，然后用真空自耗炉重熔，这样可使合金中的氧化物、硫化物和氮化物夹杂量大大减少，这样做虽然材料成本高些，但就游丝整体生产而言，其材料成本占游丝的生产成本很小，因此材料一定要用好的。
2．原料的入厂检验
3J53原料是以Φ0.8盘圆丝料进厂，进厂后严格检查表面，应无裂纹、耳子、严重的凹痕、鳞屑、毛刺、裂边存在。同时取样做抗拉强度实验，抗拉强度一般在140kg／mm2以上为合格。
3. 固熔处理
工艺为1000~1050℃下6~7分钟，本厂固熔炉是盐浴炉，冷却液是盐水。固熔后的抗拉强度为70kg／mm2，做固熔处理有三个目的，一是熔解组织中的化合物，使其回熔到晶体中去并固定在晶体中；二是通过处理将原拉拔过程中造成的金属组织中的微裂纹进行修复，使其组织结构均匀；三是软化，为拉丝做好准备。
4. 拉丝处理
拉拔丝主要是改变丝径，但只是这样认为就是错误的，会误导操作者以最大形变量进行拉拔，往往为了提高速度认为拉不断就行，熟不知这样做是对材料的最大破坏，导致晶格破碎，位错交割过量，出现微裂纹，以至于最终游丝质量不稳定。卷进角离散度大，给切外端合档造成困难，因此我们不主张拉拔丝工序进行计件工资。
根据我们多年来的生产经验，我们认为拉拔丝的断面收缩率应该在9~11%为宜，这样虽然拉拔道次增加，成本增加，但是游丝的质量大大的提高，等时性明显提高。
5．轧制处理
拉丝后进行轧制压扁，此工序除了要求尺寸达到要求，更重要的是丝面的平行。轧辊的调整，要将两个轧辊调平行，因为轧扁后的尺寸较小，所以不宜调整。我们用了一个最简单且实用的方法解决了这个问题，既将两根丝材同时轧入轧辊中，调整两边下压量使轧辊平行，如图1。单丝调整容易出现楔字形，丝材不饱满，双丝调整可保证丝面平行，材料饱满。
图1：单丝调整双丝调整
6. 定型处理
定型顾名思义是固定形状，通过加热使形状完全符合阿基米德螺线，定型制度的确定是保证游丝质量的重要因素，我们认为低温长时间定型是可取的。因为低温可以提高游丝的刚性，刚性好的游丝对手表的六面走时有好处。另外，有许多人用定型温度来调整卷进角，我们认为是不对的，因为那样高温时就有可能破坏游丝的刚性，虽然游丝能用，但会使手表的等时性变差。因此我们的原则是在保证固定形状的条件下，最大限度的调低温度，以保证游丝的刚性，而调整卷进角大小的问题尽可能的不要在定型工序调整，前几道工序做好了就会保证。我们经过多年的时间和探讨，定型条件为740℃下40分钟，高温取出后风冷至常温。
7. 内桩的选择
内桩是游丝和摆轮的连接体，内桩的形状及加工精度对摆轮系统有一定的影响，通常内桩是圆内桩和三角桩。圆内桩因其装丝复杂，稳定性差等原因已不被使用，三角桩克提高生产效率，降低了对工人技术熟练程度要求。同时改善了手表的位差和等时性。但是因三角桩的加工精度要求很高，形状复杂，一般设备达不到要求，现今国内中低端手表使用的三角状加工设备全部是80年代从瑞士引进的特制T3自动车床，直到如今国产的自動车床也无法达到可以生产三角桩的能力，因此三角桩本身应有的优点显示不出来。直至近几年四角桩的出现使这一问题得到了解决，如图2，它使得游丝装配简单，平度好，由于采用焊接所以牢固度高，有效直径小所以稳定性强，四角桩不仅具有三角桩的优点更重要的是它的平衡性特别好，而且加工难度低，精度相对低，只要同轴度好，四瓣均匀就可以达到要求。
8. 结论
游丝是手表的心脏，他的质量决定手表的走时准确性，经过多年的总结，我们认为原料成分的准确及冶炼工艺的稳定不可从简，冷加工阶段要科学的拉拔，不能以拉不断为制造标准，该工序不可以计件工资，轧制工序要调平行上下轧辊使轧出的丝上下面平行，丝材饱满。定型温度采用较低的温度，保证游丝的刚性，切不可用定型温度来调整卷进角。四角桩因其独特的优点将取代圆内桩、三角桩。
参考文献：
[1].《钟表生产手册》
[2].《机械计时仪器》
关键词：游丝；手表；热处理；轧制；3J53
中图分类号：TG15文献标识码： A 文章编号：
游丝是一种很细的弹簧。通常以钢作为材质，盘绕在摆轮周围。游丝有效长度的变化决定了摆轮的惯性力矩与振幅周期。用金属细丝经冷轧、绕丝、定形而成的阿基米德螺旋状盘簧，是一种能产生反作用力矩的弹性元件。游丝按用途可分为测量游丝和接触游丝，测量游丝用于钟表与摆轮组成振动系统，获得一定的振动周期,以达到精确计时的目的。接触游丝则常用于百分表和千分表等仪表机构，其作用是使齿轮在传动时始终保持单向啮合，消除齿轮侧隙可能产生的传动空程。
手表的质量好坏关键是手表走时的稳定性，其稳定性主要取决于手表的核心部件---游丝，因此游丝的生产至关重要，我们在生产中应抓住以下几点：
1．原材料的要求
游丝的原材料是3J53，他是一种恒弹性合金材料，其化学成分见表1.
表1
其材料是从钢厂直接采购，因此需要彼此合作，对冶炼有特殊要求，首先使用真空炉冶炼，再用电渣炉重熔，然后用真空自耗炉重熔，这样可使合金中的氧化物、硫化物和氮化物夹杂量大大减少，这样做虽然材料成本高些，但就游丝整体生产而言，其材料成本占游丝的生产成本很小，因此材料一定要用好的。
2．原料的入厂检验
3J53原料是以Φ0.8盘圆丝料进厂，进厂后严格检查表面，应无裂纹、耳子、严重的凹痕、鳞屑、毛刺、裂边存在。同时取样做抗拉强度实验，抗拉强度一般在140kg／mm2以上为合格。
3. 固熔处理
工艺为1000~1050℃下6~7分钟，本厂固熔炉是盐浴炉，冷却液是盐水。固熔后的抗拉强度为70kg／mm2，做固熔处理有三个目的，一是熔解组织中的化合物，使其回熔到晶体中去并固定在晶体中；二是通过处理将原拉拔过程中造成的金属组织中的微裂纹进行修复，使其组织结构均匀；三是软化，为拉丝做好准备。
4. 拉丝处理
拉拔丝主要是改变丝径，但只是这样认为就是错误的，会误导操作者以最大形变量进行拉拔，往往为了提高速度认为拉不断就行，熟不知这样做是对材料的最大破坏，导致晶格破碎，位错交割过量，出现微裂纹，以至于最终游丝质量不稳定。卷进角离散度大，给切外端合档造成困难，因此我们不主张拉拔丝工序进行计件工资。
根据我们多年来的生产经验，我们认为拉拔丝的断面收缩率应该在9~11%为宜，这样虽然拉拔道次增加，成本增加，但是游丝的质量大大的提高，等时性明显提高。
5．轧制处理
拉丝后进行轧制压扁，此工序除了要求尺寸达到要求，更重要的是丝面的平行。轧辊的调整，要将两个轧辊调平行，因为轧扁后的尺寸较小，所以不宜调整。我们用了一个最简单且实用的方法解决了这个问题，既将两根丝材同时轧入轧辊中，调整两边下压量使轧辊平行，如图1。单丝调整容易出现楔字形，丝材不饱满，双丝调整可保证丝面平行，材料饱满。
图1：单丝调整双丝调整
6. 定型处理
定型顾名思义是固定形状，通过加热使形状完全符合阿基米德螺线，定型制度的确定是保证游丝质量的重要因素，我们认为低温长时间定型是可取的。因为低温可以提高游丝的刚性，刚性好的游丝对手表的六面走时有好处。另外，有许多人用定型温度来调整卷进角，我们认为是不对的，因为那样高温时就有可能破坏游丝的刚性，虽然游丝能用，但会使手表的等时性变差。因此我们的原则是在保证固定形状的条件下，最大限度的调低温度，以保证游丝的刚性，而调整卷进角大小的问题尽可能的不要在定型工序调整，前几道工序做好了就会保证。我们经过多年的时间和探讨，定型条件为740℃下40分钟，高温取出后风冷至常温。
7. 内桩的选择
内桩是游丝和摆轮的连接体，内桩的形状及加工精度对摆轮系统有一定的影响，通常内桩是圆内桩和三角桩。圆内桩因其装丝复杂，稳定性差等原因已不被使用，三角桩克提高生产效率，降低了对工人技术熟练程度要求。同时改善了手表的位差和等时性。但是因三角桩的加工精度要求很高，形状复杂，一般设备达不到要求，现今国内中低端手表使用的三角状加工设备全部是80年代从瑞士引进的特制T3自动车床，直到如今国产的自動车床也无法达到可以生产三角桩的能力，因此三角桩本身应有的优点显示不出来。直至近几年四角桩的出现使这一问题得到了解决，如图2，它使得游丝装配简单，平度好，由于采用焊接所以牢固度高，有效直径小所以稳定性强，四角桩不仅具有三角桩的优点更重要的是它的平衡性特别好，而且加工难度低，精度相对低，只要同轴度好，四瓣均匀就可以达到要求。
8. 结论
游丝是手表的心脏，他的质量决定手表的走时准确性，经过多年的总结，我们认为原料成分的准确及冶炼工艺的稳定不可从简，冷加工阶段要科学的拉拔，不能以拉不断为制造标准，该工序不可以计件工资，轧制工序要调平行上下轧辊使轧出的丝上下面平行，丝材饱满。定型温度采用较低的温度，保证游丝的刚性，切不可用定型温度来调整卷进角。四角桩因其独特的优点将取代圆内桩、三角桩。
参考文献：
[1].《钟表生产手册》
[2].《机械计时仪器》