Text
                    ГА.Круглов ОБЩАЯ
ТЕХНОЛОГИЯ
часового
производства

Г. А. Круглов ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ часового производства Допущено Государственным комитетом СССР по народному образованию в качестве учебника для профессионально- технических училищ Москва «Высшая школа» 1990
ББК 34.9 К84 УДК 681.11 Рецензенты: инж. Т. С. Мосина, инж. А. Э. Футорян Круглов Г. А. К84 Общая технология часового производства: Учеб, для ПТУ.—М.: Высш, шк., 1990.—96 с.: ил. ISBN 5-06-001091-0 Приведены технологические процессы изготовления основных деталей меха- нических и электронно-механических часов; даны сведения по автоматизации и механизации производственных процессов изготовления и сборки сборочных единиц и часов в целом. Учебник может быть использован при профессиональном обучении рабочих на производстве. 2706040000 (4307000000)—310 К ------------------------- 58—90 052(01)—90 ББК 34.9 6П5.8 Учебное издание Круглов Геннадий Александрович ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЧАСОВОГО ПРОИЗВОДСТВА Редактор Н. А. Цветкова Младший редактор О. В. Каткова Художник В. Н. Хомяков Художественный редактор Л. К. Громова Технический редактор Л. Ф. Попова Корректор Г. А. Чечеткина ИБ № 7623 Изд. № М-377. Сдано в набор 08.12.89. Подп. в печать 09.04.90. Формат 80X88/16. Бум. офс. № 2. Гарнитура литературная. Печать офсетная. Объем 5,88 усл. печ. л. 6,13 усл. кр.-отт. 6,16 уч.-изд. л. Тираж 12 000 экз. Зак. № 2635. Цена 15 коп. Издательство «Высшая школа», 101430, Москва, ГСП24, Неглинная ул., 29/14. Московская типография № 4 Госкомпечати СССР. 129041, Москва, Б. Переяславская, 46. ISBN 5-06-001091-0 © Г. А. Круглов, 1990
ВВЕДЕНИЕ До Великой Октябрьской социалистической революции часо- вой промышленности в России не было, если не считать небольших мастерских по изготовлению и ремонту морских хронометров в Петербурге, производства гиревых часов близ Москвы и несколь- ких мастерских, принадлежащих швейцарским фирмам «Павел Буре», «Мозер», «Лангендорф», где производили сборку бытовых часов из привозных деталей. В СССР в начале 20-х годов на заводе «Авиаприбор» в Москве было организовано производство простейших маятниковых часов («ходиков») и сборка будильников частично из импортных де- талей. Учитывая возрастающую потребность населения и промышлен- ности в бытовых и технических часах, Советское правительство в марте 1929 г. приняло решение о строительстве в Москве часовых заводов, которые уже в 1930 г. выпустили первую партию кар- манных часов (1-й Московский часовой завод), будильников и настольных часов (2-й Московский часовой завод). Этот год и считается годом рождения часовой промышленности. Освоение производства часов шло быстрыми темпами. В первые годы часовая промышленность получала по импорту пружины, часовые камни, червячные фрезы, волоски, масла и др. Но уже в 1939 г. московские часовые заводы изготовляли часы из оте- чественных деталей. В 1940 г. было выпущено около 3 млн. шт. бытовых часов. В годы Великой Отечественной войны часовые заводы выпускали оборонную продукцию, но уже с 1944 г. начал восстанавливаться выпуск бытовых часов. В 1943—1952 гг. были созданы НИИ часовой промышленно- сти, СКВ часового камневого станкостроения, налажено произ- водство оборудования, инструмента, приборов и всех основных и вспомогательных материалов, были построены часовые заводы в городах Сердобске, Ереване, Угличе, Челябинске, Златоусте, Чистополе, Орле. Это позволило освоить производство пользовав- шихся большим спросом и популярностью часов марок «Победа», «Звезда», «Салют», «Молния». Дальнейшее расширение ассор- тимента часов и повышение производительности труда на базе механизации, автоматизации и специализации заводов позволило более полно удовлетворить потребности населения Советского з
Союза в часах и выйти отечественной часовой промышленности на мировой рынок. С 1975 г. начато освоение электронных часов со стрелочной и цифровой индикацией (как наручных, так и крупногабаритных), электромеханических часов. В 1980 г. было выпущено около 70 млн. шт. бытовых часов как наручных, так и крупногабаритных, в том числе около 4 млн. шт. электронных. Освоение электронных часов потребовало организации производства интегральных микросхем, кварцевых резонаторов, миниатюрных магнитов и источников тока, микро- проводов и других комплектующих изделий и материалов. В настоящее время выпускают механические, электронно-ме- ханические и электронные (кварцевые) часы. Эти чисы люд разде- ляются на наручные и крупногабаритные (напольные, настенные, настольные и будильник-и) со стрелочной и цифровой индикацией времени, боем и музыкальной приставкой в различных внешних оформлениях. Производство часов в Советском Союзе базируется на приме- нении современного оборудования и передовой технологии, обес- печивающих получение деталей и узлов с точными и. стабиль- ными размерами. Это является основным фактором, позволяю- щим добиваться высокой взаимозаменяемости деталей, что в ко- нечном итоге повышает точность и надежность приборов времени. Основные пути повышения качества изделий — совершенство- вание технологических процессов, повышение технологичности разрабатываемых конструкций, улучшение организации и управ- ления производственным процессом и повышение квалификации работающих.
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ОБРАБОТКИ ЧАСОВЫХ ДЕТАЛЕЙ 1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ ЧАСОВОГО ПРОИЗВОДСТВА Что такое технология? Это слово происходит от соединения двух греческих слов: techne — искусство, мастерство, умение и logos — понятие, учение. То есть технология — это учение о мас- терстве. Если говорить о технологии часового производства, то это учение о мастерстве изготовления деталей и часов. Особенностью технологии часового производства является то, что обрабатываемые детали имеют малые размеры (от 0,1 мм), модули зубчатых зацеплений — от 0,05 до 1,0 мм, допуски на размеры в некоторых случаях составляют 60 %, а параметр шеро- ховатости обработанной поверхности до 20 % от номинального размера детали. Если в общем машиностроении и приборострое- нии для получения поверхности 2—3-го квалитетов точности и параметра шероховатости Ra = 0,24- 0,5 мкм необходимо выпол- нить 5—6 операций, то в часовой промышленности этот же ре- зультат получают за 2—3 операции. Ввиду малых размеров деталей толщина срезаемого слоя металла соизмерима с раз- мерами зерен обрабатываемого материала. Отсюда вытекают специфические требования к обрабатываемому материалу (мел- козернистая структура), материалу режущего инструмента и его конструкции, методам обработки и оборудованию, методам и средствам контроля. Задачи, решаемые технологией часового производства. Любое изделие необходимо изготовить так, чтобы оно соответствовало качеству, определяемому его назначением. Если это наручные часы, то они должны точно показывать время, быть надежными и иметь красивый внешний вид, поэтому первой задачей тех- нологии является изготовление приборов времени (часов) необ- ходимого качества. Количество труда, затраченного на изготовление приборов времени, измеряется продолжительностью их изготовления, по- этому сокращение необходимого рабочего времени позволит уве- личить выпуск изделий за тот же период. Следовательно, непре- рывное п о в ы ш е н и е производительности труда яв- ляется второй задачей технологии. Обществу небезразлично, какой ценой достигается качество и удовлетворение потребностей в приборах времени. Поэтому снижение себестоимости приборов времени является третьей задачей технологии. Для изготовления любой, даже простейшей детали, нужно разработать несколько вариантов технологических процессов и 5
из них выбрать один наиболее эффективный. Критерием оценки варианта технологического процесса изготовления будут являться качество, производительность и себестоимость. Разработка технологического процесса изготовления изделия состоит из комплекса взаимосвязанных и выполняемых в опреде- ленной последовательности действий. Это — установление типа и организационных форм производства, выбор метода получения заготовки, выбор баз и методов обработки, установление после- довательности выполнения операций и переходов, расчет меж- операционных припусков и допусков, выбор оборудования, при- способлений и режущего инструмента, расчет режимов обра- ботки и режимов времени и другие вопросы, связанные с выпол- нением технологического процесса. Этому должна предшество- вать работа по анализу исходных данных — рабочих чертежей и технических требований на изделие. 1.2. ПОНЯТИЕ О ТИПАХ ПРОИЗВОДСТВА Все производство подразделяют на основное и вспомога- тельное. К основному производству относятся цехи, в которых изго- товляются все детали и собираются изделия,— заготовительные, автоматные, механические, отделочные, термические и сбороч- ные. К вспомогательному производству относятся цехи, обеспечивающие нормальную работу основного производства,— инструментальные, ремонтно-механические, энергетические и др. Руководство работой завода осуществляет директор, у кото- рого имеются несколько заместителей — главный инженер (1-й за- меститель), заместители директора по экономическим вопросам, по производству, по общим вопросам и др. Управление производством осуществляется различными служ- бами и отделами. На рис. 1 приведена примерная схема уп- равления заводом. Производственно-диспетчерский отдел (ПДО) осуществляет календарное и оперативное планирование работы основных цехов и руководство по выполнению производственной программы. Ему подчинены все основные цехи, а также цент- ральный склад деталей и полуфабрикатов. Планово-экономический отдел (ПЭО) осуществля- ет планирование показателей по всем цехам, исходя из общего плана производства, а также организует и анализирует деятель- ность завода. Отдел главного технолога (ОГТ) осуществляет раз- работку технологических процессов, проектирует технологическую оснастку и осуществляет контроль за соблюдением технологичес- ких процессов в основных цехах. 6
Отдел главного конструктора (ОГК) осуществляет разработку конструкций новых изделий, их модернизацию и следит за правильным изготовлением деталей и сборкой изделий, а также проводит анализ готовой продукции и опытных образцов. Отдел технического контроля (ОТК) осуществляет постоянный контроль за качеством выпускаемой продукции на всех стадиях производства. В обязанности ОТК входит контроль ка- чества поступающих материалов, полуфабрикатов и комплектую- щих изделий. Отдел механизации и автоматизации (ОМА) разрабатывает и внедряет новые виды приборов и оборудования. Инструментальный отдел (ИО) отвечает за каче- ственное и своевременное обеспечение цехов различными ин- струментами (резцы, сверла, плашки, метчики, штампы и др.). Отдел главного механика (ОГМ) отвечает за со- стояние и правильную эксплуатацию всего оборудования, имею- щегося на заводе, организовывает своевременный ремонт. Отдел главного энергетика (ОГЭ) отвечает за бесперебойное снабжение завода электрической, тепловой и дру- гого вида энергий. Отдел материально-технического снабжения (ОМТС) обеспечивает производство всеми необходимыми ос- новными и вспомогательными материалами, полуфабрикатами и комплектующими изделиями. Кроме рассмотренных основных технических отделов на каж- дом заводе имеются отделы труда и заработной платы (ОТиЗ), бухгалтерия, отдел кадров (ОК), отдел технического обучения (ОТО), отдел научно-технической информации и рационализа- ции (ОНТИРИ), центральная заводская лаборатория (ЦЗЛ), контрольно-измерительная станция (КИС), центральный инстру- ментальный склад (ЦИС), центральный склад полуфабрикатов (ЦСП) и др. В зависимости от потребностей населения и народного хозяй- ства в целом изделия могут выпускаться в различных количе- ствах — от единиц до нескольких миллионов в год, поэтому ус- ловно принято подразделять производство на единичное, се- рийное и массовое. Под единичным производством понимается, что изделие будет изготовлено по неизменным чертежам единично и в даль- нейшем его изготовление повторяться не будет (опытные образцы, уникальные изделия и т. п.). Единичное производство оснащено универсальным оборудованием, универсальными приспособле- ниями и инструментом. Квалификация рабочих единичного про- изводства должна быть высокой, так как рабочие выполняют ра- боты разного характера. В этом производстве подробного тех- нологического процесса не разрабатывается, а составляется только перечень необходимых операций в расчете на то, что 7
Рис. 1. Структура завода рабочий имеет высокую квалификацию и выполнит работу ка- чественно. Стоимость изготовления в этих условиях будет высо- кой, а время изготовления — продолжительным. Под серийным производством понимается, что изделие будет изготовляться по неизменным чертежам периодически по- вторяющимися партиями в течение определенного периода вре- мени. В зависимости от количества изделий в партии серийное производство подразделяют на мелкосерийное, серийное и крупно- серийное. Оборудование в мелкосерийном производстве в основном уни- версальное. Частично применяют специальные приспособления, режущие и измерительные инструменты. По мере увеличения 8
количества деталей в партии, т. е. при переходе к серийному и крупносерийному производству, применяют специальные станки, полуавтоматы и автоматы; в крупносерийном производстве большая часть оборудования, режущего и измерительного ин- струмента — специальные. В серийном производстве разрабатывают и нормируют под- робный технологический процесс, изделия изготовляют или соби- рают партиями. Стоимость и время изготовления продукции уменьшаются. Под массовым производством понимается изготовление изделий по неизменным чертежам в больших количествах и дли- тельное время. 9
В массовом производстве широко применяют специальные автоматы и автоматические линии, специальный режущий и из- мерительный инструмент, сложные автоматизированные приспо- собления. Технологический процесс разрабатывают подробно, с указанием конкретного рабочего места, оборудования, при- способления и инструмента. Тип производства может характеризоваться числовым пока- зателем— коэффициентом закрепления операций /<зо=О/Р, где О — число операций, необходимых для изготовления данного изделия; Р — число рабочих мест, на которых выполняются опе- рации. При 7<3.о<1—массовое производство; 1</Сзо<10— крупносерийное производство; 10</G.o<20 — серийное произ- водство; 2 </(3.о <40 — мелкосерийное производство. Следует иметь в виду, что на одном и том же заводе, цехе или участке могут быть все типы производства изделий. Напри- мер, выпуск любых наручных часов — серийное производство; механизмов — от мелкосерийного до массового в зависимости от конструкции; выпуск оформлений — от единичного до крупносе- рийного. 1.3. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ и технологический процессы Производственным процессом называется совокуп- ность всех этапов, которые проходят материал или заготовки на пути их превращения в готовое изделие. Он включает в себя получение заготовок, различные виды обработок (механическую, термическую, гальваническую и т. п.), контроль качества, транс- портирование, сборку, регулировку, упаковку, хранение на складе и отправку потребителям. Иногда производственный процесс делят по цехам ц видам производства — производственный про- цесс заготовительного, механического, термического, сборочного цехов. Технологическим процессом называется часть произ- водственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. Изменение качественного состояния касается химических, физи- ческих, механических и других свойств материала, формы и от- носительного положения деталей при сборке, внешнего вида де- талей. В технологический процесс включается и ряд дополнитель- ных действий, непосредственно связанных или сопутствующих качественному изменению изделия. Это контроль качества, очист- ка, иногда транспортирование. Для выполнения технологиче- ского процесса должно быть организовано и надлежащим об- разом оборудовано рабочее место. Технологический процесс делят на несколько частей по фи- зическим и экономическим соображениям. Законченную часть 10
технологического процесса, выполняемую на отдельном рабочем месте одним или несколькими рабочими, называют операци- е й. Операция является основным элементом производственного планирования и учета. На нее разрабатывается и выписывается вся учетная, технологическая и плановая документация. Операция делится на переходы. Переходом называется за- конченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоян- ных технологических режимах и установке. Законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части (установить заготовку в станок и т. д.) и объединенных одним целевым назначением, называется приемом. Установом называется часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заго- товок или собираемой сборочной единицы. Обработку заготовки или сборку деталей, сохраняющих неизменность положения в продолжение всего процесса, принято называть обработкой или сборкой с одного установи. Позицией называется фиксированное положение, зани- маемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции. Технологический процесс изготовления каждого изделия под- робно записывается в технологические карты, которые являются основным документом технологической документации. Строгое соблюдение этих указаний является обязательным условием производства изделий высокого качества — это технологи- ческая дисциплина. 1.4. ПОНЯТИЕ О КАЧЕСТВЕ ИЗДЕЛИИ Качество изделия — это совокупность свойств изделия, удовлетворяющих определенным потребностям в соответствии с его назначением. Качество изделия — понятие относительное и приобретает конкретное значение (количественную оценку) при сравнении с однотипными изделиями. Характеризуется качество набором по- казателей, которые отражают свойства данного вида изделия, включая величину затраченного на его изготовление обществен- ного труда (себестоимость или цену). Качество изделия определяется обобщенными характеристи- ками: точностью, надежностью, долговечностью, эстетичностью и эксплуатацией. 11
Т очность — соответствие выполнения кинематическими це- пями и деталями законов движения, предусмотренных служеб- ным назначением изделия или соответствующими техническими условиями (ТУ). Надежность — отсутствие вероятности выхода из строя изделия или детали и отклонения каких-либо параметров от технических условий. Долговечность — способность изделия или детали выпол- нять свое служебное назначение в течение длительного времени. Эстетичность (эргономика) —соответствие внешнего вида изделия или детали современным представлениям об эстетиче- ском (эргономическом) конструировании, соответствие моде. Эксплуатация — соответствие условий эксплуатации тех- ническим условиям на изделие или деталь. Все обобщенные характеристики качества должны рассматри- ваться с величинами затрат общественного труда. В зависимости от служебного назначения в изделиях могут преобладать те или иные обобщенные характеристики качества. Например, для ювелирных изделий — эстетичность, для приборной продукции — точность и эстетичность, для машиностроительной продукции — точность и долговечность и т. д. На каждую обобщенную харак- теристику качества влияют конструкция, технология изготовле- ния и сборки, методы и средства контроля и квалификация ра- ботающих. При изготовлении и сборке на качество изделия влияют по- строение технологического процесса, базирование при изготов- лении и сборке, обоснованный расчет допусков, применяемое обо- рудование и методы обработки и сборки, режимы обработки и сборки, конструкция и материал режущего, сборочного и изме- рительного инструмента, материал обрабатываемой детали, ква- лификация работающего. Существует понятие оптимального качества, которое опреде- ляется сопоставлением затрат, вызванных повышением каче- ства, с затратами, которые будет нести потребитель, покупая изделие лучшего качества. Известно, что с повышением качест- Рис. 2. График зависимости затрат от уровня качества ва изделия затраты у изготовителя воз- растают, а потребитель может нести затраты за улучшенное качество до определенного предела. В общем виде задача оптимизации уровня качества по экономическому критерию может быть представлена графически (рис. 2). Кри- вая 3] характеризует зависимость зат- рат от уровня качества у изгото- вителя изделия, а кривая 32 — затраты от уровня качества у потребителя 12
