用于制造钟或表的部件的回转曲面的方法技术

一种用于制造钟或表的部件(1)的回转曲面(20)的方法，所述方法包括：用飞秒激光束加工钟或表的部件的第一表面的步骤，以获得第二表面、特别是获得粗糙度Ra小于100nm或小于70nm的第二表面；随后是摩擦精加工步骤，其应用于第二表面以获得所述回转曲面。

【技术实现步骤摘要】
用于制造钟或表的部件的回转曲面的方法
本专利技术涉及一种用于制造钟或表的部件、更特别是陶瓷制的钟或表的部件的回转曲面的方法。本专利技术还涉及一种通过所述制造方法获得的钟或表的部件。本专利技术还涉及一种包括所述钟或表的部件的钟或表的机芯。最后，本专利技术涉及一种包括所述钟或表的部件或所述钟或表的机芯的计时器。
技术介绍
例如在专利申请EP3258325中描述的由工程陶瓷制成的钟或表的部件的加工是一种精密操作，其要求控制工具与材料之间的相互作用，从而不会在陶瓷中产生应力或新缺陷、特别是表面缺陷，这会成为对部件的冲击韧性不利的裂纹的起始因子。直径小于2mm的钟心轴的制造被证明是特别困难的，特别是因为在心轴的端部存在直径非常小(<200微米或甚至<100微米)的枢轴。这些枢轴必须具有完美的圆形几何形状，并且必须严格重视尺寸。它们被设置为用于与轴承相互作用，并且任何几何缺陷(例如不圆度或直径不正确)都会导致包含该心轴的机芯损失计时性能。这特别适用于摆轮轴杆。这也同样适用于枢轴表面未完美抛光的情况。这就是通过对钢材进行棒料车削来加工根据现有技术的心轴并随后用成形砂轮对枢轴进行抛光以获得最终的表面光洁度和形状的原因。然而，这种技术难以应用于陶瓷零件：借助切削工具或砂轮进行的棒料车削需要很长时间，并且工具磨损快。通过磨削对陶瓷进行加工的替代方法包括通过飞秒激光烧蚀来加工陶瓷。所使用的激光器具有超短脉冲(飞秒激光器)，以免在所加工的材料上产生热效应。例如，本领域的专家所使用的用于制造硬质合金的电极或其他通常为金属制的小尺寸的元件(例如，微镊)的现有设备使用发射红外线IR(波长为1030nm)的激光器。使用这种类型的设备无法获得令人满意的结果：在加工结束时获得的表面粗糙度相当大，需要特殊的摩擦精加工(tribofinishing)，这需要很长的时间才能达到所需的表面粗糙度，并且尽管符合了零件的几何形状，但是抗弯强度的相关性能不合预期。根据现有技术通过磨削或飞秒激光加工制成的相同几何形状的心轴的枢轴的抗弯强度是通过在距枢轴的端部指定距离处借助于刀片施加力来测量的，该零件支撑在形成枢轴与心轴主体之间的交界面的轴承表面的位置处。在图9中示出了不同心轴的枢轴的抗弯强度，其表示这些心轴各自的枢轴的极限弯曲应力的水平。所测得的应力与每个枢轴在引起断裂的最大力的施加位置处的横截面积相关。如图9所示，无论是随后进行抛光还是抛光后再进行摩擦精加工，由3％的钇稳定氧化锆(3％ZrO2Y2O3)制成的进行磨削的零件因此比根据现有技术中已知的飞秒激光加工工艺通过激光进行加工的3％的钇稳定氧化锆(3％ZrO2Y2O3)的零件更加坚固。因此，可看出通过飞秒激光加工的陶瓷钟心轴即使它们在尺寸上是正确的在使用中也可能表现出令人不满意的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供对现有技术中已知的方法进行改进的一种用于制造陶瓷制的钟或表的部件的回转曲面的方法。特别地，本专利技术提出了一种用于以可重复的方式制造可靠的部件、特别是摆轮轴杆或擒纵轮的心轴或秒轮的心轴或形成钟或表的机芯的最终链的活动件的一部分的任何其他心轴的方法。本专利技术的目的还在于加速陶瓷加工并使其更可靠，从而获得具有所需尺寸(直径＜2mm，具有微米公差)同时保证足够的冲击强度的心轴型部件。根据本专利技术，一种制造方法在权利要求1中限定。该方法的各种实施方式在权利要求2至12中限定。根据本专利技术，一种钟或表的部件在权利要求13或14中限定。根据本专利技术，一种钟或表的机芯在权利要求15中限定。根据本专利技术，一种计时器在权利要求16中限定。附图说明附图以举例的方式示出了根据本专利技术的计时器的实施方式。图1是包括钟或表的部件的实施方式的计时器的实施方式的示意图。图2是示出通过不同的陶瓷的不同的激光加工工艺获得的表面的表面粗糙度Ra的值的图表。图3是示出通过3％的钇稳定氧化锆的不同的激光加工工艺获得的表面的表面粗糙度Ra的值的变化的图表。图4a、图4b和图4c分别是进行IR激光加工(Ref.1030)之后、在该加工之后进行10小时的摩擦精加工后以及在该加工之后进行20小时的摩擦精加工后的3％的钇稳定氧化锆的摆轮轴杆的枢轴的照片。图5是示出通过不同类型的激光加工获得的3％的钇稳定氧化锆的不同的摆轮轴杆的极限弯曲应力值的图表。图6a和图6b分别是进行绿光激光加工(Ref.515)之后以及在该加工之后进行10小时的摩擦精加工后的3％的钇稳定氧化锆的摆轮轴杆的枢轴的照片。图7a和图7b分别是进行UV激光加工(Ref.434)之后以及在该加工之后进行10小时的摩擦精加工后的3％的钇稳定氧化锆的摆轮轴杆的枢轴的照片。图8a和图8b分别是通过磨削进行加工之后以及在该加工之后进行10小时的摩擦精加工后的3％的钇稳定氧化锆的摆轮轴杆的枢轴的照片。图9是示出通过不同的制造方法获得的3％的钇稳定氧化锆的不同的摆轮轴杆的极限弯曲应力值的图表。图10是钟或表的部件的另一个实施方式的视图。具体实施方式下面参照图1描述根据本专利技术的计时器200的实施方式。计时器200例如是手表。计时器优选包括表壳和表机芯100。该表机芯可以是机械机芯、特别是自动机芯。该表机芯包括表部件1的实施方式。该表部件例如是心轴、特别是摆轮/螺旋弹簧型的表振荡器的摆轮轴杆或擒纵轮的心轴或秒轮的心轴。该部件的直径、特别是部件的最大直径例如小于或等于2mm。该表部件优选包括枢轴10。“枢轴”是指被设置为用于与轴承、特别是宝石轴承相互作用、特别是通过接触相互作用的部件、特别是心轴的一部分。该枢轴可以具有圆柱形或圆锥形或截头形几何形状的至少一部分。该枢轴优选设置在心轴的一个端部处。例如，该枢轴可以形成在包括具有曲母线的表面的心轴部的连续部分中。表机芯还包括安装在机芯的元件上、特别是机芯的框架上的轴承12或多个轴承。表部件例如用于与轴承12相互作用、特别是通过接触相互作用。特别地，表部件在枢轴10的位置处与轴承12相互作用。更特别地，表部件在位于枢轴10的位置处的回转曲面20的位置处与轴承12相互作用。回转曲面20的一部分的直径例如小于或等于200μm，或者小于或等于100μm。可选地，枢轴在枢轴10的一个端部10a处可以由托石13轴向地界定。元件12和13可以设置在具有减震器主体形式的同一元件内。在这种特定情况下，心轴优选是摆轮轴杆或擒纵轮的心轴。轴承包括孔。该孔和回转曲面的尺寸和/或构造设置为使其具有有限的功能间隙，例如约为7至17μm。有利地，表部件包括两个枢轴10，以与两个轴承12相互作用，从而相对于轴承并且更一般地相对于安装有轴承的表机芯元件来引导表部件。有利地，表部件或表部件的一部分由陶瓷制成。回转曲面20由陶瓷制成，即，回转曲面形成或定位在部件的陶瓷部分上。优选地，陶瓷是氧化锆、特别是钇稳定氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造钟或表的部件(1)的回转曲面(20)的方法，所述方法包括：/n-用飞秒激光束加工所述钟或表的所述部件的第一表面的加工步骤，以获得第二表面、特别是获得粗糙度Ra小于100nm或小于70nm的第二表面，随后是/n-摩擦精加工步骤，其应用于所述第二表面以获得所述回转曲面。/n

