Technology of watch production - part 94

 

  Index      Books     Technology of watch production (Tarasov) 1964 year

 

Search            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  92  93  94  95   ..

 

 

Technology of watch production - part 94

 

 

An  axial  clearance  x between the  pinion-journal  shoulder  and  the  jewel 

face  is  necessary,  in  addition  to  the  radial  clearance  in the  jewel,  in order 
to  enable the third- wheel pinion to revolve freely. 

We  will  calculate the dimensional  chain  resulting from  the  firs t  process 

variant  (Figure  3 ,  a ),  where the plate and bridges are  machined using equip ­

ment  available  for watch production.  The  face is  machined  to  dimensions 
D 1 

and  D2  on the  S - 1 8 8   machine  to  an  accuracy  of  0 . 0 1 0 mm .   The  S - 5 0  

machine  is used for machining the  recess e s  t o  dimensions  d 1  and  d2  t o  an 
accuracy of  0 . 0 1 5  mm . 

Using formula  ( 1  ),  we  obtain  the  following limiting values  for 

x :  

max = 

(2. 7 

+ 1 .2 + 0. 1 6) - (0.485 

2. 1 1  +  1 .385) 

0.08 

mm. 

Xmin 

(2.69 

1 . 1 9 

0. 1 5) - ( 1 .40 

0.5 

2. 1 3) 

0; 

B_.. = Xmax - Xmin = 

0.08 - 0  

0.08 

mm. 

The  clearance  in  the  ass embly must  lie  within  the  limits  from  0 . 02  to 

0 . 0 7  mm  according to  specifications;  thus 

Xmax 

0.07 

mm  and 

Xm;n = 

0.02 

mm  and 

8x 

0.05 

mm . 

It follows  that  the  processing  method described will  lead  to  a  certain 

amount  of  rejects .  The  proportion of  rejects  can be  calculated using the 

theoretical - probability  m ethod .   We assume  that  the  scatter of dimensions 
for  each link in  the  chain conforms  to  the  law  of normal distribution.  It 

follows from the probability theory that the  scatter in the resultant dimension 

will  likewise conform  to  the  law  of  normal  distribution,  and  that  its  range, 

or tolerance 

8_.. 

v'ill  be  equal  to 

6 ox . 

The  standard  deviation  will  therefore 

be 

�... 

0.08 

0 1 3  

ox = 6  

= 6 = 

mm. 

We will plot the  normal - distribution curve for the given case  (Figure  4 ) .  

The  area which  repres ents  the  probability o f  obtaining acceptable  assemblies 

can be  split into two parts  (A  and  B ).  The  s haded areas  repres ent the pro­
bability of obtaining  rejects .  The  probability  of obtaining acceptable  as­

semblies  can be  dete rmined using the  formula 

( 3) 

where  the  values  o f  

<l> 

(z) are  taken from the  table  i n  Appendix  1  and  z 

= � . 

We  obtain for 

XA 

0 . 02 mm, 

x8 

0 . 03 m m ,   and 

ox = 

0 . 0 1 3  mm 

3 7 3  

F rom  the  same  table 

<1> 

(zA) 

0 . 8 7 6 4 ,   and 

<l> 

(z8) 

0 . 97 8 6 .   Substituting 

in  ( 3 )  we  obtain: 

w  = 

0 . 5 ( 0 . 8 7 6 4  + 0 . 9 7 8 6 )  

0 . 9 2 7 5 .  

The probability o f  obtaining acceptable  ass emblies i s  thus  92 . 7  5 o/o.  The 

remaining  7 . 2 5  o/o  of the  assemblies  must  be  adjusted ,   that  is  the  dimension 
C  must be altered by displacing the jewel .  This is  the p rocedure actually 

used in the  assembly  shops  of  watch plants .   This  type  of adjustment  does 

no t require chip removal o r  shape alteration,  as in the case with fitting 
operations,  and  its  us e  is  advisable  where  incomplete  interchangeability 

is  practiced. 

FIGURE  4.  Dimension-distribution curve  for the first 

process variant 

FIGURE  5 .   Diagram of a plane  dimensional chain 

If 

it  is  required to achieve  complete  interchangeability and  to  observe 

the  clearance limits  of  0 . 02 - 0. 07 mm,  the  plate  and  bridges  should be ma­
chined according to the  s econd process  variant  (Figure  3 ,  b ).  Here the 

recesses are  machined to  dimensions A  and  B  from  the  reference  surfaces 

M,  or they are  machined in the  same  chucking as  the  surfaces  M  themselves . 

The  machining accuracy for dimensions  A  and  B  is  higher  than  the  accuracy 

of machining  dimensions  d 1 ,  d2 .  The  dimensional chain in the  second  var­

iant is  the  shortest possible ,   as  it is  made up  of four dimensions  for  the four 

parts:  plate,  b ridge,  j ewel,  and pinion.  The  maximum  and minimum  values 

of the  resultant are  (according to  formula  ( 1 )  ): 

Whence 

Xmu 

= 1 .3 1  + 0.71 + 0. 1 6 -

- 2. 1 1 = 0.07  mm; 

Xmln 

= 1 .30 + 0.70 

0. 15 -

- 2. 1 3 = 0.02  mm . 

8z = 0.07 - 0.02 = 0.05  mm . 

The  limit calculation shows  that  all  assemblies  machined according to 

the  s econd variant  will  be  acceptable.  The  design of machines  which  will 

process  plates  and bridges  according to  this  variant  is  a  m atter of time  only. 

Watch-movement  dimension calculations  frequently  reduce  to  the  calcu­

lation  of a  plane  dimensional  chain.  Such a  chain  can be  solved either by 

p rojection on a  line,  by a  combined m ethod,  by m eans  of  a  coordinate  system , 
o r  analytically. 

The  first  two - the  projection and the  combined  methods - are  used  in 

watch p roduction. 

3 7 4  

P r o j e c t i o n   is  a  method of  reducing a plane  dimensional  chain to  a 

linear  chain.  This  is  done by projecting all  the  dimensions  on some line 

(direction} which  can be the  resultant  (x)  direction,  or  any  other  direction 

which  is  not perpendicular  to  any  of the  dimensions .  By  connecting the 

parallel  dimensions  thus  obtained,  we  obtain a  linear  chain  closed by  the 

dimension (x).  Figure  5  shows  the  projection of the  plane  dimensional chain 

A BCDEX 

as the  linear  chain 

abcdex. 

FIGURE 

6 .  

Sectional  view  of the 

K-36 

pocket  watch  through 

the winding-stem  axis 

FIGURE  7.  Schematic  diagram  of the  plane 

dimensional  chain corresponding to Figure 

This  method is  rarely used in watch-movement  calculations .  Plane 

dimensional  chains  are  usually  calculated  by combined  methods ,  that  is  by 

using the  graphical- analytical  m ethod. 

As  an  example  we  will  the assembly  (operation }  of  the middle and back of 

K- 3 6  pocket watches .  Figure  6  is a  s ection of the  watch  through  the  wind­

ing-stem  axis .  The clearance 

be 

must be positive  under all ass embly con­

ditions .  The corresponding dimensional  chain  (Figure  7 }  is  made up of 

horizontal,  vertical,  and inclined  dimensions .  The  clearance  ( see F igure 7 }  

is 

x = o'c - o'b 

2.8 -

o'a1. 

The  distance  o'o 

3 1 1 . 6- 2 . 8   3 08 . 8  mm,  and  therefore 

3 7 5  

(4 } 

The  values  of  ab  and 

o'a 

are  determined from  the  two  linear dimensional 

chains .  The horizontal linear  chain  determines  the  m agnitude  of  ab 

39,5_0,17 

ab= 

- 1 8,9 = 0,85_0,065 • 

The  vertical linear chain  determine s  the  value  of  o'a :  

o'anom 

(31 1 .6 

0.6 

3.5) - (308 .2 

2.4 

2.2 + 0.5) 

2 . 1 3   mm ; 

o'amax  = 

(31 1 .6 

0.6 

3.5) - (308.2 + 2.34 + 2 . 1 4  + 0,44) = 2.31 mm ; 

o'amln 

(3 1 1 .6 

0.54 

3.42) - (308.2 + 2.4 

2.2 

0.5) 

1 .99 

m m .  

o 'a 

2.13 

±g:l! 

Substitution  of  the  values  obtained for 

ab 

and  o' a  in expression  (4 )  gives 

xnom= 

2.8 -

0.852 

2. 1 3� 

2.8 - 2 .29 

0.51 mm; 

xma.x = 

2.8 -

1 .99� 

2.8 - 2. 1 3  

0.67 mm; 

min = 

2.8 -

0.852 

2.3 1 2  

2.8 - 2.47 

0.33  mm. 

The clearance 

thus lies  within the limits  0 . 6 7  and  0 . 3 3  mm,  and is 

therefore always  a  positive  clearance .  The  assembly tolerance will  be 

..  = 

0 . 6 7 - 0 . 3 3  

0.34 mm . 

Dimensional- chain  calculation  thus  m akes  it possible  to  establish the 

most rational  manufacturing and assembly processes  for  the  watch  move ­

ment. 

SUBASSEMBLIES 

Watch  subassemblies  are  classified  into  the  following groups  according 

to their ass embly c riteria:  plates and  bridges  with their pins,  s crews, 
jewels  and sleeves ;  wheels and pinions;  barrel,  barrel  cap,  barrel arbor 

and mainspring;  pallet lever and balance;  keyless work  and hand-setting 

parts  and external parts . 

We  will  consider s everal  characteristic  elements  of  the assembly of plate s  

and bridge s ,   gear pairs,  the  barrel  and the  escapement regulator .  

Pre s s -mounting the  Sleeve s ,   Pins,  and Jewels in 

the  Plate and Bri dges 

Figure  8  shows  the  design  of detachable  j oints b etween plate and b ridge s .  

The b ridge  holes  for the  pins  (2 ) have  0 . 0 1 - 0. 0 1 5 mm clearance ,   and tho s e  

f o r  the sleeve ( 1 ) have  0 . 1 - 0 . 1 5  mm  clearanc e .   Pins  up  to  1 mm i n  diameter 

are fitted  into  the plate  with a  negative  allowance  of  0 . 0 1 - 0 . 02 mm,  corre­

sponding to  medium  and heavy interference fits  (GOST  304 7 - 4 7 ) .   The  pins 

accurately position the bridge  on the plate in the horizontal plane and ensure 

3 7 6  

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  92  93  94  95   ..