изделия. Целесообразно изготовление изделий с уровнем качест- ва не ниже /Q и не выше /<2, так как за этими значениями изготов- ление изделия будет убыточно. Оптимальным (самым выгод- ным) уровнем качества будет то, при котором разность 32—3{ будет максимальной. 2. МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ЧАСОВЫХ ДЕТАЛЕЙ 2.1. ПОНЯТИЕ О ТОЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ Чтобы обеспечить необходимое качество деталей при любом методе изготовления, необходимо в первую очередь обеспечить их точность. Под точностью понимают степень приближения истин- ного значения параметра к его номинальному значению. Изгото- вить любое изделие абсолютно точно, т. е. в полном соответ- ствии с его геометрическим прототипом, невозможно. Поэтому за меру точности принимают величину отклонений от теорети- ческих значений (допуск на номинальное значение). Первым показателем является точность расстояния (размера) между какими-либо двумя поверхностями или осями. Так как безразлично, от какой поверхности производить измере- ние расстояния, то принято размер (расстояние) изображать дву- сторонней стрелкой. Вторым показателем является точность поворота одной поверхности относительно другой в двух взаимно перпен- дикулярных координатных плоскостях. В большинстве случаев необходимо обеспечить соответствующее положение' Одной по- верхности относительно другой, поэтому для обозначения точ- ности поворота используют односторонние стрелки, на конце которых располагаются две короткие черточки. Стрелка направ- лена всегда острием на ту поверхность, относительно которой вторая должна занять требуемое положение. Третьим показателем является точность геометриче- ской формы. Различают три вида отклонений: макрогеометрические отклонения, т. е. отклонения реальной поверхности от теоретической в пределах габаритных размеров (отклонение от плоскостности, отклонение от цилиндричности и т. д.); волнистость представляет собой периодически повторяющиеся неровности поверхности в пределах ее габаритов; микрогеометрические отклонения (шероховатость) представ- ляют собой отклонения реальной поверхности от теоретической в пределах небольших участков (около 1 мм). Высота неровности профиля регламентируется ГОСТ 52142—82. Устанавливая высоту 13
неровности профиля, тем самым назначают допуск на микрогео- метрические отклонения. Измерение точности детали необходимо начинать с измерения микрогеометрических отклонений (шероховатости), затем вол- нистости, макрогеометрических отклонений, т. е. с измерения точности геометрической формы, затем точности поворота и точ- ности расстояния. 2.2. ОСНОВЫ БАЗИРОВАНИЯ При изготовлении деталей необходимо заготовку установить в строго определенном положении относительно направления дви- жения инструмента, установить на определенном расстоянии инструмент относительно заготовки и закрепить заготовку так, чтобы она не имела никаких перемещений. Базирование — это придание заготовке, детали или из- делию требуемого положения относительно выбранной системы координат. В прямоугольной системе координат любое твердое тело имеет шесть степеней свободы — три перемещения вдоль выбран- ных координатных осей и три вращения вокруг этих осей. Ли- шить твердое тело шести степеней свободы возможно двумя путями. 1. На каждой поверхности, обращенной к соответствующей координатной плоскости, наложить по две жесткие связи. Одна из этих связей будет лишать тело возможности перемещения вдоль координатной оси, а другая — вращения вокруг соответ- ствующей оси (рис. 3, а). При этом будет осуществляться коор- Рис. 3. Два метода лишения твердого тела шести степеней свободы: а—без ориентации, б—с ориентацией 14
Сочетание поверхностей Рис. 4. Примеры баз: 1—база, 2—деталь, 3—заготов- ка, 4—губки самоцентрирую- щих тисков, 5—самоцентрирую- щий конус приспособления динация всего тела, но не будет строгого ориентирования поверх- ностей тела относительно выбранной системы координат. 2. На одной поверхности тела установить три жесткие связи, тем самым лишить тело трех степеней свободы (одного переме- щения вдоль оси Z и двух вращений вокруг осей X и У). На другой поверхности установить две жесткие связи, лишая тело одного 15
перемещения вдоль оси Y и вращения вокруг оси Z. На третьей поверхности — установить одну жесткую связь, лишая тело пе- ремещения вдоль оси X (рис. 3, б). В этом случае тело также лишается шести степеней свободы, но строго ориентировано свои- ми поверхностями относительно координатных плоскостей, т. е. тело забазировано. База — это поверхность или сочетание поверхностей, ось или точка, принадлежащая заготовке, детали или изделию и ис- пользуемая для базирования (рис. 4). Базы бывают: проектная — выбранная при проектировании изделия или тех- нологического процесса изготовления; действительная — фактически используемая при эксплуатации или изготовлении; опорная точка — символизирует одну из связей заготовки, детали или изделия с выбранной системой координат. Условное обозначение показано на рис. 5; схема базирования — расположение опорных точек на базовых поверхностях заготовки, детали или изделия (рис. 6). Рис. 5. Условные обозначения опорных точек Рис. 6. Схема базирования: I, II, III — базы детали; I—6 опорные точки Классификация баз по назначению: конструкторская база используется для определения положения детали или изделия (рис. 7). Она бывает основной (для определения положения детали в изделии) и вспомога- тельной (для определения положения присоединяемой де- тали) ; технологическая база используется для определения положения заготовки или детали при изготовлении или сборке (рис. 8); измерительная база используется для определения относительного положения заготовки, детали или изделия и средств измерения (рис. 9). 16 -
Рис. 7. Конструкторские базы: I, II, III—комплект основных баз шестерни, I'11'ПГ— комплект вспомогательных баз вала со шпонкой, 1—присоединяемая деталь Рис. 9. Измерительная база де- тали А Рис. 8. Технологическая база: I, II, III—комплект технологи- ческих баз; 1—заготовка, 2— приспособление Классификация баз по лишаемым степеням свободы. 1. Призматическая деталь (рис. 10, а): установочная база используется для установки и ли- шения трех степеней свободы. Три базовые точки расположены на максимальной поверхности детали или заготовки (точки 1, 2 и 3), причем точка 1 лишает перемещения вдоль оси (Z), точ- ка 2 — вращения вокруг одной оси (У) и точка 3— вращения вокруг другой оси (X); направляющая база используется для придания за- готовке или детали определенного направления относительно координатной плоскости. Две базовые точки расположены на поверхности наибольшей длины (точки 4 и 5), причем точка 4 лишает перемещения вдоль одной оси (У), а точка 5 — вращения вокруг другой оси (Z); опорная база используется для опоры заготовки или де- тали (точка 6) и лишает перемещения вдоль одной оси (X). 2. Цилиндрическая деталь, поверхность (рис. 10, б): двойная направляющая база используется для ус- тановки и направления заготовки или детали. На цилиндрической поверхности располагаются четыре базовые точки, которые ли- шают четырех степеней свободы: точки 1 и 3 — перемещения вдоль двух осей (У и Z), а точки 2 и 4 — вращения вокруг этих осей. 17
Рис. 10. Классификация баз по лишаемым степеням свободы: а—I—установочная база, II—направляющая база, III— опорная база; б—/—двойная направляющая, в—двойная опорная; /—6—опора приспособления (базовые точки)
Ш Рис. 11. Классификация баз по характеру проявления: I—установочная база заготовки, II—направ- ляющая скрытая база заготовки, ///—опорная скрытая база заготовки; 1—6—опорные точки 3. Деталь (поверх- ность) типа диска (рис. 10, в): двойная опорная база используется для лишения перемещений вдоль двух взаимно пер- пендикулярных осей X и Y (точки 4 и 5); Классификация баз по характеру проявления (рис. 11): явная база — база в виде реальной поверх- ности, риски, точки или пересечения рисок; скрытая база — база в виде воображаемой плоскости, оси или точки. После того как опре- делили положение заготовки, детали или изделия, необхо- димо это положение зафиксировать, т. е. приложить усилие, чтобы заготовка, деталь или изделие плотно прижималась к шести опорным точкам. Фиксацией положения обеспечивается опреде- ленность базирования. Если это не будет обеспечено, то обрабо- тать точно заготовку или собрать детали будет невозможно. Величина силы фиксации (закрепления) должна быть не- сколько больше (в 1,5—2 раза), чем все силы, действующие в процессе обработки или сборки, чтобы возникающие силы реза- ния не смогли нарушить контакта заготовки или детали с базовыми точками. Сила закрепления реализуется использова- нием упругих сил материала (винты, рычаги и т. п.), сил трения (посадки с натягом), магнитных сил и др. Усилие закрепления должно проходить внутри зоны приложения силы. На рис. 12 показана зона приложения силы закрепления у призматического тела (заштрихованная часть). Чтобы обеспечить устойчивость базируемого тела и макси- мального объема зоны приложения силы закрепления, необхо- димо соблюдать следующие правила расположения баз: 1) для установочной базы следует выбирать поверхность или сочетание поверхностей наибольшей площади (три опорные точки), причем две опорные точки располагать как можно ближе к направляющим опорным точкам, а третью точку как можно дальше от них; 2) для направляющей базы выбирают поверхность наибольшей длины, а опорные точки располагают на уровне или дальше двух опорных точек установочной базы; 19
1. Примеры разработки,схем базирования Задача Теоретическая схема базирования Пример возможной реализации теоре- тической схемы базирования При фрезеровании паза шириной h выдер- жать размеры а и Ь, параллельность оси паза относительно поверхности Б, а дна па- за — относительно основания А 6 При обработке поверхностей диаметрами dx и d2 обеспечить их соосность с отверстием диаметром d и выдержать размер а Установка заготовки на цилиндри- ческой оправке с беззазорной (прес- совой) посадкой
л Рис. 12. Зона приложения силы за- крепления 2. Выявить качественную и 3) для опорной базы выбирает- ся любая поверхность, а базовую точку располагают на уровне или дальше третьей опорной точки установочной базы. Правила выбора тех- нологических баз: 1. Чтобы обеспечить идентичность в изго- товлении, измерении и работе де- тали в изделии, необходимо при- держиваться единства баз, т. е. чтобы конструкторская, тех- нологическая и измерительная базы были одни и те же. При этом нужно стремиться, чтобы совпада- ли не только поверхности, но и ба- зовые точки и участки поверх- ности. количественную связь между по- верхностями детали на основании чертежа и технических усло- вий. Из всех поверхностей за установочную базу принять по- верхность наибольшей площади, относительно которой наиболее точно задано положение большинства других поверхностей, за направляющую — поверхность наибольшей длины, а за опорную— любую другую. 3. В первую очередь выбирают базы для обеспечения точно- сти относительного поворота поверхностей (перпендикулярность, параллельность), как показателей наиболее труднодостижимых, а затем для обеспечения размеров. 4. Если невозможно обработать всю заготовку с одной уста- новки (с единых технологических баз), выбирают базу для пер- вой операции, на которой обрабатывают комплект единых тех- нологических баз, а затем уже базируют заготовку на эти обра- ботанные базы для дальнейшей обработки. В табл. 1 приведены примеры разработки схем базирования и их возможной реали- зации в зависимости от поставленной задачи.
2.3. КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ Выбор метода обработки зависит в основном от механических, физических, химических и других свойств обрабатываемого ма- териала. При любом методе обработки применяют определенную энергию — механическую, электрическую, химическую, тепловую или сочетание их (комбинированную). Процесс обработки любого материала является процессом его частичного, размерного разрушения за счет воздействия со- ответствующей энергии. Практически при обработке в основном используется комбинированный метод воздействия, а по виду ис- пользуемой энергии — механический, так как он пока имеет ряд преимуществ. К этим преимуществам относятся универсальность, технологическая маневренность, малая энергоемкость при доста- точно высокой производительности, возможность получения дета- лей самых различных форм и размеров с высокими точностью и качеством обработанной поверхности. Поэтому механическая обработка будет еще долгое время оставаться типовой опера- цией в производстве изделий, приборов. Появление новых материалов, которые трудно обрабатывать обычными механическими методами, обусловливает создание и применение новых методов обработки с использованием других видов энергий. В часовой промышленности основным является механический метод обработки, который подразделяется на обработку давле- нием и обработку резанием. Обработка давлением. Сущность процесса заключается в том, что металл в холодном или горячем состоянии изменяет свою форму (деформируется) под действием сил давления, которые больше сил сцепления зерен металла. К такой обработке относится штамповка в холодном или горячем состоянии, прессование, волочение, прокатка, накатка и др. Независимо от характера процесса обработки давлением необходимо учитывать следующие общие положения: чтобы начался процесс изменения формы, необходимо воз- действовать инструментом на заготовку с усилием, большим, чем временное сопротивление данного металла; объем металла в продолжение всего процесса деформации остается практически постоянным; металл течет по путям наименьших сопротивлений; при пластическом деформировании механическая энергия в значительной мере превращается в тепловую и металл нагре- вается; если деформирование осуществляется в холодном состоянии, в детали возникают остаточные внутренние напряжения за счет образуемого наклепа, поэтому после такой обработки де- 22
тали должны пройти термическую обработку — отжиг (для ре- кристаллизации) . Обработка резанием. Сущность процесса заключается в том, что геометрическая форма детали получается за счет снятия определенного слоя металла режущим инструментов. В зависи- мости от характера движения режущего инструмента или заго- товки все методы обработки резанием подразделяются на: точение — вращение заготовки вокруг своей оси и переме- щение режущего инструмента (резца) вдоль оси заготовки (по- дача); фрезерование — вращение режущего инструмента (фре- зы) вокруг своей оси и перемещение заготовки или фрезы по со- ответствующей траектории (подача); сверление, зенкерование, развертывание — вращение режущего инструмента (сверла, зенкера, развертки) вокруг своей оси и перемещение его или заготовки вдоль обраба- тываемой поверхности; шлифование — вращение режущего инструмента (шлифо- вального круга) вокруг своей оси и перемещение режущего ин- струмента или заготовки вдоль обрабатываемой поверхности. Методы шлифования (полирования) характеризуются специфи- ческими особенностями работы абразива. 2.4. ОБРАБОТКА ДАВЛЕНИЕМ И ЕЕ ВИДЫ Обработка давлением является одним из наиболее прогрес- сивных методов обработки металлов и имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки. Технологические преимущества: за один ход пресса получают детали сложной конфигурации с высокой степенью точности и стабильными геометрическими размерами (например, мосты, рычаги, колеса и т. п.); широкие возможности автоматизации; простота выполнения операций. Экономические преимущества: высокая производительность; высокий коэффициент использования материала; низкий разряд выполняемых работ. В зависимости от состояния материала в момент приложения силы для изменения формы различают горячую или холодную штамповку. Под холодной штамповкой понимается процесс обработки давлением листового и полосового материала (рис. 13). Процесс изготовления деталей подразделяется на операции и переходы, выполняемые в специализированных инструментах — штампах. Шт а м п — рабочий инструмент для придания детали задан- ной конфигурации при пластической деформации. Наибольшее распространение в часовой промышленности по- лучили штампы с направляющими колонками. Они состоят из 23
Рис. 13. Классификация операций холодной штамповки
блоков, рабочих частей и монтажных деталей, которыми рабочие части крепят к блокам. В блок (рис. 14) входят: верхняя 1 и нижняя 2 плиты, направляющие колон- ки 3, хвостовик 4. Изготовляют блоки по отраслевым нормалям или ГОСТу. Для обеспечения постоянного положе- ния верхней плиты относительно нижней направляющие колонки делают различных диаметров d, dx. Верхняя плита соеди- нена с хвостовиком на резьбе. Головка хвостовика 4 сферическая, через нее осу- ществляется крепление с ползуном пресса. Рабочими частями штампов являются пуансоны, матрицы, съемники, ловители, буферные пружины. Пуансоны и матрицы могут располагаться как в верхней плите блока, так и в нижней в зависимости от конструкции штампа. Материал матриц и пуансонов выби- рается в зависимости от обрабатываемого материала. Для вырубки стальных деталей (регуляторы, рычаги, колеса, фиксаторы, Рис. 14. Блок штампа: 1—верхняя плита, 2—ниж- няя плита, 3—направляю- щие колонки, 4—хвостовик пружинки, анкерные вилки и др.) и зачистки как стальных, так и латунных деталей применяется мелкозернистый твердый сплав марок ВК15М и ВК20М. Для вырубки латунных деталей (платины, мосты, корпусные кольца) применяются инструментальные стали марок XI2М, Х6ВФ, так как твердый сплав при больших нагрузках на ре- жущие кромки выкрашивается. Для чеканки, кернения и клеймения применяют инструмен- тальные стали марок Х12М, ХВГ. Наибольшее распространение в производстве деталей часов получила холодная штамповка, на которую приходится прибли- зительно 20 % операций. Большинство деталей механических часов изготовляются с применением операций холодной штам- повки, включающей вырубку, пробивку, зачистку, гибку, вытяжку, правку, кернение, чеканку, объемную формовку и калибровку. Вырубка является начальной операцией для изготовления всех деталей из металлической полосы или ленты. Она приме- няется не только как отдельная операция, но и в сочетании с дру- гими операциями холодной штамповки. При вырубке пуансон имеет форму вырубаемой детали, но раз- мером несколько меньше; матрица имеет отверстие, соответствую- щее как по форме, так и по размерам штампуемой детали. Чем меньше зазор между пуансоном и матрицей, тем чище 25
Рис. 15. Конструкция штампа совмещен- ного действия для вырубки с пробивкой: 1—толкатели, 2—пуансон, 3—матрица, 4— съемник, 5—пуансон наружного контура, 6— выталкиватель, 7—пружины контур вырубленной детали, но тем большее усилие необходимо для вырубки. Для каждого металла раз- личных толщин необходимо обеспечить свой оптималь- ный зазор. Для вырубки деталей из ленты толщиной 0,05—0,5 мм зазор назна- чается в пределах 0,005— 0,010 мм (чтобы пуансон входил в матрицу). В сред- нем зазоры составляют от 5 до 12 % толщины полосы, подвергаемой вырубке. Пробивка — это тоже вырубка, но размер пуансона соответствует размеру про- биваемого отверстия, а раз- мер матрицы увеличивают на величину зазора. На рис. 15 показана одна из конструкций штам- па совмещенного действия для вырубки круглой детали с пробивкой отверстия. При перемещении верх- ней плиты штампа вниз мате- риал прижимается к нижней части штампа, опуская пру- жинный съемник 4, а пуансон 5 наружного контура мат- рицы 3 вырубает деталь. Деталь поднимает выталки- ватель вверх, сжимая пру- жину 7. Одновременно пуан- сон 2, взаимодействуя с от- верстием в пуансоне 5 на- ружного контура (как с мат- рицей), пробивает в детали отверстие. При подъеме верхней плиты съемник 4 снимает полосу мате- риала с пуансона 5, а выталкиватель 6 под действием толкателей 1 и пружины 7 выталкивает вырубленную деталь из матрицы 3 и запрессовывает ее обратно в ленту (полосу). Штампы, предна- значенные только для вырубки, пробивки и зачистки, отлича- ются конструкцией матриц и пуансонов, а также конструктив- 26
ным упрощением (отсутствием выталкивателя, съемника и др.). Усилие при вырубке и пробивке определяется по формуле Р = ЛЗтср, где L — периметр детали, мм; S — толщина детали (полосы), мм; Тер — сопротивление металла срезу, МПа. Если в штампе работают одновременно несколько пуансонов, то ве- личина общего усилия Р складывается из суммы усилий, рас- считанных для каждого пуансона в отдельности. Коэффициент использования материала. При проектировании операций вырубки необходимо расположить деталь в полосе таким образом,, чтобы отходы металла были наименьшими. Эко- номия металла определяется за счет величины перемычек, которые в отдельных случаях достигают 70 % расхода металла. Ширина перемычек зависит от прочности металла и толщины полосы (ленты), а также от способа подачи полосы, требуемой точности и конструкции штампа. 6) Рис. 16. Примеры раскроя ленты: а—однорядный раскрой, б—двух- рядный раскрой, в—раскрой ленты для вырубки градусника в трех ва- риантах < Экономичность рас- кроя определяется коэф- фициентом использования материала ц— /Рл, 27
2 Рис. 17. Конструкция комбиниро- ванного штампа для вырубки с за- чисткой: 1—пуансон, 2—съемник, 3—матрица вырубная, 4—прокладка, 5—матрица зачистная где F\ — площадь вырубаемой детали, мм2; Рл — площадь ленты 2 или полосы, мм ; п — количество деталей, полученных из полосы или ленты. На рис. 16 показаны примеры раскроя: а) однорядный раскрой ленты для вырубки барабанного ко- леса карманных часов с одно- временной пробивкой отверстия — 0,56 (без учета отходов при пробивке отверстия); б) двухрядный раскрой ленты для вырубки колеса со спи- цами — т| =0,64; в) раскрой ленты для вырубки градусника будильника в трех вариантах: 1) т]=0,32; 2) т] = 0,40; 3) л =0,46. Для повышения коэффициента использования материала из од- ной полосы вырубают 2—3 раз- личные детали. При проектировании раскроя детали располагают относитель- но направления проката и учитывают сортамент полос и лент по ГОСТу. Зачистка. Детали, вырубаемые из полосы или ленты тол- щиной от 0,5 мм и более, имеют по контуру вырубки неровную поверхность среза и заусенцы. Разница по диаметру вырубленной детали толщиной 6 мм достигает 0,6—1,2 мм, если измерять по верхней и нижней кромкам. Для получения шероховатости Ra = = 1,25-4-0,32 мкм и ровной поверхности, а также повышения точ- ности детали зачищают. Для этого по контуру заготовки после вырубки оставляют припуск, величина которого зависит от тол- щины и конфигурации заготовки, механических свойств металла, а также от предъявляемых требований к детали (колеблется от 5 до 10 % от толщины детали). Процесс зачистки — это процесс резания, аналогичный строганию резцами, но режущей служит кромка матрицы для зачистки по контуру детали или кромка пуансона для отверстий. Угол заострения 90° и более. Усилие за- чистки составляет 35—40% от усилия вырубки. В практике часового производства часто применяют вырубку с зачисткой (рис. 17). В этих случаях припуск по контуру детали увеличивают на 15—20 % и зачищают в штампе, в котором располагаются две матрицы — вырубная и зачистная. При этом пуансон 1 не доходит до матрицы 5, а деталь из матрицы «7 про- талкивается последующей деталью в зачистную матрицу. 28
Обработанная таким способом поверхность получается чище, деталь менее изогнута, меньше величины утяжек, но значительно возрастает усилие зачистки. Для повышения качества поверхности и точности детали применяют вторую и третью зачистки, при этом снимается мень- ший слой металла й более равномерно. Точность обработки повы- шается. Детали зачищаются в том же направлении, что и выру- баются. Г ибка. При изгибе детали наружные слои материала рас- тягиваются, а внутренние сжимаются, поэтому следует очень осторожно выбирать радиус изгиба, который зависит от свойств металла, толщины детали или полосы (ленты) и направления линии гиба относительно направления проката. Чем тверже и тол- ще материал, тем больше радиус изгиба. Вытяжка предназначена для изменения форм плоской заготовки в полую деталь. Пуансон, опускаясь, увлекает за собой заготовку в отверстие матрицы и материал, обтягивая пуансон, получает его форму. Различают вытяжку без изменения перво- начальной толщины материала (толщина дна и стенок детали равна толщине материала) и вытяжку с уменьшением толщины материала (толщина стенок детали меньше толщины заготовки). При многократной вытяжке необходимо проводить отжиг после каждой операции (для снятия внутренних напряжений). Правка. После вырубки и пробивки детали, как правило, короблены (изогнуты), поэтому они подвергаются правке между поверхностями матрицы и пуансона. В зависимости от поверх- ностей матрицы и пуансона правку называют гладкой или точеч- ной. Точечная правка лучше выравнивает детали, чем гладкая, и при этом упругая деформация в материале детали практически отсутствует. Чеканка представляет собой операцию, при которой проис- ходит образование выпуклого рельефа на поверхности детали за счет изменения толщины материала и заполнения им рельефной полости штампа. В часовом производстве чеканка применяется для изготовления циферблатов, крышек карманных часов и дру- гих подобных деталей с художественным изображением. Процесс чеканки хотя и сопровождается небольшим переме- щением металла, но для получения четкого рельефа требует боль- ших усилий. Горячая штамповка. Наибольшее распространение получила горячая штамповка при изготовлении корпусов наручных часов из бессвинцовистой латуни. Применение этого метода позволяет получить детали сложной конфигурации с достаточной точностью. Для исключения роста зерен металла при нагреве заготовок при- меняется нагрев ТВЧ (токами высокой частоты) непосредственно у пресса, и заготовка автоматически попадает в рабочую зону штампа. Нагрев и перемещение в штамп занимают 15—30 с. За 29
это время не происходит роста зерен и заготовка не покрывается окалиной. При горячей штамповке значительно повышается коэффициент использования материала. Оборудование. Основным видом оборудования для об- работки деталей давлением являются кривошипные прессы (эксцентриковые и коленчатые). Они предназначены для вырубки, зачистки, гибки, вытяжки, клеймения и т. п. Для выполнения зачистных операций применяются вибраци- онные прессы. Для вытяжных работ применяют прессы двойного действия. Наружный ползун используют для вырубки и прижима заготовки, а внутренний — для вытяжки. К наружному ползуну крепится прижимное кольцо, а к внутреннему — верхняя плита штампа с пуансоном. Для правки, клеймения, гибки и вытяжки применяются фрик- ционные прессы. Для чеканочных работ применяют шарнирные прессы. Основ- ное отличие этих прессов от обычных кривошипных состоит в том, что ползун пресса соединен с кривошипом с помощью допол- нительного шарнирно-рычажного механизма, обеспечивающего получение значительных усилий. Гидравлические прессы при- меняются для тех же работ, что и шарниры, но они менее производительны. Средства контроля. После штамповочных операций важным параметром контроля является наружный контур выруб- ленной детали. Смещение контура проверяется на часовом проек- торе с помощью проекторного чертежа (стекла). Вырубленные отверстия на деталях проверяются калибрами- пробками. Для проверки разнотолщинности применяют индика- торы часового типа. 2.5. ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА АВТОМАТАХ ПРОДОЛЬНО-ФАСОННОГО ТОЧЕНИЯ В часовом производстве 60—65 % деталей обрабатываются на токарных автоматах. К таким деталям относятся различные оси, трибы, кулачковые муфты, винты, обод баланса, барабан и крышка барабана, детали противоударного устройства, двой- ной ролик и др., т. е. все детали круглой формы размером до 20 мм из латуни и стали. Эти детали должны иметь точные раз- меры, допуск на диаметр до 0,003 мм, правильную геометрическую форму и высокое качество поверхности с шероховатостью Ra = — 0,634- 1,25 мкм. Принципиальной особенностью обработки на автоматах фа- сонно-продольного точения является то, что обрабатываемому материалу (прутку) сообщается не только вращательное (глав- 30
ное) движение, но и поступательное вдоль оси движения подачи. Резцы, в сторону которых движется пруток (подача), могут пере- мещаться только в направлении, перпендикулярном оси прутка. При этом неотъемлемым элементом является опора (люнет) для материала, расположенная перед резцами в непосредственной близости от них, которая воспринимает возникающие усилия при обработке. Резцы размещены в одной плоскости и располагаются вееро- образно вокруг материала. Максимальное количество резцов равно 6, минимальное — 3. Сверление центральных и боковых отверстий как гладких, так и ступенчатых, а также нарезание внутренней и наружной резьб производятся с помощью специальных приспособлений, расположенных и закрепляемых на станине (против или сбоку люнетной стойки). Шпиндель автомата имеет левое вращение, поэтому при сверлении левым сверлом оно не вращается, а при сверлении правым сверло вращается в ту же сторону, что и пруток, но с большей скоростью (на 20—30 %). То же относится и к нарезанию резьбы. Приспособления для фрезерования располагаются на станине против люнета или сбоку. При обработке фрезерованием шпин- дель станка не вращается, а точно фиксируется в необходимом положении. Одним из необходимых условий обработки заготовок с высо- кой точностью на автоматах продольного точения является при- менение калиброванного пруткового материала. Это требование обусловлено тем, что при работе на автоматах с люнетом необ- ходимо в каждый момент обработки обеспечивать постоянный зазор между прутком и люнетом, так как овальность, конусооб- разность и другие неточности прутка копируются на обраба- тываемых поверхностях заготовок. Основные требования, предъ- являемые к геометрическим параметрам прутка: разность диаметров на различных участках по длине прутка не должна превышать определенной допустимой величины (0,005—0,01 мм); разность диаметров в одном сечении (овальность, огранка) не должна превышать половины допуска на диаметр (0,0025— 0,005 мм); кривизна прутка должна быть не более 1 мм на 1 погонный метр; на поверхности прутка не должно быть каких-либо твердых частиц или грязи, которые, попадая в люнет, могут изменить ве- личину и расположение зазора между прутком и внутренней поверхностью люнета. Если поступающий материал не отвечает необходимым требо- ваниям, то его обрабатывают на бесцентровошлифовальных стан- ках, правят на специальных станках и приспособлениях. 31
Помимо требований к пруткам цо геометрическим парамет- рам, обрабатываемый материал должен иметь и стабильные фи- зико-механические свойства, т. е. одинаково хорошо обрабаты- ваться по всей длине прутка, чтобы обеспечить постоянство уси- лия резания, а следовательно, и постоянство получаемых раз- меров. Технологические возможности автоматов. Разнообразие работ, выполняемых на автоматах продольного точения, в значительной степени определяется инструментами, которые можно устано- вить в суппортах и приспособлениях этих автоматов (рис. 18). На автоматах можно производить следующие операции: продольное и поперечное обтачивание цилиндрических, ко- нических и фасонных наружных поверхностей (рис. 18, а—г); торцовое точение плоскостей (рис. 18, е, ж); вытачивание поднутрений и точение фасок (рис. 18, д, з, и, к); сверление и растачивание отверстий (рис. 18, л—н); нарезание внутренней и наружной резьб; фрезерование (шлиц, пазов, зубьев). Обтачивание цилиндрических поверхностей, как правило, выполняется резцом 1 балансира (рис. 19). Небольшие поверх- Рис. 18. Получение различных поверхностей на автоматах продольно-фасонного точения , 32
ности или выточки обтачиваются врезанием резца 2. Этим же резцом обычно производят отрез- ку. Устройство балансира таково, что подход резца 2 и отход рез- ца 1 осуществляются от кулачка, а отход резца 2 и подход рез- ца 1 — от пружины. Поэтому ре- зец 1 не применяется для работ, связанных с врезанием в пруток. Он может работать не от кулачка, Рис. 19. Схема расположения резцов на автомате продольно-фасонного точения а на постоянном упоре, что очень важно для получения наиболее точных поверхностей. Резцом 1 можно обрабатывать последо- вательно несколько уступов, а также получать коническую поверх- ность и снимать фаски. При этом должно быть четкое согласован- ное движение резца и прутка (шпиндельной бабки). Обтачивание конуса на заднем конце детали или отрезка с получением конуса производится резцом 4. Для снятия небольших фасок применяют резцы 3 или 5 с соответствующей заточкой или используют резец 1 при двух дви- жениях — непрерывное движение резца вверх и непрерывное дви- жение прутка вперед. Если пруток калиброван и имеет заданный диаметр, то не- большие поверхности не обтачиваются. Для получения поднутрений и выточек чаще всего используют резцы 4 и 5. После перемещения резца в исходное положение шпиндельная бабка перемещается вперед на заданную величину поднутрения и после окончания обработки отводится назад, а ре- зец возвращается в исходное положение. Сверление отверстий, расположенных вдоль оси детали, выполняется с помощью приспособления, устанавливаемого на станине против люнета, а при сверлении отверстий, расположен- ных перпендикулярно оси детали, приспособление устанавливается сбоку люнета вместо резца 3. Для обеспечения соосности от- верстия наружным поверхностям изделие перед сверлением не- обходимо центровать. Центрирование осуществляется или цент- ровочным резцом, установленным на одном из вертикальных суппортов, или сверлом, установленным в сверлильном приспособ- лении. Обычно сверление совмещается с обтачиванием. При сверлении ступенчатых отверстий применяют двух-, трех-, и четырехшпиндельные приспособления. Глухие и ступенчатые отверстия обычно сверлят с подачей шпиндельной бабки, а сквозные — с подачей сверла. Нарезание резьбы производится дифференциальным методом (метод обгона), т. е. шпиндель изделия вращается с той же скоростью и в том же направлении, что и при обточке, а 2 Зак. 2635 33
шпиндель с резьбонарезным инструментом (метчик или плашка) вращается в том же направлении, но со скоростью или большей (при нарезании правой резьбы), или меньшей (при нарезании левой резьбы). Разность скоростей и есть скорость резания. Для свинчивания режущего инструмента шпиндель или за- медляет (при правой резьбе), или ускоряет (при левой резьбе) скорость вращения. Фрезерование пазов, шлиц и т. п. производится в специ- альном приспособлении, устанавливаемом на боковой площадке станины. ' Накатка рифленой поверхности производится накатными роликами, державка которых закреплена в суппорте 4 или 5. Накатка производится продольной подачей шпинделя роликом шириной в несколько раз меньше длины накатываемой поверхности. Этот прием позволяет избежать значительных ра- диальных усилий. Прошивка отверстий осуществляется инструментом, закрепляемым в сверлильном приспособлении. Инструмент сво- бодно вращается в патроне и подается на изделие как при свер- лении. Соприкоснувшись с изделием, инструмент увлекается вра- щающимся прутком и начинает вращаться со скоростью изделия. Шпиндель сверлильного приспособления при этом не вращается. За счет продольного перемещения прутка осуществляется про- шивка отверстий. Выбор режимов резания. Скорость резания выбирается в за- висимости от обрабатываемого материала и возможностей станка. Минимально возможные скорости резания при обработке латуни 30—100 м/мин, а стали 20—60 м/мин. Это объясняется малыми размерами обрабатываемых деталей и максимально допустимой частотой вращения шпинделя станка (6250 об/мин). Подачи режущего инструмента выбирают в зависимости от вида обработки и требуемого качества поверхности. Например, подачи (мм/об) при обработке стали А75 (У7АВ) при обтачи- вании цапф трибов и осей 0,005—0,010; точении цилиндрических, конических и фасонных поверхностей 0,008—0,015; отрезании, вытачивании поднутрений, обтачивании торцов 0,005—0,008; об- тачивании нерабочих поверхностей 0,015—0,020; сверлении, центровании 0,010—0,015. При обработке сталей У10А, ЭИ699 и других нержавеющих сталей следует подачи уменьшить на 10—20 %, а для латуней — увеличить на 15—20 %. Чем выше требования к качеству обработанной поверхности, тем меньше подача и больше скорость резания. В качестве материала режущего инструмента применяется мелкозернистый твердый сплав марки ВК6М. Основное требование к режущему инструменту — доведение шероховатости поверх- ности передней грани резца до Ra = 0,164-0,08 мкм. При обра- 34
ботке деталей из латуни применяют алмазные резцы типа АРЧ из природного монокристаллического алмаза. Порядок расчета наладки. 1. В карту автоматной наладки за- носят эскиз заготовки с размерами, допусками и обозначениями шероховатости обработки, марку материала и диаметр прутка, схему расположения резцов в двух плоскостях, скорость резания по наибольшему диаметру точения и частоту вращения шпинде- ля (рис. 20). 2. Распределяют работу между резцами, при этом учитывают конструктивные особенности автомата. 3. Назначают последовательность переходов (рис, 21) и оп- ределяют для каждого перехода величину перемещений резца или прутка, угол поворота распределительного вала, частоту вращения шпинделя. 4. Проверяют правильность расчета: а) перемещений шпин- дельной бабки и резцов (сумма перемещений вперед и сумма перемещений назад должны быть равны); б) суммарное значение углов поворота распределительного вала должно быть 360°. 5. Определяют производительность автомата. В табл. 2 показана операционная карта обработки промежу- точного триба будильника на автомате типа 1Б10А. Рис. 20. Эскиз заготовки промежуточного триба будильника для автоматной наладки 2* 35
R Q 5 лереход Рис. 21. Последовательность переходов автоматной наладки
2. Операционная карта обработки Но- мер пере- хода Содержание пере- хода Дли- на ра- бочего хода, мм Подача, мм/об Количество оборотов Градусы рабо- чий ход холос- той ход от до рас- чет- ное приня- тое 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 Разжим цанги Шпиндельная баб- ка назад 10,14 10 16 0 10 10 26 3 Зажим цанги — 15 26 41 4 4-й резец назад 1,80 4 41 45 5 1-й резец вперед 1,54 6 45 51 6 Проточить 0 0,34 0,67 0,0074 91 19 51 70 7 Пауза 2 70 72 8 1-й резец назад 0,22 2 72 74 9 Проточить фаску: а) шпиндельная 0,05 0,002 25 5 74 79 бабка вперед б) 1-й резец на- 0,05 74 79 зад 10 Проточить 0 0,9 5,87 0,012 489 101 79 180 11 Пауза 2 180 182 12 1-й резец назад 0,33 2 182 184 13 Пауза 2 184 186 14 Проточить 0 1,53 0,57 0,0074 77 16 186 202 15 Пауза 2 202 204 16 1-й резец назад 0,94 4 204 208 17 3-й резец вперед 1,26 3 208 211 18 Пауза 2 211 213 19 Шпиндельная баб- 0,0037 62 13 213 226 ка вперед Поднутрение 60° 0,23 20 Пауза 2 226 228 21 Шпиндельная баб- 0,23 2 228 230 ка назад 22 3-й резец назад 1,26 3 230 233 23 Шпиндельная баб- 2,27 5 233 238 ка вперед 24 2-й резец вперед 0,40 3 238 241 Подход 0,40 25 Врезание 2-го рез- 0,86 0,005 172 35 241 275 ца до 0 0,9 26 Пауза 2 275 278 27 Проточить 0 0,9 0,40 0,007 57 12 278 290 28 Пауза 2 290 292 29 Врезание 2-го рез- 0,27 0,0037 73 15 292 307 ца до 0 0,34 30 Пауза 2 307 308 31 Проточить фаску 0,10 0,0023 (44) (9) 308 309 0,05x45° 5-м рез- цом 32 Проточить 0 0,34 0,31 0,006 52 11 309 320 33 2-й резец назад 1,53 5 320 325 37
Продолжение табл. 2 Но- мер пере- хода Содержание пере- хода Дли- на ра- бочего хода, мм Подача, мм/об Количество оборотов Градусы рабо- чий ход холос- той ход от ДО рас- чет- ное приня- тое 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 34 Шпиндельная баб- 0,32 ка назад 35 4-й резец вперед 1,48 (подход) 36 Отрезать: а) шпиндельная 0,32 0,0024 бабка вперед б) 4-й резец впе- 0,32 ред Итого,,. 2 325 327 6 327 333 133 333 360 1231 254 106 2.6. ФРЕЗЕРОВАНИЕ ЗУБЬЕВ КОЛЕС, ТРИБОВ И МУФТ. ОСОБЕННОСТИ ОБРАБОТКИ ЗУБЬЕВ КОЛЕС И ТРИБОВ В приборах времени (ПВ) применяют зубчатые передачи, которые служат для кинематической связи между движущимися частями механизма, преобразования их угловых скоростей и передаваемых усилий. В часовых механизмах наибольшее рас- пространение получили цилиндрические прямозубые передачи. В зависимости от требований, предъявляемых к конструкции механизмов, применяют различные профили зубьев, которые должны обеспечивать постоянство передаточных отношений. По профилю зубьев колес и трибов часового механизма раз- личают следующие зацепления: эвольвентное, циклоидальное, часовое, бархатное (остроугольный профиль зуба), цевочное. В электронно-механических часах с кварцевым осциллятором со стрелочной индикацией, где ведущим является триб, а ведо- мым колесо, применяют зубчатые передачи с эвольвентным про- филем, что дает возможность повысить КПД передачи и сокра- тить номенклатуру режущего инструмента. Изготовление циклоидального зуба сложно, поэтому профиль зуба упростили и получили разновидность этого вида зацепле- ния — часовое, в котором головка зуба образуется дугой окруж- ности, ножка зуба ограничивается радиальными прямыми. Вер- шина зуба в часовом зацеплении скругляется. Такой вид зацепле- ния широко применяется в механических наручных часах. Зубчатые передачи, используемые в ПВ, могут располагаться на малой площади, поэтому передаточное отношение пары зуб- чатых колес должно быть большим при малом модуле зацепления. Зубчатые зацепления должны обеспечивать плавность передачи, недостаточная плавность вызывает изменение амплитуды коле- бания и ухудшает точность хода часов; должны иметь малые 38
потери на трение, сохранять постоянство вращающего момента. От работы зубчатой передачи зависят качественные характе- ристики приборов: точность и стабильность показаний. В приборах времени применяют трибы с числом зубьев от 6 до 18, колеса с числом зубьев от 20 и выше и модулем от 0,05 до 0,3 мм. Технологические операции нарезания зубьев на зубофрезер- ных станках имеют ряд особенностей, которые выражены в ба- зировании обрабатываемых деталей. Вследствие малых габаритов обрабатываемых деталей и кон- структивных особенностей при нарезании зубьев колес и трибов не всегда удается применять конструктивные базы для обра- ботки, а приходится вводить технологические базы, тем самым нарушать принцип постоянства баз. На рис. 22 показаны способы установки и крепления заготовок на зубофрезерных станках. На рис. 22, а показана установка заготовки триба в обратных центрах при нарезании методом единичного деления (копирова- ний), в которых есть отверстия для свободного прохода цапф. За- головка базируется на фасках уступов, причем конусная насечка ведущего центра врезается в фаску уступа и поворачивается вмес- те с ведущим центром, а задний центр служит опорой. При нареза- нии зубьев методом непрерывного деления (обката) задний центр также имеет насечку и синхронно вращается с передним, т. е. и передний и задний центры являются ведущими. На рис. 22, б показана установка трибов с центральным от- верстием (триб минутной стрелки) в прямых центрах при наре- зании зубьев методом единичного деления (копирования) и базировании заготовки на фасках отверстия. Ведущий центр острыми гранями врезается в фаску отверстия и заготовка вра- щается вместе с центром, а задний центр служит опорой. При нарезании зубьев методом непрерывного деления (обкатки) задний центр также имеет уступы и синхронно вращается с пе- редним. При нарезании колес, имеющих центральное отверстие ма- лого диаметра (барабанное колесо и др.), они набираются на оправку 1 (рис. 22, в) и вместе с ней устанавливаются в центрах. Базирование заготовок происходит правильно, т. е. сохраняется единство баз. В этом случае передний центр является ведущим, а задний центр вращается вместе с оправкой, упираясь в шар- нир 2. При нарезании колес в пакете сила сжатия заготовок долж- на быть минимальной, исключающей проворачивание заготовок относительно друг друга в процессе фрезерования. Колеса, которые имеют только секторные окна (промежуточное, центральное, анкерное и т. п.), набирают в пакет на оправку 2 с прорезями для ступиц (рис. 22, г). Колеса базируются на внут- реннюю поверхность секторов колеса (технологическая база). 39

Оправка 2 центрируется выточкой на уступе переднего центра. Гайка 3 служит для сжатия заготовок на оправке. Центр 4 своим уступом входит в отверстие оправки, а обратным конусом упирается в задний центр 5. Штифт 1 служит поводком для вра- щения оправки с заготовками. При нарезании зубьев на заводном барабане (рис. 22, д) их устанавливают на оправку по два (зубчатый венец к венцу). Оправка 1 входит хвостовой частью в гнездо шпинделя и заме- няет собой ведущий центр. Прижим 2 закреплен в заднем центре аналогично показанному на рис. 22, г. Штифт 3 центрирует за- готовки на оправке, т. е. является базирующим. В том случае, когда необходимо получить наиболее точное зубчатое зацепление (минимальное биение узла), устанавливают и закрепляют заготовки (узел в сборе показан на рис. 22, е). В этом случае базирование узла происходит по рабочим цапфам Рис. 22. Способы установки и крепления заготовок на зубофрезерных станках: а—в обратных центрах, б—в прямых центрах, в—установка колес; /—оправка, 2— шарнир; г—установка колес с секторными окнами: /—штифт-поводок; 2—оправка, 3— гайка, 4—центр, 5—задний центр; д—установка заводного барабана: /—оправка, 2— прижим, 3—штифт центрирующий; а—установка колеса с осью 41
оси, т. е. исключаются неточности, полученные при предыдущих операциях от смены баз (погрешности от базирования). Фрезерование зубьев методом копирования и обкаткой. Полу- чить профиль зуба можно двумя методами: единичным делением (копирования) и непрерывным делением (обката), каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. В производ- стве часов до последнего времени было четкое разделение — нарезание зубьев трибов (г до 18) производилось методом единич- ного деления. Это было связано с отсутствием теоретических разработок возможности нарезания малого числа зубьев мето- дом непрерывного деления и, следовательно, отсутствием обо- рудования и инструмента. В настоящее время все трибы и колеса возможно обрабатывать методом непрерывного деления, в том числе так называемые необкатываемые профили (храповые и анкерные колеса, торцовые зубья муфт и т. п.). При нарезании зубьев методом единичного деления режущий инструмент (фреза) имеет профиль, точно соответ- ствующий профилю впадины данного нарезаемого триба или колеса. После получения впадины на заготовке последняя пово- рачивается на угловой шаг, а фреза возвращается в исходное положение и процесс фрезерования повторяется. Преимущество метода — простота конструкции фрезы и ее профиля. Этот метод нашел широкое применение при единичном и мелкосерийном производстве. Недостаток метода — повышение точности нарезаемого про- филя зубчатого зацепления зависит от точности делительного приспособления (ошибка деления), соответствия профиля фрезы профилю впадины зубчатого колеса или триба (ошибка про- филя); большие потери времени на холостые ходы инструмента. При нарезании зубьев методом непрерывного деления (обката) процесс формирования профиля зуба происходит не- прерывно. Это достигается приданием непрерывного вращения заготовке и инструменту, воспроизводящим движения готового зубчатого колеса (триба) и находящегося с ним в зацеплении триба (рейки). Вращения фрезы и заготовки кинематически жестко связаны. При повороте заготовки на один зуб или один окружной шаг однозаходная червячная фреза сделает один оборот. Преимущество метода — повышение точности зубчатого за- цепления и производительности обработки. Недостаток метода — сложный режущий инструмент (чер- вячная фреза) и необходимость применения специального обо- рудования. Нарезание зубьев необкатываемых профилей (зубья анкер- ного и храпового колес) методом обката производится на том же оборудовании, что и для нарезания обкатываемых профилей. Особенностью является конструкция фрезы. 42
Рис. 23. Конструкция червячной фрезы для нарезания зубьев анкерного колеса Условно такую червячную фрезу можно представить как свер- нутую протяжку с шагом, несколько меньшим углового шага зубьев, причем в работе участвует только часть зубьев, но после износа калибрующих (последних) зубьев за счет поворота экс- центриковой втулки вводятся в работу новые зубья. На рис. 23 показана конструкция такой фрезы. Для нарезания методом обката торцовых зубьев кулачковых муфт и заводных трибов в настоящее время применяется как метод единичного деления (копирования), так и метод непре- рывного деления (обката). Для нарезания торцовых зубьев применяется одновитковая червячная фреза с эксцентриковой втулкой в посадочном отвер- стии. При работе за время поворота колеса на шаг фреза со- вершает один оборот. Величина эксцентриситета у фрез для наре- зания угловых зубьев рассчитывается исходя из разности высоты нарезаемого зуба у периферии и внутреннего диаметра. 2.7. СВЕРЛЕНИЕ Сверление является одним из самых распространенных мето- дов получения отверстия резанием. Главное (рабочее) движение при сверлении — вращение сверла или детали, а вспомогатель- ное — поступательное перемещение сверла или детали вдоль оси сверла. 43
Рис. 24. Вертикально-сверлильный станок С-ЗМ: /—деталь, 2—стол станка, 3—рычаг, 4—шпиндель, 5—сверло Сверление обеспечивает получение отверстий по 5—6-му квалитетам точности с шероховатостью поверхности /?а = 2,54- 4- 1,25 мкм. Зенкерование применяют после сверления или при обра- ботке литых или прошитых отверстий в заготовках. При зенкеро- вании можно получить 4—5-й квалитеты точности и шерохова- тость поверхности Rа= 1,254-0,63 мкм. Развертывание обеспечивает получение отверстий по 2—3-му квалитетам точности с шероховатостью поверхности Ra = = 0,08 мкм. В часовом производстве сверление отверстий в деталях про- изводят по накерненным лункам, чтобы обеспечить более вы- сокую точность отверстия и исключить увод сверла. Если число отверстий в детали невелико, то их сверлят на настольных верти- кально-сверлильных станках мод. С-ЗМ (рис. 24). Деталь 1 устанавливают на стол станка 2 и придерживают рукой. Нажи- мая на рычаг 5, перемещают шпиндель 4 со сверлом 5, т. е. про- изводят сверление. На таких станках сверлят отверстия диа- метром от 0,2 до 2,0 мм. Частота вращения шпинделя станка /7 = 60004-8000 об/мин. Так как прочность сверл диаметром до 1,0 мм невелика, такие отверстия необходимо сверлить с перио- дическим выводом сверла для удаления стружки. При наличии большого числа отверстий в детали для сверле- ния применяют полуавтоматы и автоматы. Они работают по методу последовательной установки осей будущих отверстий по оси сверлильного шпинделя, т. е. каждый шпиндель обрабатывает одно отверстие. На рис. 25 показан многошпиндельный верти- 44
кальный полуавтомат мод. С-208, который применяется для сверления и зенкерова- ния отверстий в платинах и мостах наруч- ных часов. Станок имеет тринадцать шпинделей /, смонтированных в одном блоке. На поворотном горизонтальном столе 2 имеется пятнадцать позиций для установки заготовок, из них две пози- ции — загрузочная и разгрузочная. В про- цессе работы блок со шпинделями опус- кается вниз, происходит обработка три- надцати отверстий в заготовках. После обработки блок со шпинделями подни- мается и стол поворачивается на 24°, под каждый шпиндель подается новая заго- товка с предыдущей обработки. Загрузка станка производится вручную, все осталь- ные движения автоматизированы. В пос- леднее время такие станки модернизи- рованы, т. е. загрузка осуществляется автоматически. Сверла применяют спиральные или перовые из быстрорежущей стали или мелкозернистого твердого сплава марки ВК6М. Точность получаемых отверстий не превышает 0,010 мм. Контроль диаметра отверстий произво- дят предельными пробками (калибрами) или на проекторах по проекторным чер- тежам. Рис. 25. Многошпиндель- ный вертикальный полу- автомат С-208: 1—шпиндели, 2—стол 2.8. ОТДЕЛОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ При производстве приборов времени большое внимание уде- ляется отделочным операциям. Размерное плоское шлифование и полирова- ние стальных закаленных деталей производят на станках мод. С-15 с помощью различных паст на чугунных, оловянных, лигна- фолевых и буковых дисках. Обрабатываемые детали закрепляют на блоках различными клеющими материалами (канифоль, шел- лак и др.). Блоки представляют собой чугунные диски диа- метром 40—50 мм и толщиной 2,5—6,0 мм с углублениями различ- ной формы для укладки деталей. На каждом блоке в один слой укладывают детали на специальных станках. После этого на 45
Рис. 26. Схема обработки де- талей на станке типа С-15: 1—диск станка, 2—блоки, 3— поводок блок наносят клеющий материал (шел- лак или канифоль), нагревают его до температуры плавления, прижимают де- тали к плоскости блока винтовым прессом или грузами с помощью гладкой стальной пластины и остав- ляют под нагрузкой до полного осты- вания. Базирование деталей на блоке осуществляется по обрабатываемой поверхности (детали устанавливаются по поверхности прижимной пластины). Остывшие блоки с деталями уста- навливают на диск станка и прижимают их грузами, надетыми на верхние концы шпинделей. На нижнем конце каждого шпинделя имеется поводок с двумя конусными штифтами, которые входят в центральные отверстия блоков и прижимают их к диску. Блоки относительно диска устанавливаются автомати- чески — по обрабатываемым поверхностям деталей. На рис. 26 показана схема обработки на станках мод. С-15. Диск 1 вращается с частотой 60—120 об/мин, а шпиндели 3 с двумя блоками 2 имеют частоту вращения 192 об/мин. Эта схема обработки позволяет получать точность в преде- лах 0,01 мм за счет равномерного износа рабочего диска прак- тически по всему диаметру и равномерного распределения пасты по всей поверхности диска. Время обработки зависит от требуе- мой шероховатости поверхности, применяемого состава пасты и ее зернистости, величины снимаемого припуска, величины удель- ного давления (усилия прижима блоков к диску) и устанавли- вается опытным путем для каждого конкретного случая. Ско- рость шлифования изменяется от 0 до 3 м/с. Припуск на плоское шлифование назначается от 0,05 до 0,20 мм и полирова- ние — от 0,01 до 0,02 мм. В зависимости от зернистости шлифующей пасты параметр шероховатости = 0,32-4-0,08 мкм, а при полировании пастой из оксида хрома /?€х = 0,02 мкм. Размеры после шлифования и полирования контролируют за- мером толщины детали на блоке. В часовой промышленности находит применение вибрацион- ное шлифование и полирование деталей, обеспечивающее плос- копараллельность до 0,005 мм с высокой производительностью при полной автоматизации обработки. На рис. 27 показана конструктивная схема виброобрабаты- вающей машины ПР-378. Вибратор 8 крепится к столу 6. Верх- ние 7 и нижние 9 дебалансы состоят из двух секторов, фикси- руемых в заданном положении пружинными пальцами. Вибратор 46
Рис. 27. Схема виброобрабатывающей машины типа ПР-378: /—плита, 2—пружины, 3—упоры, 4—верхний диск, 5—рабочий диск, 6—стол, 7—верхние дебалансы, 8—вибратор, 9—нижние дебалансы, 10—электродвига- тель постоянного тока, 11—обойма приводится во вращение через пружинную муфту электродвига- телем постоянного тока 10, управляемым магнитным усилите- лем. Нижний рабочий диск 5 крепится к столу, верхний 4 к плите 1. Плита 1 связана со столом легкосъемными радиально располо- женными пружинами 2, внешний конец которых закреплен на обойме 11. В три гнезда этой обоймы входят колонки механизма давления, фиксирующие обойму в радиальном положении. Через радиальные пружины поступательно-круговое движение ниж- него диска передается на верхний, который приобретает движение, аналогичное движению нижнего диска, но отличное по радиусу окружностей. Механизм давления сжимает диски во время об- работки деталей, а также служит для изменения зазора между ними во время загрузки и выгрузки. Величина давления регу- лируется механизмом давления с помощью рукоятки с лимбом, 47
а во время работы — серводвигателем. Необходимая высота об- рабатываемых деталей устанавливается с одного лимба, управ- ляющего тремя упорами 3. Точность установки 0,001 мкм. Обработка партии деталей производится между двумя плос- кими дисками. Под действием вибратора нижний диск совершает поступательное круговое движение, причем все его точки описыва- ют окружности равных радиусов. В зависимости от настройки колебательной системы вибро- машины верхний диск может либо почти не двигаться, либо со- вершать движения того же характера, что и нижний диск, но с большими равномерными или меньшими радиусами окружностей. Если верхний диск неподвижен, обрабатываемые детали сцепля- ются с ним и обрабатывается только их нижняя сторона. Если верхний диск движется в противофазе с нижним, имея равные радиусы окружностей, то детали обрабатываются с двух сторон с одинаковой интенсивностью. При разных радиусах движения детали обрабатываются с различной интенсивностью с нижней стороны, причем, чем больше радиусы движения, тем больше интенсивность. Для автоматической загрузки и выгрузки деталей нужно развести диски, пустить машину по режиму загрузки и уложить детали на приемный столик одной стороной вниз или вверх при односторонней обработке или насыпать — при двусторонней обработке. Под действием вибрации детали будут перемещаться от периферии (со столика) к центру диска и заполнят всю по- верхность нижнего диска в один слой. Аналогично происходит и выгрузка — детали перемещаются от центра диска к периферии и попадают в сборник. Управление такими машинами кнопочное. Выбор шлифовального материала зависит от материала де- талей и требований, предъявляемых к обрабатываемым поверх- ностям деталей — может применяться чугун, алюминий, стекло, твердые породы дерева и круги из алмаза или любого абразива. Обработка ведется или с применением абразивных паст из ок- сидов хрома, железа, алюминия и др., разведенных смазочно- охлаждающей жидкостью (керосином, минеральными маслами, мыльным раствором), или кругами с закрепленным абразивом (карбид кремния, электрокорунд, алмаз). Обрабатывающая смесь или смазочно-охлаждающая жидкость непрерывно подается в зону обработки специальным насосом. Достигаемая шероховатость поверхности 7?6z = 0,02 мкм. Число одновременно обрабатываемых деталей зависит от диа- метра дисков и размеров детали. Машины выпускают с диаметра- ми дисков 200, 300, 600 мм, что позволяет обрабатывать деталь 'толщиной от 0,1 до 15 мм. Этим методом обрабатываются все плоские детали из любых материалов (сталь, латунь, бронза, рубин, стекло и др.). 48
Полирование закален- ных цапф осей и трибов производится специально заточен- ным твердосплавным диском. На рис. 28 показана схема поли- рования цапф на полуавтомате Ш-263А. Полирование производится одновременно двумя твердосплавны- ми дисками /, установленными в двух шпинделях. При полировании триб 2 базируется в гнездах двух люнетов 3 Рис. 28. Схема полирования цапф трибов на автомате Ш-263А: И ПрИВОДИТСЯ ВО Вращение ведущей /—диски, 2—триб, 3—люнеты, 4— шестерней 4 через шестеренчатый поводковая шестерня привод станка. Твердосплавные диски диаметром 60 мм имеют частоту вращения 700 об/мин, а триб 1600—2100 об/мин. Полирование цапф твердосплавными дисками обеспечивает получение шероховатости поверхности Ra = 0,164-0,020 мкм и точность 1 —10 мкм на диаметре. Припуск на полирование цапф не превышает 0,01 мм на диаметр. При полировании цапфы угол наклона рисок на твердосплав- ном диске должен находиться в пределах от 12—17° до 30—35° по отношению к оси вращения диска. Время полирования цапф 1—3 с и зависит от припуска под полирование и диаметра полируемых цапф. Полирование зубьев трибов осуществляется паста- ми из оксида хрома. Диски станка служат для поворота триба вокруг своей оси и одновременно подают полирующую пасту. Диски изготовляют из дерева (липа, бук, клен) и пропитывают машинным маслом. На наружной цилиндрической поверхности диска нарезается однозаходная винтовая линия с шагом, равным шагу зубьев триба. При опускании вращающегося диска на триб винтовая линия входит в зацепление с зубьями триба, и последний, будучи уста- новлен опорами в канавки люнета, начинает вращаться вокруг своей оси, т. е. имитирует как бы зацепление типа червяк (диск) — червячное колесо (триб). Скорость вращения диска 16—20 м/с при диаметре 90—120 мм. Паста периодически наносится на периферию диска. Продолжительность полирования одного триба 3—5 с. Шероховатость поверхности после полирования соответ- ствует Ra = 0,164-0,02 мкм. При полировании триб устанавливается рабочими цапфами в люнет, что повышает точность триба за счет уменьшения бие- ния делительной окружности относительно оси цапф. Декоративное шлифование и полирование яв- ляется подготовительной обработкой под гальванические покры- 49
тия, поэтому к этим процессам не предъявляются высокие требования получения строгих форм и размеров деталей. Лучевание — это процесс обычного шлифования, приме- няется как декоративная обработка заводных колес наручных и карманных часов и других деталей. Нанесение мелкого декоративного штриха производится мел- козернистыми абразивными кругами или различными пастами, нанесенными на деревянный круг. В зависимости от требуемого рисунка и глубины рисок подбирают зернистость кругов или паст и скорость вращения детали. Шлифование и полирование деталей из латуни, ней- зильбера и других цветных металлов производится на кругах из текстиля, войлока и фетра с помощью паст из оксида хрома и др. Скорость вращения круга 25—40 м/с. Крацевание — процесс царапания полированной поверх- ности детали проволочной щеткой. Проволочки должны быть упругими, для чего их гофрируют. Материал проволочек — ла- тунь, бронза диаметром от 0,08 до 0,10 мм. Чем тоньше прово- лочки, тем чище получается обработанная поверхность. Скорость вращения щетки 20—30 м/с. Обработка алмазными резцами позволяет полу- чать поверхности с шероховатостью Ra = 0,08 4- 0,02 мкм за одну операцию. В зависимости от требований к обработанной поверх- ности применяют обработку на проход и на врезание. Наибольшее распространение в часовой промышленности нашла обработка точением и фрезерованием методом на врезание. Недостатком этого метода является ограничение ширины обрабатываемых поверхностей шириной режущей кромки алмазного резца. Наиболее рациональными областями применения таких рез- цов является обработка деталей внешнего оформления и меха- низма, изготовляемых из цветных металлов, их сплавов и пласти- ческих масс. Обработка деталей из черных металлов и их сплавов алмаз- ными резцами нецелесообразна ввиду их интенсивного износа. Характерной особенностью всех типов резцов являются боль- шие углы заострения (90—105°), передние углы у имеют отрица- тельное значение (от —10 до —12°). Такая геометрия обуслов- ливается свойствами алмаза. Доводка режущих граней произво- дится не по всей ширине, а лишь по фаскам шириной 0,2—0,6 мм с шероховатостью /?2 = 0,1 4-0,025 мкм, причем на режущих кром- ках не допускаются сколы, видимые при 500х увеличении. Повышенная чувствительность алмаза к вибрациям и ударам требует специальной подготовки оборудования. Скорость резания существенного влияния на качество обра- ботанной поверхности не оказывает и назначается максимально допустимой данным типом оборудования в интервале: при точе- нии от 20 до 300 м/мин; при фрезеровании от 600 до 1000 м/мин. 50
Подача существенно влияет на качество обработанной по-, верхности и зависит от обрабатываемого материала (мм/об): При точении: латуни....................... 0,003—0,004 нейзильбера *4 бериллиевой бронзы 0,004—0,0045 алюминиевого сплава J При фрезеровании: латуни п ПП9 п пп, нейзильбера / . . . . u,uuj—и,ии4 алюминиевого сплаваЗ .... 0,003—0,0035 Припуск на обработку не должен превышать 0,07 мм на сто- рону, а при обработке за одну установку должен быть 0,03— 0,04 мм. Для повышения качества обработанной поверхности целесо- образно применять смазывающе-охлаждающие жидкости низкой вязкости (вазелиновое или сурепное масло). Нормальные условия эксплуатации обеспечивают высокую тех- нологическую стойкость алмазных резцов между переточками. Алмазные резцы допускают до 20 переточек. 2.9. ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОКРЫТИЯ В зависимости от назначения покрытия делятся на защитные, защитно-декоративные и специальные. В часовой промышленно- сти преимущественно используются защитные и защитно-деко- ративные покрытия. Это обусловливается спецификой приборов времени, особенно наручных часов. Защитные покрытия предназначены для защиты металла от коррозии в конкретных условиях эксплуатации, защитно-деко- ративные — для внешнего оформления деталей. Для получения защитных покрытий используют химические операции: оксидирование, пассивирование. Для получения за- щитно-декоративных покрытий применяют гальванические опе- рации: никелирование, хромирование, серебрение, золочение. Хи- мические покрытия являются основными в производстве крупно- габаритных часов: будильников, настенных, настольных. В этих часах стальные детали оксидируют, латунные — пассивируют. Защитные и защитно-декоративные покрытия подразделяются на гальванические и лакокрасочные. При выборе вида покрытия и его толщины учитываются на- значение деталей, материал детали, условия эксплуатации, назначение покрытия, способ его нанесения, допустимость кон- тактов сопряженных металлов, экономическая целесообразность. Условия эксплуатации покрытий делятся на группы: легкая (Л) — закрытые помещения с искусственно регули- руемыми климатическими условиями; средняя (С) — закрытые помещения без искусственного регулирования климатических условий; 51