【技术特征摘要】
20190412 EP 19169113.81.一种用于制造钟或表的部件(1)的回转曲面(20)的方法，所述方法包括：
-用飞秒激光束加工所述钟或表的所述部件的第一表面的加工步骤，以获得第二表面、特别是获得粗糙度Ra小于100nm或小于70nm的第二表面，随后是
-摩擦精加工步骤，其应用于所述第二表面以获得所述回转曲面。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钟或表的所述部件是心轴、特别是摆轮轴杆或擒纵轮的心轴或秒轮的心轴，和/或所述部件的直径小于或等于2mm。


3.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述回转曲面是所述钟或表的所述部件的枢轴的表面，和/或其中所述回转曲面的直径小于或等于200μm或者小于100μm。


4.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述回转曲面由陶瓷制成。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述陶瓷是氧化锆、钇稳定氧化锆、特别是3％的钇稳定氧化锆、单晶氧化铝或氧化铝-氧化锆组合物。


6.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述加工步骤包括车削阶段。


7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述激光束是红外激光束、特别是波长在800nm至1100nm之间、特别是波长为1030nm±5nm的红外激光束，或者是绿光激光束、特别是波长在500nm至540nm之间、特别是波长为515nm±2.55nm的绿光激光束，或者是紫外激光束、特别是波长小于400nm、特别是波长为343nm±25nm的紫外激光束，或者是蓝光激光束...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利奥·昆托，帕特里斯·纳热尔，亚历山大·奥利韦拉，
申请(专利权)人：劳力士有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH