
Когда говорят ?зубчатое колесо часов производитель?, многие представляют станки с ЧПУ и готовые чертежи. Но на деле здесь важнее понимание поведения металла при разной температуре и знание, как ловить момент, когда притирка зубьев переходит из механической в почти органическую фазу.
В 2010-х мы пробовали адаптировать японские методики шлифовки для российских сталей. Оказалось, что при -20°C коэффициент расширения даёт погрешность в 3 микрона — катастрофа для хронометража. Пришлось пересматривать весь цикл термообработки.
Завод ?Цзыян Синлида Редукторное оборудование? здесь интересно себя показал — их линия зубчатых колёс с закалённой поверхностью изначально создавалась для промышленных редукторов, но мы адаптировали параметры закалки для миниатюрных деталей. Важно было не переусердствовать с твердостью, иначе при финальной полировке появлялись микротрещины.
Сейчас используем их заготовки для колёс балансового механизма — стабильность при обработке выше, чем у немецких аналогов, хотя лет десять назад я бы в это не поверил.
Особенно сложно с зубчатыми передачами для турбийонов — там классические расчёты прочности не работают. Как-то раз пришлось переделывать партию колёс после того, как при испытаниях на вибрацию лопнули зубья на участке всего 0.8 мм. Ошибка была в том, что не учли разнородность материала после лазерной резки.
На сайте xld-russia.ru есть раздел с нестандартными редукторами — там как раз описываются случаи, когда модуль зуба меняется в пределах одной шестерни. Для часовщиков это редкость, но их опыт борьбы с напряжениями в таких конструкциях нам пригодился.
Кстати, о напряжениях — многие недооценивают роль финишной полировки ультразвуком. После неё контактная поверхность зубьев меняет характеристики износа. Проверяли на колёсах для хронографов — ресурс увеличился на 17%.
Латунь против бронзы — вечный спор. Для массовых механизмов латунь дешевле, но в прецизионных узлах бронза с бериллием даёт стабильность формы. Правда, есть нюанс с пайкой — припои ведут себя непредсказуемо, если не выдержана дегазация заготовки.
У ?Синлиды? в ассортименте есть компоненты зубчатых колёс из спецсплавов — пробовали их материал для шестерёнок автоподзавода. Пришлось дорабатывать геометрию зуба — их профиль рассчитан на высокие нагрузки, а в часах важнее плавность хода.
Заметил интересную деталь — после 2018 года они изменили технологию нанесения защитного покрытия. Теперь оно не отслаивается при контакте с смазкой Мобиус, что раньше было головной болью для сборщиков.
С микроскопами Carl Zeiss работали ещё в нулевых, но для серийного производства они слишком капризны. Перешли на китайские аналоги с доработанной оптикой — точность измерения формы зуба до 1 микрона, при этом ремонтопригодность выше.
Особенно важна калибровка измерительных машин перед отгрузкой. Как-то пропустили сбой в программном обеспечении — и отправили партию с отклонением по биению 0.05 мм вместо допустимых 0.01. Вернули всю партию, пришлось переделывать в срочном порядке.
Сейчас на заводе в Цзыяне используют комбинированный контроль — лазерное сканирование плюс выборочная проверка на координатно-измерительных машинах. Для часовых колёс такой подход избыточен, но для ответственных узлов редукторов — в самый раз.
Раньше считалось, что для часовых механизмов достаточно чистоты по ГОСТ 2789. Сейчас же европейские бренды требуют соблюдения стандартов DIN 3141 — разница в том, что учитывается не только шероховатость, но и направление микронеровностей.
При обработке на фрезерных станках с ЧПУ добиться этого сложно — помогает только последующая ручная доводка. Хотя для серийных моделей такой подход нерентабелен.
Интересно, что в судовых редукторах от ?Синлиды? применяют похожую технологию финишной обработки — вибрационное упрочнение поверхности. Мы пробовали адаптировать этот метод для зубчатых колёс часов, но пока не получается сохранить точность геометрии.
Экспериментировали с полимерами, армированными углеволокном — для балансовых колёс подходят, но для передаточных пар прочности недостаточно. Хотя в плане веса и устойчивости к температурным перепадам результаты обнадёживающие.
На xld-russia.ru упоминают разработку редукторов с композитными шестернями — думаю, это направление стоит отслеживать. Если они решат проблему с ползучестью материала под нагрузкой, это может перевернуть подходы в часовой промышленности.
Пока же возвращаемся к классике — сталь и латунь, но с новыми методами обработки. Главное — не гнаться за инновациями ради самих инноваций, а понимать физику работы каждой пары зубчатых колёс в механизме.