жесткая (Ж) и очень жесткая (ОЖ) — на открытом воздухе и под навесом. Группу условий эксплуатации характеризует содержание агрессивных веществ в атмосфере (Ж — соответствует атмос- фере промышленных районов, ОЖ — морским условиям). Детали механизма относят к группе легких условий эксплуа- тации, а детали внешнего оформления к средней (циферблаты), жесткой и очень жесткой (корпуса) группам эксплуатации. Гальванические покрытия представляют собой металлическое осаждение толщиной от 0,3 до 100 мкм из электролита на ме- таллическую деталь. Покрытия подразделяются на анодные и катодные. Анодными называют покрытия, у которых металл покрытия имеет более отрицательный потенциал, чем потенциал основ- ного металла. Например, покрытие железа (стали) цинком. Катодными называют покрытия, у которых металл покрытия имеет более положительный потенциал, чем потенциал основ- ного металла. Например, покрытие стали никелем и медью; латуни хромом или золотом. В часовой промышленности наибольшее распространение по- лучили следующие способы нанесения покрытий: электролити- ческий (никелирование, хромирование, золочение, серебрение, цинкование, лужение и др.); химический (химическое никелиро- вание, химическое золочение, фосфатирование, пассивация ста- ли, латуни); анодизационный (анодирование деталей из алюми- ния) ; контактно-механический (контактно-механическое сереб- рение циферблатов). Основные операции технологического процесса осаждения по- крытий включают: механическую подготовку поверхности; пред- варительную подготовку для обеспечения сцепления покрытия и исключения загрязнения электролита (обезжиривание — хи- мическое, электрохимическое и активация); осаждение покрытия (тип электролита выбирается с учетом требуемых свойств покры- тия — внешний вид, пористость, твердость, равномерность покры- тия); промывка; сушка; контроль качества покрытия. Никелирование применяют для защитно-декоративного покрытия и как подслой при хромировании деталей. Такие по- крытия имеют высокую твердость, хорошо работают на истира- ние, прочно сцепляются с основным металлом, хорошо полируются, имеют высокую стойкость к атмосферным воздействиям и нейт- ральны к часовым маслам. В часовом производстве никелируют обычно платины и мосты. Толщина покрытия различных деталей механизма колеблется от 2 до 5 мкм, а для деталей, работающих на открытом воздухе,—от 5 до 10 мкм. Хромирование используют в качестве защитно-декора- тивного покрытия. Это покрытие имеет высокую твердость и из- носоустойчивость, высокую стойкость к атмосферным воздействи- 52
ям и воздействию щелочей и кислот. Стальные детали полируют, затем на них наносят подслой меди или никеля, а затем уже хро- мируют. Хромированию подвергают корпуса часов; при этом толщина покрытия обычно равна 4—6 мкм. Серебрение придает циферблатам наручных и карманных часов красивый внешний вид. Толщина покрытия колеблется от 1 до 4 мкм. Золочение применяют для защитно-декоративного по- крытия, придающего деталям высокую устойчивость к коррозии, так как имеет химическую стойкость к атмосферным воздей- ствиям. Толщина слоя золочения составляет 0,5—5 мкм. Для деталей механизма толщина слоя покрытия составляет обычно 0,5—0,75 мкм. В наручных часах золотят колеса, баланс, стрелки и др. Понятие «проба» означает содержание золота в сплаве, ко- торое выражается в частях золота на 1000 частей сплава. На- пример, 583 проба означает, что в сплаве 58,3 % золота. Лакокрасочные покрытия выполняют те же функции, что и гальванические, т. е. защитно-декоративные. В производстве деталей внешнего оформления этот вид покрытия используют для изготовления циферблатов. Для этих целей используются бесцветные лаки для защиты гальванически покрытого поля циферблата или цветные — для придания полю циферблата деко-, ративного вида, различных цветов и оттенков (аэрография). Бесцветный лак имеет хорошую адгезию к поверхности ци- ферблата, высокую твердость и прочность при ударе, не рас- трескивается в процессе проточки и фрезерования знаков. При изготовлении деталей внешнего оформления крупногаба- ритных часов используют обычные покрытия, которые выпол- няют различными красками и эмалями (глифталевыми, перхлор- виниловыми, нитроэмалями и др.). Подготовительные операции. Особое внимание при гальвани- ческих или лакокрасочных покрытиях необходимо уделять тща- тельности химической и механической подготовки покрываемых поверхностей. От того, как подготовлена поверхность, зависит качество покрытий. Необходимо детали перед покрытием очистить от производ- ственной грязи и коррозии как механической обработкой, так и промывкой в различных растворителях с 'применением ультра- звука. Проводят хмическое обезжиривание, промывку в горя- чей и холодной проточной воде, обезжиривание в органических растворителях и сушку. После этой операции можно наносить лакокрасочные покрытия.ДЦля гальванических покрытий необхо- димо провести еще обезжиривание электролитическое, промывку в горячей и холодной воде, декапирование химическое или электро- литическое, нейтрализацию, промывку в холодной воде и затем нанести гальванические покрытия. 53
2.10. НОВЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ Создание новых приборов времени потребовало применения новых материалов, трудно поддающихся традиционным меха- ническим методам обработки. Изготовление деталей из твердого сплава, керамики, кварца, лейкосапфира, кремния и других твер- дых материалов потребовало применения других методов об- работки. К таким методам обработки относятся: электроконтакт - ная, электроэрозионная, анодно-механическая, электрохимиче- ская, лучевые методы (электронным лучом и лазером), ультра- звуковая, термохимическая. Электроконтактная обработка. Сущность обработки заклю- чается в том, что к заготовке и режущему инструменту подво- дится переменный электрический ток напряжением до 40 В и силой 5000—8000 А. Обработка происходит в результате разогрева материала (электрической дугой) и съема его режущим инструментом (диском, резцом, проволочной щеткой) при незначительном дав- лении. Точность обработки не превышает 6-го квалитета, а минимальная шероховатость поверхности /?а=1,5 мкм. Этот метод применяется в основном на заготовительных опе- рациях для упрочнения поверхностного слоя обрабатываемой детали. Электроэрозионная обработка. Различают три вида электро- эрозионной обработки металлов — электроискровую, электроим- пульсную и высокочастотную электроискровую. Сущность обработки заключается в разрушении поверхностей электродов при электрическом пробое межэлектродного проме- жутка, заполненного рабочей жидкостью (керосин, минеральные масла и т. п.). Вся электрическая энергия в системе за короткий промежуток времени (10-5—10“8с) передается импульсу. Мгно- венная плотность тока достигает 8000—10 000 А/мм2, при этом возникает температура порядка 8000—10 000°С. При таких тем- пературах плавятся и испаряются все известные металлы. Об- разующиеся продукты застывают в жидкости и удаляются. Сле- дующий разряд произойдет в другом месте, где будет наименьшее расстояние между электродом и деталью. Электрод-инструмент 1 непрерывно подается на деталь 2, тем самым производя обра- ботку (рис. 29). В качестве инструмента применяют электроды, по форме являющиеся зеркальным отображением поверхности детали, а для резки применяют непрерывно перематывающуюся проволоку. В качестве электродов применяется красная медь, иногда бронза и латуни. Точность получаемых размеров до ±0,002 мм, а шерохова- тость /?а = 0,08 мкм в зависимости от режимов обработки. Этот метод применяется для разрезания твердых сплавов, магнитных и полупроводниковых материалов. 54
Рис. 29. Схема электроэро- зионной обработки: 1—электрод-инструмент, 2— электрод-деталь Рис. 30. Схема анодно-механиче- ской обработки Анодно-механическая обработка (рис. 30) происходит в жид- кой токопроводящей среде — электролите (водный раствор жид- кого натриевого стекла). Расплавленный, а затем застывший ме- талл удаляется из зоны обработки электродом-инструментом. В качестве инструмента используют проволоку, диски ленты из низкоуглеродистой стали, шлифовальные круги на токопроводя- щей основе. Давление инструмента на деталь не должно превы- шать 3—5 кг/см2. Скорость обработки от 40 до 0,5 м/с в зависи- мости от применяемых режимов и требований к точности раз- меров и шероховатости. При работе на мягких режимах шеро- ховатость достигает Ra~0,02 мкм, а точность до 0,01 мм. Электрохимическая обработка. Сущность обработки заклю- чается в анодном растворении проводящих материалов в среде электролита. Этот процесс является обратным гальваническому осаждению. Такая обработка применяется для полирования деталей слож- ной конфигурации и снижает шероховатость, но исходная по- верхность не должна иметь шероховатость выше Rz = 10 мкм. При размерной обработке необходимо прокачивать электро- лит через щель, образуемую между электродом и обрабаты- ваемой заготовкой. Точность обработки зависит от точности при- меняемого оборудования, инструмента и приспособлений. Этот метод целесообразно применять для обработки заготовок и де- талей из любых металлов сложной формы. Лучевые методы обработки. Обработка электронным лучом и световым лучом ОКТ (оптического квантового генератора — лазера) применяется для любых материалов (магнитные материа- лы и керамика, легированные стали и ферриты, твердые сплавы и корунд и т. п.) вследствие нагрева и испарения материала сфокусированным лучом узколокального участка. Диаметр пятна сфокусированного луча может достигать 2—3 мкм. Обработка заготовок электронным лучом производится в ва- кууме, поэтому заготовки, приспособления и устройства переме- 55
Рис. 31. Схема ультразву- ковой обработки щений находятся в этой камере и тре- буется значительное время для созда- ния необходимого вакуума при замене заготовок. Обработка заготовок лучом лазера производится в обычной атмосфере и не требует специальных камер, что значительно упрощает управление тех- нологическим процессом. Точность обработки лучевыми мето- дами лежит в пределах 3—4-го квали- тетов, а шероховатость /?а = 0,02 мкм. На входе и выходе луча шерохова- тость поверхности хуже. Обработка лучевым методом при- меняется для получения отверстий диаметром 5—10 мкм, приварки и резки тонких пластин, поверхностной закал- ке и т. п. Ультразвуковая обработка. Сущность обработки заключается в том, что вследствие колебания инструмента (концентратора) 1 с частотой 16—20 кГц и непрерывной подачи в зону обработки аб- разивной суспензии 2 происходит выкрашивание материала заго- товки 3 частицами абразива (рис. 31). Инструмент непрерывно прижимается к заготовке. Точность и шероховатость обработанной поверхности заго- товки зависит от величины зерен абразива в суспензии. Точ- ность может быть обеспечена до 0,01 мм, а шероховатость— до 7?а = 0,04 мкм, причем стенки заготовки имеют шерохова- тость ниже вследствие прохода абразивной суспензии. Ультразвуковая обработка применяется для изготовления де- талей из твердых материалов (твердый сплав, кварц, корунд, ке- рамика и др.) сложной конфигурации и одновременной обра- ботки большого числа мелких деталей. Термохимическая обработка основана на способности раство- рения обрабатываемых материалов при высоких температурах в средах, растворяющих этот материал (например, алмаз раст- воряется в железе). За счет трения инструмента из соответствую- щего материала о материал заготовки создается температура, достаточная для протекания процесса растворения материала заготовки в материале инструмента, тем самым производится обработка. Этот метод только начинает применяться для обра- ботки алмазов, кварца, кремния и т. д. Все рассмотренные методы обработки можно применять после подробного технико-экономического обоснования, так как они более энергоемкие и сложные по сравнению с механическими методами обработки. 56
2.11. ОЧИСТКА ДЕТАЛЕЙ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ Требования к высокой точности и надежности часовых дета- лей обусловливают повышение уровня технологических методов очистки их от различных производственных загрязнений — после механической обработки, операций полирования, перед процес- сами нанесения гальванических покрытий, окраски, введением в узлы трения смазочных материалов (масел). Недостаточно очищенные поверхности обладают плохим сцеп- лением с гальваническими покрытиями, лаком и красками, на них может появиться коррозия от следов загрязнений и влаги. В узлах трения остатки продуктов обработки и наличие других загрязнений отрицательно сказываются на работоспособности смазочных материалов (масел). Наличие различного рода загрязнений в собранном механизме неизбежно приведет к значительному возрастанию усилия трения, а иногда к заклиниванию механизма, т. е. к резкому снижению надежности. В основном детали загрязняются при их изготовлении в ме- ханических цехах, поэтому необходимо обращать внимание на тщательность промывки после механической обработки. В настоящее время промывочные операции на часовых заво- дах проводят в водных растворах поверхностно-активных ве- ществ или в негорючих растворителях. Трихлорэтилен является хорошим растворителем, эффек- тивным для очистки деталей от всех видов загрязнений (от масел и полирующих паст до блокирующих веществ). Однако трихлорэтилен токсичен и применяется при использовании спе- циального герметизированного оборудования. Водными растворами возможно очистить детали практически от всех загрязнений, встречающихся в производстве часов. Процесс очистки водными растворами имеет ряд техно- логических трудностей: моющие средства эффективны лишь при повышенных темпе- ратурах (80—90°С); для ускорения процесса очистки необходимо применять ин- тенсификацию простым механическим способом (перемешивание, вращение подвески) или ультразвуковое поле; вследствие возможного потемнения деталей (начало корро- зии) необходимо смыв моечного раствора производить как можно быстрее, что требует введения дополнительных операций, таких, как центрифугирование и обезвоживание. Операции очистки в водных растворах могут осуществляться только на специальном автоматизированном оборудовании. Время очистки в водных растворах несколько больше, чем в растворителях (трихлорэтилене), однако сами растворы очень дешевы и нетоксичны. 57
Весь процесс очистки деталей в негорючих жидкостях охва- тывает следующие переходы: очистку с механической интенси- фикацией; очистку в ультразвуковом поле; смыв очищающей жидкости с механической интенсификацией; смыв очищающей жидкости в ультразвуковом поле; обезвоживание; сушку. На качество очистки деталей влияют применяемый раствор, время пребывания в растворе, температура раствора, интенси- фикация процесса, время и способ сброса жидкости, число при- меняемых ванн, объем ванн и раствора, оборудование. В зависи- мости от типа загрязнений и материала промываемых деталей выбирают промывающую жидкость и тип оборудования. Всего в часовой промышленности применяется 14 типов вод- ных растворов. Для очистки деталей трихлорэтиленом от всех видов загряз- нений при работе в любых цехах применяют специальные гер- метизированные установки типа ОКП. Технологический процесс состоит из переходов, выполняемых непрерывно в полуавтоматическом цикле: загрузка, обезжири- вание, стекание, сушка, охлаждение и выгрузка. Операция за- грузки заключается в помещении деталей или подвески с дета- лями (навалом или секционно) в установку. Обезжиривание выполняется в четырех ваннах, где свежеперегнанный трихлор- этилен перетекает навстречу движению подвески, непрерывно встряхиваясь. После очистки в четырех ваннах происходит сте- кание трихлорэтилена в пятой. Сушка происходит на отдельной позиции в потоке перегретых паров трихлорэтилена. Охлаждение осуществляется потоком обеспыленного воздуха от специального вентилятора до температуры рабочего помещения. Установки ра- ботают совместно с регенерационным блоком, ультразвуковым генератором и вытяжной вентиляцией. 3. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ 3.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЛАТИН И МОСТОВ Платина является основанием, на котором с помощью мос- тов монтируются детали механизма приборов времени (ПВ). Она представляет собой пластину с расточками, отверстиями различной формы и высоты. Платины могут иметь круглую, прямоугольную, квадратную или другую формы, зависящие от общей компоновки деталей механизма. Мостов в механизме ПВ несколько, они имеют сложную конфигурацию. Высокие требования к точности этих деталей обусловлены не только необходимостью выпуска точного часового механизма, 58
но и все возрастающим уровнем оснащения цехов автоматизи- рованным оборудованием, надежно работающим только при от- личном качестве собираемых деталей. Трудоемкость изготовления платин и мостов — самых крупных деталей механизма наручных часов — составляет не менее 30 % от общей трудоемкости изготовления дёталей механизма; тре- буемое число переходов 400—450. Маршрутная операционная карта изготовления платины будильника (рис. 32) приведена в табл. 3. Ns точки X У Диаметр отверстия I 86,372 98, 371 1,9 +0,02 К 100,000 100,000 1,3 + 0,02 Ш 98,915 91,265 2,0+0,01 < 99,577 83,819 2,0 +0,01' Г 109,931 ' 79,030 1 О ~0,04 -0,02 VL 108,609 82,917 1,г-.Г<& Рис. 32. Платина малогабаритного будильника 59
3. Маршрутная карта One-, рации Наименование операций и переходов Оборудование и оснастка 1 2 3 005 Вырубка заготовки по контуру с Пресс с автоматической подачей отверстиями ленты и приспособлением для правки ленты. Штамп. Калибр-шаблон для контроля отверстий. Проекторный чер- теж Ml0:1. Калибры-пробки 010 Обезжиривание Ванны. Сетчатая корзинка 015 Выполнение разъемных соедине- ний. Набор деталей в струб- цины Струбцины. Пресс винтовой. Ключи 020 Старение Шахтная электропечь. Ванны 025 Травление Ванны. Сетчатая корзинка 030 Правка точечная Пресс рычажный 035 Галтовка Барабан галтовочный 040 Никелирование Автоматическая линия 045 Обжатие фасок 25 отверстий с двух сторон Пресс-автомат Д-334. Штамп. Ши- берный диск. Наладка. Микроскоп для контроля 050 Пробивка четырех отверстий и зачистка 23 отверстий Пресс-автомат Д-334. Штамп. Ши- берный диск. Калибры-пробки 055 Сверление. Зенкование шести от- верстий с наружной стороны Сверлильный автомат. Индикатор вертикальный. Микроскоп для конт- роля 060 Фрезерование. Фрезерование под накладку Вертикально-фрезерный автомат. Фреза концевая. Цанга. Индикатор- ное приспособление. Проекторный чер- теж 065 Промывка Ванна. Сетка 070 Зачистка 24 отверстий и пробив- ка: первого отверстия; под винт Пресс-автомат Д-334. Штамп зачист- ной. Калибры-пробки 075 Контрольная проверка диаметров отверстий Калибры-пробки. Проекторный чер- теж 080 Автоматная сверлильная Притупление кромок двух отвер- стий Зенкование двух отверстий Нарезание резьбы Ml Нарезание резьбы Ml, 2 Автомат А-281 Цанги. Зенковки Зенковки Метчики. Калибры-пробки резьбовые. Калибры-пробки Для обработки самых точных по координатам и высоте мест в платине применяют автоматы типов А-285, А-421 «круглой» компоновки, т. е. автоматы, снабженные поворотным транспор- тирующим органом, и автоматические линии линейной компоновки типов 2Л и 6Л, на которых выполняют наиболее ответственные и точные расточки, а также фасонное фрезерование. Конструк- ция линии состоит из присоединенных секций, каждая из кото- 60
рых имеет рабочую и контрольную позицию; можно получить до 12 позиций. Автомат типа А-375 для обработки мостов вексельных колес содержит секцию пресса и секцию обработки вращающимся ин- струментом. Заготовкой служит латунная лента шириной 8,5 мм, в которой на секции пресса штампом вырубают мост по кон- туру, пробивают в нем необходимые отверстия и при раскрытии блоков штампа его верхний и нижний подпружиненные съемники запрессовывают мост обратно в ленту. Лента опирается нижней стороной на пуансон контура и нижний съемник и постоянно пружинами поджимается боковой стороной к двум неподвижным упорам штампа. Механизм подачи с захватом в виде иглы обеспечивает точ- ность положения мостов в ленте (±0,01 мм) и равное расстояние мостов от боковой стороны. Секция пресса оснащена управляе- мым от кулачка рычагом для подпрессовки мостов в ленту. В секции механической обработки лента фиксируется двумя штифтами-ловителями, которые установлены на качающемся рычаге и входят в принятые за базовые отверстия мостов (00,75 и 0,85 мм), расположенных рядом с обрабатываемыми мостами. Базировать ленту можно по верхней плоскости (мат- рицы) или нижней (пуансона) в зависимости от конструктивной базы, при этом высоту от любой плоскости можно выдерживать с точностью до 0,02 мм. Обработка в ленте может вестись одновременно с двух сто- рон. Входя в мосты, ловители отводят ленту от неподвижных боковых направляющих. При выходе ловителей из мостов спе- циальные пружины не позволяют мостам выйти из ленты. Автомат выполняет в ленте расточку и два зенкования. Частота вращения резцов с жестким креплением 3500 и 7000 об/мин, пла- вающих инструментов 1000 и 2000 об/мин, цикл автомата 3 с. По окончании обработки плоский фасонный по контуру палец выталкивает деталь из ленты. Сжатый воздух перемещает ее в сборник деталей. Автомат типа А-375 может быть налажен на изготовление любых мостов с соответствующей переналадкой и заменой штам- пов. В табл. 4 и на рис. 33 (поз. 1, 2, 3, 5, 6, 11) показан техно- логический процесс изготовления анкерного моста. Мосты могут обрабатываться на автоматах типов Д-448 А-449, смонтированных в автоматическую линию, содержащую в зависимости от сложности моста до шести единиц оборудо- вания. Изготовление анкерных мостов в ленте на автоматах типов Д-448 и А-449 представляет собой чередование штамповки с об- работкой резанием в последовательности, заложенной техноло- гическим процессом. 61
