手把手教你手工制作机芯齿轮(多图慎入)

   日期:2018-01-02     来源:腕表之家    作者:许朝阳    浏览:144    评论:0    
核心提示:[腕表之家技术解析] 如今大批量零件多诉诸自动化机器,本文中我们将为大家介绍如何以手工方式制作机芯齿轮。以下为成品齿轮图示
     [腕表之家 技术解析] 如今大批量零件多诉诸自动化机器,本文中我们将为大家介绍如何以手工方式制作机芯齿轮。以下为成品齿轮图示:总长3.19毫米,齿顶圆直径1.044毫米,共8齿。现在,就让我们来详细了解制作这枚齿轮的所有步骤吧。

原料:直径2.5毫米的Sandvik 20AP高碳易切钢圆棒。高耐磨,加工精度高,热处理变形小,机械性能优越,广泛应用于精密钟零件制作。

加工过程:首先截取适当长度的圆棒。

将坯料切割调至恰当直径,最大的部分要刚好可以固定在齿轮加工机床夹具上,坯料两端长度适中,备用。

准备加工的齿轮坯料。

将坯料置于齿轮铣刀夹头上。

取用千分表检测坯料是否安置妥当,旋转坯料,千分表上的数值不应改变。

齿轮铣刀切割齿形,每次一个。

调整齿轮铣刀控制杆,切割齿长,后面的分度轮则用于固定齿数。切割过程本身很快,前期准备工作机器设置更为耗时。

刚刚切割好的齿轮。

切割完成后检查总直径。

一枚机芯含有多种不同尺寸的齿轮,每种尺寸的齿轮制作都需不同的齿轮铣刀。

当所需尺寸齿轮铣刀无法使用或不在身边时,一个熟练的制表师可以自行制作铣刀,下图即是手工制作自定义齿轮铣刀。这种齿轮铣刀的制作复杂而棘手,单是叶片切割角度的设定调整就十分微妙。

寸镜下检查切割效果。

正在制作的齿轮的10:1指示图。

切割好齿形的坯料夹在卡盘上。

双目显微镜下将齿轮归零校正,然后用刻度盘标出所需数量。

显微镜下切割其中一端齿轮轴。

使用千分尺检查直径。

一端齿轮轴切割完成。

固定齿轮坯料不动,切割另一端齿轮轴时需要用到其他的工具,重新计算需要切割的长度。

千分尺就是为应对这种情况特别制作,探头纤薄,可伸入齿槽间,常规千分尺仅能测量齿顶圆直径。

现在就可以将齿轮从坯料上切下。

加工完成。

接下来是后续处理:在显微镜下去除毛边。

硬化齿轮。20AP钢易于加工,制成齿轮投入使用前需经硬化处理。先往管中放入两匙煤粉,将齿轮投入其中,再添加煤粉覆盖齿轮。

在丙烷火焰下加热至樱桃红色。

为什么加入煤粉?钢在硬化温度条件下,会与空气中的氧气发生反应开始燃烧。煤粉比钢燃点低,可消耗掉氧气阻止钢燃烧,使其保持整洁完好。工业硬化操作基于相同的理论,不过是在氮气而非空气条件下实现。

管和其中的齿轮都已加热至樱桃红色。

倒入油中使其冷却,硬化后的钢堪比玻璃,但同时也非常脆。

用磁铁吸出齿轮。

超声波浴清洗齿轮。

再然后是退火,目的是降低钢的硬度,改善其切削加工性。缓慢加热到一定温度,齿轮会逐渐呈现不同的色彩,浅稻草色、靛蓝色、深蓝色和浅青色,每一种色彩都对应特定温度和退火程度。我们的目标是将小齿轮退火至深蓝色,以获取最佳硬度(这也是蓝钢螺丝和蓝钢指针的制作步骤)。烧蓝盘上铺满受热传热均匀的黄铜屑。

黄铜屑中的两个小齿轮,其下是正在加热的酒精灯。

最开始是浅稻草色。

越来越接近靛蓝色。

寸镜下检查齿轮色彩变化。

两个小齿轮退火至深蓝色。

不过至此仍未结束,还要对齿轮进行抛光。许多制表师认为黄杨木和梨木是最佳抛光木材,下图所示圆木盘由海滨木制成。

设置机器。

利用刻槽将齿轮架在两个磁片中间,磁片边缘刻槽深浅不一,便于满足两端轴径不同时的需求。

准备抛光的小齿轮。

用手缓缓转动,调整圆木盘和齿轮间的触面弧线。

往圆木盘边缘涂少许抛光剂。

弧线角度设置巧妙,圆木盘每旋转一圈,齿轮就相应地转动一齿。

设定启动后,抛光速度很快。

抛光后的齿轮。

在一截木棒上涂抹抛光剂,对齿轮轴进行抛光。

最后是打磨齿轮枢轴(与宝石接触的部分)至恰当的直径。将齿轮放入“双鱼”里,安置在Jacot工具上。

反复扭曲旋转。

Jacot工具上正在打磨的齿轮枢轴。

在磨光器下逐渐打磨至最终尺寸。

检查枢轴尺寸,这里不用千分尺,避免挤压导致轻微扁平形变。

用磨光器将枢轴边缘打磨圆润。

成品齿轮。完工。

 

制作这个小齿轮需要大约两小时。

       当然它只是机芯众多齿轮中的一个,需与对应轮系装配,如图所示。(图/文 腕表之家 许朝阳)
 
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