4. Технологический процесс изготовления анкерного моста (операция № 1) Наименование операции Оборудование Приспособ- ления Режущий инструмент 1 2 3 4 Автоматно-линейная Позиция 1 Пробить три отверстия Р8, Пресс-автомат Ад и полунырубить два штифта Д-448 Штамп Матрица, Пуансон Позиция 2 Расточить отверстие из точки с нижней стороны ленты Автомат А449 для двусторонней обработки Патрон. Ваза, При- жим Резец рас- точный Позиция 3 Вырубить мост по контуру и пробить отверстия В4, В5, IX Пресс-автомат Д-448 Штамп Матрица. Пуансон Позиция 4 Запрессовать мост в ленту запод- лицо Пресс-автомат Д-448 » То же Позиция 5 Проточить канавку вокруг штиф- тов U1q, Ши и подрезать штифты по высоте Автомат А-449 для двусторонней обработки Патрон. База. При- жим Резец фа- сонный Позиция 6 Расточить канавку из точки 7 Автомат А-449 Патрон. База Резец рас- точный Позиция 7 Зачистить штифты ZZ/6, Шп и от- верстия В4, В5, IX Пресс-автомат Д-448 Прижим. Штамп — Позиция 8 Снять облой вокруг штифтов Uh, Я/и Позиция 9 Зенковать отверстия IX и цап- фенборить отверстия В4, В5 с ниж- ней стороны ленты Автомат А-449 для двусторонней обработки Автомат А-449 Прижим. База. Патрон То же Резец фа- сонный Зенковка 90°. Цап- фенбор Позиция 10 Зенковать отверстия В4, В5 с верхней стороны ленты Автомат А-449 » Зенковка Позиция 11 Выбить детали из ленты Примечания: Мерительный Пресс-автомат Штамп Матрица. Д-448 Пуансон инструмент, используемый на позициях: 1 — калибр-пробка, калибр-кольцо, специальный высотомер, проекторный чертеж; 2 — проекторный чертеж; 3 — калибр-пробка. 62
Позиция 1 Позиция 2 Позиция 3 Позиция 5 Позиция 6 Позиция!! Рис. 33. Технологический процесс изготовления в ленте анкерного моста 3.2. ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ СПУСКОВОГО РЕГУЛЯТОРА Спусковой регулятор состоит из сборочной единицы анкерного хода и баланса со спиралью. К деталям анкерного хода относятся: анкерное колесо с трибом, анкерная вилка с палетами, копьем и осью. Анкерное колесо и анкерную вилку изготовляют из высокоуглеродистой стали марки У10А, палеты — из синтети- ческого красного рубина, копье — из латуни марки ЛС 63-3, анкерный триб — из стали марки А-75 (рис. 34) и ось анкерной вилки — из стали марки У10А. К анкерному колесу предъявляют высокие требования по соблюдению геометрических размеров, минимальному биению по наружному диаметру и чистоте рабочих поверхностей зуба (плоскость импульса и плоскость покоя). Анкерное колесо имеет от 15 до 21 зуба сложной формы в виде сапожка. Основные ра- бочие поверхности (плоскости импульса, покоя и фаску) шлифуют и полируют. Допустимая шероховатость этих поверхностей со- ответствует Ra = 0,084- 0,04 мкм (рис. 35). Заготовку анкерного колеса вырубают из полированной сталь- ной (марка У10А) ленты штампом совмещенного действия. За- готовка может быть без зубьев, но с центральным отверстием, тогда зубья нарезают червячной фрезой методом обката, или с зубьями, тогда вырубают центральное отверстие с базированием по наружному диаметру. После нарезания зубьев заготовку под- вергают термообработке. Шлифование и полирование плоско- стей импульса и покоя пройзводится одновременно на автомате специальными шлифовальными кругами марки АЗ или АХМ. Анкерная вилка (рис. 36) имеет сложный, асимметрич- ный контур. Она имеет правое и левое плечи с пазами под палеты, с помощью которых взаимодействует с анкерным колесом. 63
ф 0,915- Рис. 34. Анкерный триб наручных часов Рис. 35. Анкерное колесо наручных часов
К заготовке предъявля- ются требования по соблю- дению геометрических разме- ров, например допуск на ба- зовые поверхности не должен превышать ±0,005 мм, а на нерабочие поверхности ±0,015 мм. Деформация по плоскости не более 0,02 мм. Практика показала, что наиболее рационален техно- логический процесс изготов- Рис. 36. Вилка анкерная: а—вилка в сборе; /—вилка, 2—ось, 3—копье; б—входная I и выходная II палеты: / — плос- кость покоя, 2—плоскость импульса ления анкерной вилки методом штамповки в ленте, а не фрезе- рованием. При этом такие элементы вилки, как отверстие под ось, пазы под палеты, рожки и ограничительные плоскости получают в одном штампе. Анкерную вилку изготовляют (аналогично мостам) на автоматической линии из четырех прессов типа Д-448 по следующей технологии: вырубка перфорационных отверстий, отверстия под копье и импульсного паза; отверстий, образующих ограничительные поверхности, и отверстия, обра- зующего рожки; вырубка контура анкерной вилки с обратной запрессовкой в ленту; пазов под палеты, отверстия под ось и за- чистка ограничительных поверхностей и рожков. Производитель- ность автоматической линии 7000—8000 шт. в смену. Копье (рис. 37) имеет сложную конфигурацию, выполня- ется из латуни. Технологический процесс его изготовления состоит из двух операций: точения на автомате типа 1610А и обрубки по 3 Зак. 2635 65
контуру на настольном ручном прессе. Основное требование — соблюдение геометрических размеров. Для того чтобы регулировочная способность баланса была высокой, необходимо постоянство момента инерции; центр тяже- сти обода баланса должен совпадать с его геометрическим цент- ром. Поэтому биение обода баланса относительно центрального отверстия допускается 0,005 мм. Заготовку обода баланса вытачивают на автоматах продольно-фасонного точения с применением алмазных резцов (материал — латунь марки ЛС 63-3). Вырубка сегментов производится на прессе типа Д-10 штам- пом. Затем деталь поступает для изготовления сборочной единицы. 3.3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТРИБОВ, КОЛЕС, ОСЕЙ, ВАЛОВ Технологические процессы изготовления трибов, колес можно считать типовыми, так как они строятся по одной схеме. Трибы (см. рис. 34). Заготовки получают на автоматах продольно-фасонного точения, далее идут операции: зубофрезер- ная, термическая, полировальная (зубьев, цапф). Колеса (табл. 5). Заготовки вырубают на эксцентриковом прессе, далее идут операции: зубофрезерная, пробивка цент- рального отверстия (на базе зубьев), старение. Обработка заготовок осей и валов производится на автоматах продольно-фасонного точения. Специальные фрезер- ные операции (такие, как, например, фрезерование крючка вала барабана) выполняются на специальных станках С-41М. Де- тали подаются из вибробункера механической рукой и зажи- маются между правым и левым центрами. На торцах центров имеется насечка, предохраняющая детали от проворота. Обра- ботка крючка производится двумя фрезами. Обработка анкерного триба наручных часов (см. рис. 34) производится так же, как и других различных трибов, однотипными методами и с помощью аналогичного оборудования. Материалом является сталь марки А-75 (серебрянка). В табл. 6 приводится технологический маршрут обработки анкерного триба. 3.4. ИЗГОТОВЛЕНИЕ УПРУГИХ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ К ' чувствительным упругим элементам относятся спирали (волоски) и пружины заводные. Спираль (рис. 38) должна равномерно пульсировать при закручивании и раскручивании, но ее витки при этом не должны касаться друг друга. Концевые кривые должны быть выполнены так, чтобы центр тяжести спирали совпадал с ее геометрическим центром. Шеро- 66
00 5. Технологические процессы изготовления колес Номер опера- ции Наименование операции Оборудование Приспособления Режущий инструмент Измерительный инструмент 1 2 3 4 5 6 1 Вырубка Пресс эксцентриковый, тип Д-202М с автома- тической подачей Штамп Матрица. Пуансон Проектный чер- теж. Лупа 3,5* 2 'Зубофрезерная, фре- зеровать зубья Зубофрезерный авто- мат, тип Тиль-84 Оправка для детали. Оправка для фрезы Фреза червячная Проекторный чертеж. Лупа 3,5* 3 Пассивирование Ванна Сетки — — 4 Пробивка централь- ного отверстия Пресс эксцентриковый С-10 с шиберной пода- чей Штамп Матрица. Пуансон Калибр-пробка. Лупа 3,5* 5 Зенкование — зенко- вать отверстие с од- ной стороны Специальный автомат для зенковки отверстия Цанга. Вибробункер. Механическая рука Зенковка 90° Лупа 3,5* 6 Промывочная Установка ультразвуко- вая, тип ОКП Корзинки Раствор Лупа 3,5*
6. Технологический маршрут обработки анкерного триба Номер опера- ции Наименование Оборудование Приспособление Режущий инструмент Измерительный инструмент 1 2 3 4 5 6 1 Заготовительная — править пруток Правильный автомат, тип С-16 Сухари — Прибор К-6 2 Автоматная токар- ная — обработать по наладке Токарный автомат, тип 1Б10А Люнет. Цанга. Кулачки Резец проходной, от- резной Прибор К-6. Ча- совой проектор. Проекторный чер- теж. Лупа 5* 3 Промывочная Установка ультразвуко- вая, тип ОКП Корзинки Раствор трихлорэтиле- на Лупа 5* 4 Зубофрезерная — Фрезерный автомат, Вибробункер центра. Фреза модульная, дис- Калибр-кольцо. нарезать зубья тип С-40А Делительный диск. Оп- равка для фрез ковая Проекторный чер- теж. Прибор для проверки биения. Лупа 5* 5 Промывочная Установка ультразвуко- вая, тип ОКП Корзинки Раствор трихлорэтиле- на Лупа 5* 6 Термическая: закалить отпустить Автоматическая печь Электропечь, термопара Муфелк )«- /' — Прибор для про- верки твердости То же 7 Специальная поли- ровальная — полиро- вать зубья Зубоподйровальный ав- томат, тип 3-306 Вибробункер. Механи- ческая рука. Люнет Диск деревянный бу- ковый. Паста Проекторный чертеж. Лупа 10* 8 Специальная / поли- ровальная — полиро- вать цапфы с двух Полировальный авто- мат, тип Ш-263А Вибробункер. Механи- ческая рука. Люнеты 2 шт. Поводок Диск (2 шт.) Прибор К-6. Лу- па 10* сторон
ховатость поверхности должна соответствовать /?а = 0,08 4- 4-0,02 мкм. Спирали изготовляют из спе- циальных железоникелевых спла- вов с малым коэффициентом ли- нейного расширения, малым изме- нением модуля упругости при изменении температуры окружаю- щей среды, с антимагнитными и антикоррозионными свойствами (сплав марки 42НХТЮА). ПрОВОЛОКа ДЛЯ ИЗГОТОВЛеНИЯ рис 33 Спираль спиралей протягивается несколь- ко раз через твердосплавные или алмазные волоки. Проволоку волочат на станках типа Д-64М. Затем проволоку подвергают плющению на специальных про- катных станах типа Д-63. Плющеная лента наматывается на ка- тушки с длиной окружности, равной одинарной или удвоенной длине заготовки, и разрезается. Затем заготовки навивают на специальном приспособлении в чашечки. После этого произво- дится термофиксация спиралей (термическая обработка при оп- ределенных температуре и времени) для закрепления формы, ко- торая придана детали в процессе завивки. Осуществляется опе- рация в вакуумных установках, в защитной среде (для сохране- ния светлой поверхности). В табл. 7 приведен маршрутный тех- нологический процесс изготовления спирали (волоска). Пружины служат источником энергии в пружинном двига- теле часового механизма. Для передачи постоянного вращающего момента большое значение имеют правильно выбранные размеры пружины (толщина, ширина, длина). Важны также и упругие свойства пружин, зависящие в основном от материала и техно- логии обработки. Пружины делят на три конструктивные группы: спиральные, S-образные и пружины с желобчатым сечением. Для изготовления пружин применяется прецизионный сплав марки 40КХНМ или углеродистая сталь марки У7 с последующей термообработкой. Пружину перед установкой в барабан «заневоливают», в ре- зультате чего появляется остаточная деформация, соответствую- щая выбранной конструкции пружины (спиральная или S-об- разная). Эта технологическая операция необходима для. получе- ния наклепа или упрочнения пружины, что улучшает работу пружинных двигателей. Навивка пружин осуществляется на специальных пружинно- навивальных автоматах ПР-118А. Эти автоматы могут быть на- строены на навивку по заданному шагу и длине пружины. 69
7. Маршрутный технологический процесс изготовления спиралей (волосков) Номер Наименование операций и перехо- ДОВ Оборудование и оснастка опера- ции пере- хода 1 2 3 4 I Волочение проволоки с диамет- ра на диаметр 1 0,150 0,140 Волочильный стан типа Д-64М, 2 0,140 0,130 волоки алмазные диаметром, мм: 3 0,130 0,120 0,14; 0,13; 0,12; 0,11; 0,10; 0,095; 4 0,120 0,110 0,090; 0,085; 0,080; 0,075; 0,070; 5 - 0,110 0,100 0,065; 0,060; 0,059; 0,058; 0,057; 6 0,100 0,095 0,056; 0,055; 0,054; 0,053. 7 0,095 0,090 Микромер К-6 с цилиндрическими 8 0,090 0,085 губками 9 0,085 0,080 10 0,080 0,075 11 0,075 0,070 12 0,070 0,065 13 0,065 0,060 14 0,060 0,059 15 0,059 0,058 16 0,058 0,057 17 0,057 0,056 18 0,056 0,055 19 0,055 0,054 20 0,054 0,053 II Плющение проволоки и раз- резание ленты на заготовки Четырехвалковый прокатный стан 1 Установить и закрепить ка- Катушка диаметром 85 мм, катуш- тушку ка диаметром 35 мм 2 Заправить проволоку через Микромер К-6, ножницы для раз- протиры в вальцы и установить размер резания 3 Закрепить конец проволоки в катушке — 4 Плющение проволоки в ленту — 5 Разрезать на заготовки дли- ной 260 мм (на 2 волоска) — III Завивание волосков (спирали) Приспособление для завивки с электроприводом 1 Вставить чашечку в приспо- собление — 2 Заправить три ленты в при- Чашечки, оправка, пинцеты, ку- способление сачки 3 Прижать ленты прижимом — 4 Завить пружины в чашечку 5 Вынуть чашечку из приспо- собления — 6 Уложить чашечки в совок v — 70
Продолжение табл. 7 Номер опера- пере- дни хода Наименование операций и перехо- дов Оборудование и оснастка IV Фиксация волосков (спирали) Вакуумная печь типа УФ В-2, совок, трубка-муфель 1 Уложить чашечки в муфель и — закрыть латунной пробкой 2 Загрузить муфель в печь Клещи 3 Откачать воздух — 4 Выдержать для фиксации — 5 Отключить насос — 6 Выгрузить из печи и охладить 7 Вынуть чашечки из муфеля — 8 Вынуть волоски (спирали) — из чашечки и разобрать После изготовления пружины подвергают термообработке и стабилизации. Пружины нагревают в селитровой ванне при тем- пературе 200—300 °C в течение 1—2 ч. Стабилизация осуществля- ется приложением нагрузки к пружинам с частотой 30—40 циклов в минуту. Затем пружины оксидируют, кадмируют или фосфати- руют. Упругие свойства пружин проверяют на специальных ди- намометрах. 3.5. ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТОВ И МАГНИТОПРОВОДЯЩИХ ДЕТАЛЕЙ К постоянным магнитам, устанавливаемым на роторе шагового двигателя наручных часов, предъявляют ряд требова- ний: должны иметь достаточно высокую коэрцитивную силу (не должны размагничиваться в свободном состоянии); легко об- рабатываться; удельная плотность должна быть достаточно малой для обеспечения низкого момента инерции ротора шагового двигателя; противостоять изменению свойств под воздействием температуры. Наиболее распространенными сплавами для магнитов явля- ются сплавы марок КС37, КС37А, КСП37 на основе самарий- кобальта. Этот материал удовлетворяет перечисленным требова- ниям, кроме простоты обработки. Для изготовления постоянных магнитов применяют также фер- рит бария, который имеет более низкую, чем самарий-кобальто- вые сплавы, удельную магнитную энергию (16—25 Дж/м3), но не содержит дефицитных элементов и имеет более низкую стои- мость. Магниты могут быть различной формы: прямоугольной, кольцевой и др. Шаговый двигатель кварцевых наручных часов 71
может иметь 16 магнитов с размерами (BXHXL), например О,5_о,о2X 1 -о,озX 1,7_о,о4 мм- Заготовки для магнитов из высококоэрцитивных сплавов,из- готовляются литьем, спеканием или прессованием. Выбор способа получения заготовки зависит от материала магнита, его формы, технических требований и производственных возможностей. Технологический процесс механической обработки магнитов включает следующие основные операции: разрезание заготовки алмазными кругами, черновая и чистовая обработка по внешнему контуру, правка плоскостей, намагничивание, контроль магнит- ных характеристик. Если в магнитах есть отверстия, то их по- лучают на лазерных установках. Так как магнитные свойства материала зависят от темпера- туры, то при механической обработке необходимо назначать ре- жимы резания такими, чтобы температура в зоне обработки была минимальная. Обработку ведут алмазным инструментом с применением обильного охлаждения. Для контроля магнитов в серийном производстве достаточно измерения коэрцитивной силы и остаточной индукции. Магнитопровод — часть электротехнического устрой- ства, предназначенного для концентрации в определенной части устройства и проведения магнитного потока. Для изготовления магнитопровода статора применяют пермал- лои. Требования к материалам магнитопровода статора и ротора различны, так как магнитный поток в магнитопроводе статора либо пульсирует, либо периодически изменяет направление (в за- висимости от характера питания обмотки двигателя), а в магнито- проводе ротора изменяется мало. Перечисленным требованиям удовлетворяют пермаллои. Раз- личают пермаллои с высоким содержанием никеля (80 % ни- келя, остальное железо) и низким содержанием никеля (до 50 % никеля, остальное железо). К высоконикелевым пермаллоям относят пермаллой марки 79НМ, к низконикелевым — пермаллой марки 50Н. Применяется также сплав железо—кобальт (пермен- дюр), содержащий 50 % кобальта. Поступающие на завод листы пермаллоя при необходимости прокатывают до нужной толщины и режут на полосы. Из полос штампуют отдельные пластины нужной конфигурации. Наиболее ответственной операцией является термообработка, предопределяющая магнитные свойства пермаллоя, которая во избежание окисления должна вестись в безокислительной среде. Для пермаллоя в зависимости от назначения применяют два вида отжига: высокий и низкий. Высокий отжиг применяют, когда требуются высокие магнит- ные характеристики (сердечник дистанционного индукционного компаса), низкий, когда требуются более низкие магнитные ха- рактеристики (сердечники магнитных усилителей, экраны). 72
3.6. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ Кварцевый резонатор представляет собой электронно- механическую колебательную систему, состоящую из кварцевого пьезоэлемента и кристаллодержателя, помещенных в металли- ческий корпус с габаритами от 2X5 мм до 5X12,5 мм. От кварцевого резонатора в значительной степени зависят точность, надежность, стабильность работы и габаритные раз- меры наручных часов. Требования, предъявляемые к резонаторам, высоки: малые размеры, высокие ударопрочность и вибропрочность, удобство монтажа и низкая стоимость. На рис. 39 показаны кварцевые резонаторы брускового (рис. 39, а) и камертонного (рис. 39, б.) типов. Кварц — твердый пьезокристалл (твердость 7 единиц по шкале Мооса). В кварцевых приборах времени применяют квар- цевые элементы в виде брусков, пластин и камертонов. Наиболее прогрессивными являются камертонные резонаторы. Большинство камертонных резонаторов изготовляют фотолитографическим способом, позволяющим уменьшить разме- ры резонатора и организовать их массовое производство. На первом этапе зеркально отполированные пластины кварца по- крывают пленкой металла (никель, золото, серебро). На втором этапе методом химического травления изготовляют формы пьезо- элементов. Затем их крепят в держателях. Изготовление кварце- вого резонатора включает в себя около 100 операций, в том числе изготовление: пьезоэлемента из кварца; корпуса (кожух, основа- ние, выводы, отводы и изоляторы из стекла), кварцедержателя, а также сборка в вакууме, герметизация, контроль. Кварцевые элементы брускового типа (рис. 39, а) полу- чают путем алмазного шлифования заготовки и разрезкой ее на пластины на станках типа «Алмаз-4» кругами с внутренней режущей кромкой заданного раз- мера резонатора. Необходимо вы- держать ориентацию пластины относительно осей (оптическая, механическая, электрическая) кристаллизации заготовок. Ори- ентация выполняется на спе- циальной рентгеновской установке типа ДРОН. Плоское шлифование произ- водится на вибрационно-доводоч- ном станке типа Ш-459 алмазными планшайбами с алмазом зер- нистостью АСМ 28/20 (связка металлическая Ml) с примене- Рис. 39. Кварцевый резонатор брус- кового (а) и камертонного (б) типов: 1 — корпус, 2—кварцевый элемент, 3—кварцедержатель 73
нием СОЖ. Затем кварцевые элементы промывают. Далее на пьезоэлемент наносят слой фоторезистора, устанавливают шаблон, экспонируют и производят выборочное травление. Обычно эксцо-- нируют по нескольку раз на одной пластине. Затем наносят на их поверхность электроды из серебра в установках вакуумного напыления, повторно наносят фоторезистор на серебряное по- крытие, экспонируют по шаблону и травят серебро селективно. Полученный пьезоэлемент собирают с кварцедержателем, Очень ответственной являются операции подстройки частоты колебаний резонатора. В камертонных резонаторах операцию подстройки частоты осуществляют лазерным или абразивным методами. В брусковых резонаторах подстройка частоты осуществля- ется подшлифовкой. После сборки резонатора его устанавли- вают в корпус и герметизируют в вакууме, сваривая корпус и крышку лазерным лучом или опайкой припоем. Изготовление других деталей кварцевого резонатора произ- водят аналогично изготовлению обычных металлических дета- лей (штамповка, вытяжка, механическая обработка и гальвано- покрытия) . 3.7. ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ Сущность технологического процесса изготовления инте- гральных микросхем (ИМС) сводится к нанесению на кристалло- графически ориентированную кремниевую пластину нескольких слоев, способных нести заданные функции полупроводников, рези- сторов, диодов, транзисторов и токопроводящего металла для их соединения в определенную электрическую схему. Наиболь- шее распространение получило изготовление интегральных схем на МОП-структурах (металл—оксид—полупроводник). Технологический процесс построен по принципу групповой обработки, т. е. одновременно изготовляется большое количе- ство ИМС. На пластину из монокристаллического кремния диа- метром от 40 до 120 мм и толщиной 0,5—1,0 мм с шероховатостью Rz = 0,054- 0,025 мкм фотолитографическим методом печатают от нескольких сотен до нескольких тысяч ИМС в зависимости от диаметра пластины и размеров одной ИМС. Основными технологическими операциями изготовления ИМС являются: окисление, фотолитография, легирование, ионная им- плантация и металлизация. Перед каждой технологической операцией производится тща- тельная промывка в специально очищенной воде от всех механи- ческих, химических и биологических примесей. Если произвести разбивку процесса изготовления ИМС по физико-химическому принципу, то простейший цикл будет состо- 74
ять из очистки поверхности материала -(полупроводниковой плас- тины) с помощью химической обработки; образования нового или видоизменения уже имеющегося на поверхности или в при- поверхностном слое пластины оксидного диффузионного или ионолегированного слоя, нанесения поликремния, металла и т. д.; формирования рисунка в этом слое с помощью фотолитографии. После этого пластины вновь поступают на очистку поверх- ности и т. д. Цикл повторяется столько раз, сколько слоев нано- сится на пластину. Простейшая ИМС имеет 3—4 слоя, а более сложная — до 10. Количество элементов в одной ИМС достигает нескольких тысяч. Основное требование при нанесении конфигураций элементов и слоев — это совпадение конфигураций каждого элемента, каж- дого последующего слоя с конфигурацией элементов предыду- щего в пределах 0,1 мкм. Если заданное смещение больше одного слоя относительно другого, ИМС работать не будет. На рис. 40 показана схема технологического процесса полу- чения одного слоя оксида кремния на одной ИМС. После получения ИМС на пластине проверяют каждую схему на работоспособность, а затем ее разрезают алмазным резцом или тонким алмазным кругом на отдельные ИМС (чипы). Хоро- шие кристаллы ИМС идут на сборку, которая включает в себя приварку тонкого провода из золота к площадкам вывода на кристалле и к площадкам жестких контактов из золоченой латуни. ИМС с жесткими контактами устанавливают в пластмассовый 5i0g ф/р Проэкспонирован- ныи ф/р // ф/р 1 n~si- ] 1 1 n-Sl | 1 1 t ti-si n-SL Отмывка Первое Нанесение Совмещение Проявление кремниевых ж окисление ж и сушка срото- и экспо- г фото- пластин пластин резиста (ф/р) нирование резиста Задубленный ф/р Задубленный ф/р St 0г п-5L n-SL n-SL | ' n'-'si. | Задублибание Травление Снятие Отмывка ж фото- х оксидного срото- * пластин резиста слоя резиста перед ионным легированием Рис. 40. Схема технологического процесса получения одного слоя на ИМС 75
или керамический корпус, герметизируют и обрубают лишние кон- цы жестких контактов. Общее число операций, составляющих технологический про- цесс, достигает 100. Каждая операция состоит из отдельных пере- ходов, общее число переходов может достигнуть двух тысяч. Практически все операции технологического процесса изготов- ления ИМС выполняются на высокоточном специальном обору- довании и в специальных помещениях «абсолютно» обеспыленных, так как попадание на пластину любых частиц размерами менее 1 мкм приведет к браку ИМС. 3.8. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ВНЕШНЕГО ОФОРМЛЕНИЯ К деталям внешнего оформления часов относятся: корпус, циферблат, стекло, стрелки, заводная головка. Помимо требований надежности к деталям внешнего оформ- ления предъявляют эстетические требования — красивый внеш- ний вид, соответствие моде. Корпусное кольцо наручных часов изготовляют из свинцовистого нейзильбера марки МНЦС 63-17-18-2, латуни марки ЛС59-1 или из коррозионностойкой стали марки 12Х18Н9; их хромируют или золотят. Корпуса часов должны не только сохранять внешнюю отделку, но и быть герметичными, защищая часовой механизм от пыли и влаги. Корпуса часов имеют различные форму и конфигурацию, что отражается на технологических процессах их изготовления. При получении заготовки методом холодной штамповки ее вырубают из полосы штампом, затем дважды зачищают по кон- туру. Дальнейшая обработка производится на токарных автома- тах и полуавтоматах типов У-1046, С-175, С-81А. При получении заготовки методом горячей штамповки ее от- резают от трубы определенной конфигурации, но объемом металла несколько большим, чем объем заготовки корпуса, по конфигу- рации, аналогичной конфигурации готового корпуса. На рис. 41 и в табл. 8 показаны эскизы и технологический маршрут изго- товления корпуса методом горячей штамповки. Корпусное кольцо — сложная в технологическом отношении деталь. Для нее характерны сложные обрабатываемые поверх- ности (лапки, внутренние расточки, нарезание резьбы). В основ- ном обработка производится фасонными резцами. При изготовлении корпусных колец из латуни и нейзильбера обработка внешних поверхностей (лапок, наружных фасок, боко- вых поверхностей, конусов) осуществляется широколезвийными алмазными резцами, работающими методом врезания. На рис. 42 показаны примеры обработки граней на полуавто- мате Ф-310. 76
36,6_О, Рис. 41. Операционные эскизы к технологическому процессу изготовления загото- вок корпусного кольца методом горячей штамповки
8. Технологический маршрут изготовления корпуса горячей штамповкой Номер Наименование операций и переходов Оборудование и оснастка Примечание опера- ции пе- ре- хо- да 1 2 3 4 5 005 Автоматная токарная Токарно-револьверный автомат, тип 1Б-140 — 1 Точить фаску отверстия Цанга, резцедержавка, резец фасочный Допускается зау- сенец в отверстии до 0,15 мм 2 Точить фаску на на- ружном диаметре Отрезать заготовку Резец фасочный Резец отрезной, штан- генциркуль 010 Промывка Ультразвуковая ванна типа УЗВ-18 По нормали за- вода 015 Травление Травильная автомати- ческая линия То же 020 Рельефная формовка Пресс чеканочный кри- вошипно-коленный — 1 Нагрев заготовки Высокочастотная ин- дукционная нагреватель- ная установка с часто- той 700 кГц Температура на- грева заготовки 780—800 °C 2 Уложить заготовку на матрицу Пинцет — 3 Формовать Штамп формовочный, прибор для проверки раз- ностенности, индикатор- ный прибор Допускается раз- ностенность по раз- мерам 37 и 35,1 мм относительно от- верстия диамет- ром от 21,5 до 0,2 мм. Трещины, отслоения и рако- вины не допуска- ются 4 Снять заготовку и уло- жить в тару Пинцет — 5 Продуть матрицу сжа- тым воздухом Шланг — 6 Смазать матрицу и пу- ансон Щетка часовая, тара для смазки — 025 Обрубка облоя и за- чистка Пресс, штамп комби- нированный — 1 Уложить заготовку на матрицу Пинцет — 2 Обрубить облой и за- чистить по контуру Проекторный чертеж — 3 Очистить от стружки и смазать рабочие час- ти штампа Щетка часовая, тара для смазки Смазка: скипи- дар 30 %, машин- ное масло 70 % 78
Продолжение табл. 8 Номер Наименование операций и переходов Оборудование и оснастка Примечание опера- ции пе- Ре- хо- да 1 2 3 4 5 030 Пробивка отверстия Пресс, штамп пробив- ной — 1 Уложить заготовку на матрицу Пинцет — 2 Пробить отверстие Проекторный чертеж, штангенциркуль — 3 Очистить от стружки и смазать рабочие части штампа Щетка часовая, тара для смазки Смазка: скипи- дар 30 %, машин- ное масло 70 % 035 Зачистка по контуру первая Пресс, штамп зачист- ной — 1 Уложить заготовку на матрицу Пинцет — 2 Зачистить Проекторный чертеж — 3 Очистить от стружки и смазать рабочие части штампа Щетка часовая, тара для смазки Смазка: скипи- дар 30 %, машин- ное масло 70 % 040 Зачистка по контуру вторая Пресс, штамп зачист- ной — 1 Уложить заготовку на матрицу Пинцет — 2 Зачистить Проекторный чертеж Радиус скругле- ния острых углов до 0,3 мм 3 Очистить от стружки и смазать рабочие час- ти штампа Щетка часовая, тара для смазки Смазка: скипи- дар 30 %, машин- ное масло 70 % 045 Промывка Вытяжной шкаф, ульт- развуковая ванна типа УЗВ-18, сетчатая корзи- на По нормали за- вода 050 Контрольная Проверить по внешнему виду Поверке подле- жит 100 % Плоские грани обрабатываются комбинированной алмазно- твердосплавной фрезой (рис. 43, а). Производятся одновременно предварительная (резцом из твердого сплава марки ВК6М) и чистовая (монокристаллическим алмазным резцом) обработки. Вогнутые грани корпуса обрабатывают однозубой алмазной фрезой (рис. 43, б). Боковые поверхности корпуса фрезеруются алмазным резцом на автомате Ф-327 (рис. 44). Обрабатываемая деталь устанав- ливается в цангу, базируясь по цилиндрической расточке. В ав- 79
Вид A Рис. 42. Обработка граней на полуавтомате модели Ф-310 Рис. 44. Схема обработки боковых поверхностей корпуса на полуавтомате Ф-328
томате имеются две каретки с фрезерными головками, которые перемещаются к детали и от нее. Внедрение алмазных резцов производится посередине боковой поверхности корпуса. (Стекла. Для изготовления часовых стекол применяют мето-^ ды'\формования и литья под давлением. ' Методом формования стёкла изготовляют из органи- ческого стекла марок СОЛ-Ч, СТ-Ч. Технологический процесс из- готовления стекол формованием включает в себя ручные опера- ции, что делает его неэкономичным и малоэффективным. Ддя изготовления часовых стекол методом литья под давле- нием применяют полимер литьевой марки Дакрил-Ч. Этот метод позволяет значительно повысить производительность труда на данной операции. Преимуществом его является возможность изготовления стекол практически любой формы. Процесс литья может быть автоматизирован. Наиболее существенное влияние на качество стекол оказывают литьевая форма и литниковая система. Это обусловлено тем, что Дакрил-Ч в расплавленном состоянии имеет высокую вяз- кость. Важным фактором является давление литья. Снижение дав- ления приводит к неполному заполнению оформляющих плоско- стей. В случае высокого давления в стеклах возникают значи- тельные внутренние напряжения, которые вызывают растрески- вание. Удаление литников может осуществляться несколькими способами: нагретой проволокой или фрезой на специальных стан- ках. При проектировании литьевых форм необходимо учитывать величину усадки. Усадка зависит от режима переработки и типа стекол. Колебание усадки Дакрил-Ч — в пределах 0,3—0,8 %. Для получения стекол хорошего качества существенное зна- чение имеет тщательная подготовка полимера к литью. Воздух, поступающий в помещение, должен быть отфильтрован и осушен. Изготовление стекол из недостаточно высушенного Дакрила-Ч вызывает появление поверхностных разводов (свилей). Направ- ление линий свилей, как правило, от литника. Стекло покрывается разводами в виде веера. Переработка плохо высушенного мате- риала (кроме свилей) ведет к образованию пузырей внутри стекла. Съем с литьевой формы слишком горячих стекол может приве- сти к появлению на поверхности дефектов в виде волнистости и коробления. Возникновение трещин и микротрещин («серебро») в литых стеклах связано с наличием слишком высоких внутренних напряжений. Определение величины внутренних напряжений в стеклах после литья, а также после термической обработки осу- ществляется разрушающим и неразрушающим методами. В ка- честве неразрушающего применяется поляризационно-оптический метод. Стекла просматриваются на полярископе — поляриметре типа ПКС-125 в поляризованном свете. 81
В качестве разрушающего контроля применяются химиче- ские растворители. / Для обеспечения лучшего прилегания стекла к корпусу боко- вые поверхности стекла обрабатывают алмазными резцами /на токарных или фрезерных станках. [ Стрелки применяют различной конфигурации, с различной внешней отделкой. Большинство стрелок изготовляют из с^али марок ЮМ и ЮТ, или латуни марки Л-68Т. , Стрелки без муфты — минутные, вырубаются по контуру штам- пами (на провал). Оборудованием для этих операций являются эксцентриковые прессы-автоматы типа Д-914. В табл. 9 дан технологический процесс механической об- работки стрелки с муфтой. Стальные стрелки после механической обработки подвергают термообработке (цементации, закалке, отпуску). Затем произ- водят отделочные операции: золочение, оксидирование или окрас- ку в различные цвета. Циферблаты. Цифры, знаки, деления, которые наносятся на циферблаты различными технологическими методами, должны обеспечивать точный отсчет времени. Кроме того, к циферблатам предъявляются повышенные эстетические требования, так как ци- ферблат является «лицом» любых часов. Цифры и знаки могут быть получены следующими спосо- бами: литографическим (печать), фототравлением, чеканкой, рель- ефной штамповкой с последующим фрезерованием алмазными инструментами и др. Наряду с гладкими циферблатами светлых тонов изготовляют циферблаты с фактурированными полями. Фактурирование производят способами чеканки, травления, элект- роэрозии, гальванопластики и др. Изготовляют часы со штрихо- ванными полями циферблатов. Штриховка может быть радиаль- ной, горизонтальной, вертикальной, а также комбинированной, выполненной с использованием трафаретов (масок). Важное значение имеет также отражательная способность поверхности, от которой зависит удобство считывания информа- ции о времени. Для изготовления циферблатов используют латунь марки ЛС 63-3м, томпак марки Д-90м и мельхиор марки МН-19м. Они хорошо обрабатываются давлением, что имеет большое значе- ние при массовом производстве. Знаки фрезеруются на специальных станках (полуавтоматах) мод. Ф-327А. Обрабатываемый циферблат крепится (на базе центрального отверстия с угловой фиксацией по зарубке) на специальной подставке с помощью вакуума. На шпиндель станка крепится фрезерная головка с алмазным резцом. После обработки каждого знака стол станка поворачи- вается и под резец подводится следующий знак. Наблюдение за процессом обработки ведется с помощью микроскопа. Делитель- 82
9. Технологический процесс механической обработки стрелки с муфтой Но- мер пози- ции Наименование операции Эскиз Оборудо- вание Приспо- собления, инстру- мент Пресс ти- па Д-914 Штамп Вырубка заго- товки с отверстием под муфту: про- бивка технологи- ческих отверстий Чеканка стрелки с вытяжкой муфты 2 Чека- ночный штамп 3 Обрубка облоя Пресс ти- Выруб- па С-10 ной штамп 4 Обрубка конца стрелки Штамп ный диск стола станка имеет регулировочный сухарь для ком- пенсации ошибки расположения знаков. После обработки всех знаков фрезерная головка отводится в верхнее исходное поло- жение, вакуум отключается и деталь снимается. Контроль деталей после алмазной обработки осуществляется сравнением с эталонной деталью. Выборочно шероховатость по- верхности проверяется в измерительной лаборатории. В табл. 10 приведен маршрутный технологический процесс изготовления циферблата с чеканенными знаками для наручных часов. 83
10. Маршрутный процесс изготовления циферблата Номер Наименование операций и переходов Оборудование и оснастка опера- ции пере- хода 1 2 3 4 I 1 Вырубка заготовок из полосы толщиной 0,45 мм Пресс эксцентриковый, штамп вырубной II 1 Чеканка цифр первая: чеканить с картонной прокладкой, чеканить без прокладки Пресс чеканочный, штамп III 1 Чеканка цифр вторая: чеканить с прокладкой, чеканить без про- кладки Пресс чеканочный, штамп, ин- дикатор с подставкой IV 1 Вырубка по контуру на размер, пробивка центрального отверстия и паза Пресс эксцентриковый, штамп, калибр-пробка V — Контроль по внешнему виду и размерам Лупа 4*, индикатор с под- ставкой, калибр-пробка Сверлильный полуавтомат, подставка, цанга, резец VI — Растачивание выемки под на- кладку VII — Крепление двух ножек Конденсаторная сварочная ус- тановка, подставка Сверлильный полуавтомат, подставка, фреза VIII — Снятие наплывов IX — Формовка Пресс эксцентриковый, штамп X — Обезжиривание и травление Ванна, сетчатые корзины XI — Серебрение (толщина покрытия 1—2 мм) Установка для серебрения XII — Крацевание (нанесение штрихов) Полуавтомат типа М-301, под- ставка, щетка волосяная кра- цовочная XIII — Лакирование (межоперационное) Вытяжной шкаф XIV — Высадка квадратных знаков Пресс эксцентриковый, штамп, индикатор с подставкой XV Фрезерование знаков под углом 150° с высотой 0,2 мкм Станок для алмазной обра- ботки мод. Ф-327, резцедер- жатель, алмазный резец, инди- катор с подставкой XVI — Снятие межоперационного лаки- рования и лакирование декоратив- ное — XVII — Печатание минутной шкалы и надписей, сушка Станок мод. С-93, матрица, груша эластичная, скребок (ра- кель)
4. СВЕДЕНИЯ ПО МЕХАНИЗАЦИИ И АВТОМАТИЗАЦИИ СБОРКИ ЧАСОВ 4.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СБОРКИ Сборка изделий состоит из следующих этапов: сборка деталей в сборочные единицы, сборка механизмов, проверка и регули- ровка точностных характеристик, общая сборка изделий (часов), контроля с аттестацией изделий (часов). При сборке сборочных единиц и изделий могут быть приме- нены следующие соединения: подвижные и неподвижные, разъемные и неразъемные. Неподвижные неразъемные соединения выполняются сваркой, пайкой, приклеиванием, развальцовкой и т. п. Неподвижные разъемные соединения осуществляются с помощью винтов^ бол- тов, штифтов и т. п. В производстве приборов времени находят применение все виды соединений. Например, соединение триба с колесом — не- подвижное неразъемное; соединение платин и мостов — непод- вижное разъемное; соединение осей трибов с опорами в платине и мосте — подвижное разъемное. В часовой промышленности сборочные единицы, представля- ющие собой неразъемные соединения, собираются в механических цехах. Сборочные единицы, представляющие собой разъемные соединения или имеющие регулировочные элементы, собираются в сборочных цехах. На общую сборку часового механизма по- ступают собранные и проконтролированные сборочные единицы и детали. Каждая сборочная единица характеризуется опреде- ленным комплексом основных геометрических параметров (ха- рактеристика сборочной единицы). Наиболее прогрессивный метод сборки — это поэлементный метод с применением специальных рабочих мест типа «индивиду- альный конвейер», рассчитанный на сборку партии от 20 до 100 изделий. Сущность такого метода сборки заключается в том, что каж- дый сборщик выполняет не одну операцию (переход), а несколько, не на одном механизме, а поочередно на всей партии. Закончив выполнение всех операций на всех механизмах, такой «индивиду- альный конвейер» передается следующему сборщику для выпол- нения другой группы сборочных операций. Механизмы на рабочем столе транспортируются с пОмощью бесконечной цепи, на которой закреплены подставки (приспособ- ления) для установки собираемого механизма. Цепь передви- гается электродвигателем. При кратковременном нажатии на переключатель подставка перемещается на один шаг, подавая новый механизм на рабочую позицию. На рис. 45 показана схема перемещения собираемых механизмов в процессе сборки на меха- 85
Рис. 45. Схема перемещения собираемых механизмов на меха- низированном рабочем месте типа «индивидуальный конвейер» Рис. 46. Схема перемещения собираемых механизмов на механи- зированном рабочем месте типа Пр-440 низированном рабочем месте. При работе на таком конвейере сборщик работает со своим ритмом, со своими индивидуальными способностями, но все операции выполняются вручную с приме- нением обычных пинцетов, отверток и подобного инструмента. 86
Дальнейшее усовершенствование технологического процесса сборки привело к созданию механизированного рабочего места типа Пр-44.0, которое предназначено для выполнения сборочных операций методом поэлементной сборки (на партии 50 шт.) меха- низмов наручных часов, помещенных в пять десятиместных кас- сет (рис. 46). Пр-440 имеет пять позиций, на четырех установлены самодействующие головки (для установки и завинчивания винтов, смазки ит. п.), а на пятой позиции находится сборщик, который выполняет операции, не поддающиеся механизации, и наблюдает за работой самодействующих головок, управляет перемещением собираемых механизмов с помощью переключателя. По оконча- нии всех операций кассеты вынимаются и передаются на другое рабочее место. На рабочем месте находится программное устройство. С его помощью обеспечивается заданный порядок выполнения сбороч- ной операции, т. е. определенный момент и последовательность включения самодействующих головок, а в случае реверса отклю- чение самодействующих головок и включение их в надлежащий момент. Установка программы осуществляется набором кода на вращающихся дисковых переключателях программного устрой- ства. В настоящее время широкое распространение получили мно- гопозиционные автоматизированные модули типа СО-460. Каж- дый модуль имеет линейный конвейер и автоматизированные ми- нироботы, работающие по заданной программе в автоматическом или полуавтоматическом режиме. Автоматизированные головки, выполняющие технологические переходы сборочных операций, максимально унифицированы. Все головки имеют магазинные или бункерные загрузочные устройства и систему автоматического контроля установки дета- лей в рабочей позиции. Головки выполняют поштучную уста- новку деталей механизма завода и перевода стрелок, зубчатые передачи, комплексную установку ряда деталей (колес с трибами трех-четырех наименований, заводной триб и кулачковую муфту одновременно с заводным ключом, завинчивание винтов и др.). Основные функции, выполняемые контрольными устройствами в сборочных автоматах, следующие: контроль наличия деталей, поступающих на сборку; контроль правильности взаимного рас- положения деталей в сборочной единице; проверка качества соб- ранного изделия; контроль работы отдельных механизмов ав- томата. Применение станков типа СО-460 позволяет перейти на ав- томатическую сборку механизма наручных часов и создавать комплексно-автоматизированные участки и цеха.
4.2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ЛАДКИ ХОДА И УСТАНОВКИ ПАЛЕТ Сборка анкерного спуска из-за необходимости проведения опе- рации «ладка хода» является практически одной из самых трудо- емких работ. Точность установки палет анкерной вилки сущест- венно влияет на взаимозаменяемость деталей анкерного спуска. Ладку хода выполняют на проекторе по проекторному чер- тежу, по пазу анкерной вилки и рожкам. В технологическом процессе сборки операции «ладка хода» подвергаются 30 % всех собираемых часовых механизмов. После проверки осевых и радиальных зазоров оси анкерной вилки (осе- вой зазор составляет 0,02—0,04 мм, радиальный зазор —0,01 — 0,02 мм) при несоответствии осевого зазора передвигают камень в мосту анкерной вилки на требуемое расстояние. Затем прове- ряют расположение палет относительно зубьев анкерного колеса, которое по высоте не должно выходить за пределы палет. В случае правильного зазора анкерная вилка при спущенной пружине и повороте механизма в вертикальной плоскости должна сво- бодно перемещаться от штифта к штифту под действием силы тяжести. Наличие притяжки проверяют после завода пружины на пол-оборота барабанного колеса. Хвост анкерной вилки отво- дят от ограничительного штифта, при этом зуб анкерного колеса должен находиться на плоскости покоя палеты. Под действием притяжки вилка возвращается к ограничительному штифту. Про- веряют обе палеты. Нарушение зазора между палетами и зубьями анкерного колеса, между импульсным камнем и рожками анкерной вилки устраняют перемещением палет и шлифованием наружной кромки рожков анкерной вилки. 4.3. ПРИБОРЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МГНОВЕННОГО ХОДА И ОПРЕДЕЛЕНИЯ «ВЫКАЧКИ» Узел баланс — спираль должен обладать высокой точностью периода колебаний. Регулировать период колебания баланса не- обходимо, выдерживая оптимальный угол между точками крепле- ния внутреннего и наружного концов спирали и по возможности минимально перемещая рычаг регулятора. С этой целью произ- водят селективную сборку узла, для чего сортируют все спирали на группы по моменту жесткости, а балансы — по моменту инер- ции. Такая сортировка может выполняться на установках типа П-103. «Ширина» группы при сортировке (поле рассеяния) вы- бирается равной 10° поворота регулятора, что соответствует примерно 2 мин суточного хода. Вторым важным параметром узла баланс — спираль является изохронность его колебаний. При массовом производстве часов 88
хорошей изохронности добиваются прежде всего путем подбора оптимального угла между концами спирали и строгим выдержи- ванием зазоров в штифтах регулятора. На стабильность неизо- хронных характеристик узла не меньше, чем на стабильность механических свойств спирали, влияет стабильность ее геометрии. На часовых заводах производится процесс приклейки спира- ли к уравновешенной колодке при центрировании спирали по ее средним виткам. Вклеивание наружного и внутреннего концов спирали обеспечивает ее плоскостность, центричность, компенса- цию погрешности установки колонки, что почти полностью исклю- чает ручную правку спирали. На приклейке спирали к колонке заканчивается сборка узла баланса с балансовым мостом в еди- ную «связку», которая затем должна устанавливаться в часовой механизм. Прибор типа П-105 служит для автоматического регулирова- ния хода и определения статического равновесия баланса, а при- бор типа П-106 — для автоматического контроля позиционной и изохронной погрешностей узлов баланса с балансовыми мостами. Для автоматического регулирования суточного хода и «вы- качки» наручных часов предназначена установка типа П-119 (рис. 47). Принцип автоматического регулирования периода колебания баланса заключается в измерении фактического периода колебаний, а затем в сравнении его с эталон- ным; полученные отклонения преобразуют в определенное число электрических импульсов, которые поступают на шаговый двига- тель привода, поворачивающего регулятор. Автоматическое регулирование «выкачки» осуществляется пу- тем сравнения значений двух соседних полупериодов колебания баланса и преобразования 1/2 разности этих величин с учетом знака в определенное число электрических импульсов, которые поступают на шаговый двигатель, управляющий движением ко- лонкодержателя. Точность регулирования суточного хода 2 с/сут, «выкачки»+ 0,2 мс. Для измерения длительности периода колебания служит пьезо- датчик, а для определения направления движения баланса, опре- деления знака отклонения от равновесного положения, т. е. знака «невыкачки» — фотодатчик. Регулирование осуществляется путем изменения действующей длины спирали. В настоящее время на часовых заводах для проверки хода часов применяют прибор типа ППЧ-7М (рис. 48). Прибор состоит из микрофона /, на который устанавливают проверяемые часы 2, и электронного прибора 3. Принцип работы основан на сравне- нии частоты колебания регулятора проверяемых часов с эталон- ной частотой вращающегося барабана. На приборе получают графики, по характеру которых можно судить о качестве часового механизма. 89
Рис. 47. Установка П-119 для Рис. 48. Прибор для проверки хода часов: регулировки суточного хода и /—микрофон, 2—проверяемые часы, 3—элект- «выкачки» наручных часов ронный прибор Для измерения амплитуды служит амплитудомер типа П-86: звуковые импульсы, возникающие при работе анкерного спуска, преобразуются с помощью пьезоэлектрического микрофона и электронной схемы в постоянное напряжение, значение которого фиксируется на шкале. Установка типа П-100 предназначена для сборочных цехов и контрольно-испытательных станций часовых заводов. Установка автоматически измеряет и оценивает следующие параметры: мгновенного суточного хода, амплитуды колебания баланса, «выкачки» и основных дефектов хода. Установка П100 выполнена как рабочее место оператора (рис. 49), состоящее из механического и электронного блоков. Контроль часов выполняется в десятиместных кассетах на двух поворотных позициях 1, 2. Установка и съем часов осуществляются вручную, пуск автоматический, показания высвечиваются на табло 3. Контроль часов проводят в пяти положениях: цифер- блатом вверх, цифрой 3 вверх, цифрой 9 вверх, цифрой 12 вверх, циферблатом вниз. Положение часов выбирают с помощью кнопок «Позиция контроля». На установке П-100 можно выполнять контроль часовых ме- ханизмов и готовых часов с корпусом. Контроль основан на преобразовании акустических ударов спускового механизма в электрические импульсы, от которых работает установка. Для измерения хода кварцевых электронно-механических часов применяется прибор типа П-160. Для питания часов во время про- ведения измерений применяют внутренний источник напряжения (1,5 В), а также источник регулируемого напряжения (1—4 В). В качестве индикатора использован газоразрядный дискретно- аналоговый индикатор, имеющий две шкалы по 105 рисок в каж- 90
дой. Результат измерения высве- чивается в виде оранжевой по- лосы, состоящей из отдельных рисок. Наличие двух шкал «Грубо» и «Точно», работающих одновре- менно, позволяет выполнять регу- лирование часов без переключе- ния пределов измерения. Нали- чие визира на индикаторе дает возможность контролировать до- пуски. Прибор выполнен на инте- гральных микросхемах. Структурная схема прибора (рис. 50) содержит: индукционный датчик, пред- назначенный для преобразования Рис. 49. Установка П-100: Л 2—поворотные позиции, 3—табло изменения магнитного поля шагового двигателя в электрические сигналы; токовые щупы для подключения питания к часам при измерении хода часов по импульсам тока; формирователь, предназначенный для усиления и формиро- вания сигналов, снимаемых с часов; блок автоматики, предназначенный для сравнения хода часов с образцовым интервалом времени; кварцевый генератор опорной частоты 4,32 МГц; блок индикации для визуального отображения результатов измерений; источник питания для обеспечения питанием всех функцио- нальных блоков прибора. Рис. 50. Структурная схема прибора П-160 91
4.4. ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИЕ И АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ДЛЯ СБОРКИ МЕХАНИЗМОВ НАРУЧНЫХ И КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЧАСОВ Для многопозиционной сборки узлов механизмов часов при- меняются автоматические линии. Линии состоят из унифицирован- ных узлов, где могут выполняться различные сборочные опе- рации: установка сборочных единиц, запрессовка, расклепка, завинчивание винтов, смазывание, контроль. Операции выполняются с помощью установленных на пози- циях автоматических устройств, при этом базовая сборочная еди- ница находится на специальном спутнике. Спутники с позиции на позицию перемещаются с помощью горизонтально замкнутой системы транспортировки. Возврат спутников на рабочую линию транспортировки ускоренный. На линиях может осуществляться питание деталями и узлами из магазинов, вибробункеров. Маршрутная технология автоматической сборки колесных систем включает ряд'операций: установку нижних цапф узлов колес в опорные отверстия платины с вводом узлов колес в зацепление; установку моста на колонке платины с одновременным вво- дом верхних цапф узлов колес в опорные отверстия моста; крепление моста винтами; регулирование осевого зазора в колесной системе. Наибольшие трудности возникают при выполнении первых двух операций и особенно второй, где сопряжение моста произ- водится одновременно по двум или трем колонкам и четырем-пяти верхним цапфам узлов колес. Вибрационно-магнитный способ, лежащий в основе устрой- ства автомата для сборки малогабаритных устройств, обеспечивает высокую надежность сборки (рис. 51, а). Узлы колес, подлежащие установке в платине, перено- сятся вакуумным механическим оператором 1 к месту установки с невысокой точностью центрирования, Цапфы в отверстия кам- ней не вводятся (рис. 51, а), а устанавливаются над ними с ми- нимальным, но гарантированным зазором а. После этого вакуум- ная система отключается и узлы колес под действием своего веса опускаются на камни рядом с опорными отверстиями. Пла- тине 2 сообщают вибрационное движение вертикального направ- ления, и узлы колес начинают совершать быстрые вертикальные перемещения. Под платиной на одной геометрической оси с камнями уста- новлены магниты 3, которые притягивают к себе стальные цапфы узлов колес. Таким образом, цапфы через 0,5—1 с свободно за- падают в отверстия камней, а магниты, установленные под пла- тиной, удерживают узлы колес в вертикальном положении (рис. 51,6). 92
Рис. 51. Вибрационно-магнитный способ сборки колес с камневыми опорами плат: а—цапфы в отверстия камней не вводятся, б—цапфы свободно западают в отверстия; 1—оператор, 2—платина, 3—магниты Наиболее ответственная операция сборки — установка ангре- нажного моста на колонки платины с одновременным вводом верхних цапф узлов колес в опорные отверстия моста. Слож- ность объясняется тем, что сопряжение осуществляется по боль- шому числу поверхностей. При а втоматичес к ой сборке колесной системы может быть применен способ ориентации узлов колес перед уста- новкой моста на платину с помощью подмагниченных ловителей (рис. 52), выполненных в виде призм или полуотверстий. Мост устанавливается механическим оператором. Платина с установ- ленными узлами колес продолжает сообщать вибрационное дви- жение, которое через колонки платины и верхние цапфы узлов колес передается мосту. Мост устанавливается с невысокой степенью точности (0,1—0,2 мм) и имеет свободное перемещение в пределах зазоров а и б (рис. 52). Цапфы узлов колес и ко- лонки могут не сразу входить в опорные отверстия моста. Для сопряжения опорных отверстий моста с верхними цапфами узлов колес последним сообщаются дополнительно к общей вибрации колебательные маятниковые движения около опорных отверстий моста. Это происходит за счет гарантированного зазора между нижними цапфами и отверстиями в камнях. Поэтому неустой- чивые в вертикальном положении узлы колес могут наклоняться под влиянием вибрации и действия на нижние цапфы магнитных полей, которые стремятся выровнить положение узлов, притягивая их заплечиками к торцу камней. Если вибрация недостаточна для раскачки верхних цапф относительно опорных отверстий 93
5 Рис. 52. Схема ориентации узлов с помощью подмагни- ченных ловителей моста, то верхним концам узлов колес сообщается дополни- тельная раскачка с помощью электромагнита, питаемого пере- менным током и установленного сбоку или сверху моста. Вся операция производится за 1,5 с. Линия для сборки элементов зубчатой переда- ч и наручных часов (платина, центральный триб с колесом, центральный мост, два винта) имеет девять рабочих позиций, из них первая позиция служит для загрузки платины из магазина, вторая — для установки узла центрального колеса с трибом, на третьей позиции осуществляется смазывание верхней цапфы цент- рального триба, на четвертой устанавливается центральный мост, 5-я и 6-я позиции предназначены для завинчивания винтов. За- грузка сборочными единицами осуществляется из вибробункеров, а установка центрального моста и узла центрального колеса с трибом с помощью механической руки с вакуумным захватом. После завинчивания двух винтов производится (на седьмой позиции) контроль вертикального зазора и по результатам конт- роля забракованные узлы автоматически снимаются на восьмой позиции или годные на девятой. Сборка платины с камнями и бутонами и ангренажного моста с камнями и бутонами для малогабаритного будильника автоматизирована. Всего со- бирается 11 деталей. Производительность линии 3500 сборочных единиц в смену. Трудность автоматизации сборки анкерной вилки связана с загрузкой столь малых деталей, как копье и ось, а также самой вилки, имеющей сложную конфигурацию. 94
Разработан автомат линейного типа для сборки анкерной вилки с копьем и осью, имеющий три рабочие позиции. Анкерная вилка от позиции к позиции передается микроманипуляторами с вакуум- ными захватами, детали загружаются из вибробункеров. На пер- вой позиции запрессовывается и расклепывается копье; на вто- рой— обрубается конец копья; на третьей — запрессовывается ось. Производительность автомата 5000 сборочных единиц в смену. Для сборки колесной системы наручных ча- сов применяется многопозиционный автомат А-325 линейного типа; передача собираемого изделия от позиции к позиции осу- ществляется ценным конвейером с плавающими базовыми плас- тинами, фиксируемыми на каждой рабочей цозиции. Установка деталей зубчатой передачи в платину производится с помощью механических рук. Загрузка платин осуществляется из магазина, а загрузка мостов, узлов колес, барабана и винтов из вибробункеров. На последней позиции производится съем го- тового изделия. Расчетный цикл автомата 6 с. Для сборки барабанного моста имеется шестнад- цатипозиционный автомат А-357 карусельного типа. На автомате выполняются последовательно-параллельная укладка и вставка деталей, входящих в узел барабанного моста, завертывание вин- тов и смазывание. Автомат снабжен блокировками, осуществляющими контроль правильности установки деталей, довернутости винтов и предох- раняющими его от поломки. Автомат представляет собой станок с круглым индексируемым столом, над которым расположены исполнительные механизмы. Загрузка собираемых деталей осуществляется из вибробункеров и магазинов. Продолжительность цикла 12 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение .............................................................. 3 1. Технологический процесс обработки часовых деталей.................. 5 1.1. Общие сведения о технологии часового производства .... 5 1.2. Понятие о типах производства................................... 6 1.3. Производственный и технологический процессы................... 10 1.4. Понятие о качестве изделий................................... 11 2. Методы обработки часовых деталей.................................. 13 2.1. Понятие о точности деталей.. 13 2.2. Основы базирования............................................ 14 2.3. Классификация методов обработки............................... 22 2.4. Обработка давлением и ее виды.. 23 2.5. Обработка деталей на автоматах продольно-фасонного точения . 30 2.6. Фрезерование зубьев колес, трибов и муфт. Особенности обработки зубьев колес трибов ............................................... 38 2.7. Сверление.................................................." 43 2.8. Отделочные операции........................................... 45 2.9. Защитно-декоративные покрытия................................. 51 2.10. Новые методы обработки........................................ 54 2.11. Очистка деталей от загрязнения ............................. 3. Технология изготовления основных деталей.......................... 58 3.1. Изготовление платин и мостов.................................. 58 3.2. Обработка деталей спускового регулятора....................... 63 3.3. Изготовление трибов, колес, осей, валов....................... 66 3.4. Изготовление упругих чувствительных элементов................. 66 3.5. Особенности изготовления магнитов и магнитопроводящих деталей 71 3.6. Изготовление кварцевых резонаторов............................ 73 3.7. Особенности изготовления интегральных микросхем............... 74 3.8. Изготовление деталей внешнего оформления...................... 76 4. Сведения по механизации и автоматизации сборки часов.............. 85 4.1. Основные положения сборки..................................... 85 4.2. Приборы для ладки хода и установки палет...................... 88 4.3. Приборы и установки для регулирования мгновенного хода и опре- деления «выкачки».................................................. 88 4.4. Полуавтоматические и автоматические линии для сборки механизмов наручных и крупногабаритных часов.................................. 92