中国的104船钟和108船钟

,第一只国产船钟的研制与生产
温瑞方) r  s% T: Q# C
       烟台钟表厂研制船钟的事迹，已经过去了五十多个寒暑。但是，时至今日尚未载入中国计时仪器史册。因为得到计时史学会征集论文内容的启发，我想以一名技术员的亲身经历，记述研制船钟的过程，以便在我国计时仪器史册中填补航海计时仪器发展史的一页。, X: c1 g' F0 h8 Y1 A; z- S
紧迫的任务  困难的条件 E/ V0 x  a; D2 a" h1 h: q
       1957年元月，烟台海军炮校的一位教师，陪同海军航保部的两位同志，来到烟台钟表厂厂部，商讨制造船钟的事宜。厂长于步奎找来技术科长和我共同听取了军方的意图。根据国际形势的变化和国防建设的需要，我军急需国产的船钟。他们拿来苏联和匈牙利制造的两个船钟给我们看。并提出船钟的技术标准：走时精度是日误差±10秒，使用性能要防水、抗震、抗摇摆，要求我们当年试制出产品。商定十天后听取厂方的意见。* u: L; S6 Z; V% [) `: P! i
    送走客人之后，厂长留下我们略事研究就表示，要克服困难力争完成船钟试制，满足国防的需要。随即安排以我为主组织试制小组，一周内拿出试制打算，交厂部研究。船钟比当时生产的大钟、闹钟结构和精度有天壤之别。就传动轮系统来说，前者是齿轴与齿轮式传动，后者是销轮与齿轮传动，两者的加工精度与传动效率相差悬殊。擒纵调速器的差别更大，前者是带三颗钻石的锚式结构；后者是以三个销钉代替钻石的销式结构，精度和换能效率差的多。传动和调速两部分是钟表机芯的主体。从这两部分都可看出船钟的技术水平和制造条件，比当时大钟、闹钟的生产状况要求高得太多。 就技术水平来讲，当时工人的生产技术，概括为“眼看、耳听、手摸索”的七字经验。“眼看”：是指厂里没用过图纸、工艺文件，也没有量具、仪器，工人们看着技师发的样件，比摩着标准样件仿制生产。加工后的零部件先装在标准的夹板上，用手摸摸配合情况，推推传动轮系是否平滑、顺畅，这是“手摸索”的经验。“耳听”是对装配完的钟，听听声音是否均匀，以检验是否“偏摆”；再听听声音是否洪亮，以确定摆幅是否够大。这种七字经验式的技术在工厂里延用几十年，已经习以为常，一成不变。我们几位从中专学校毕业后进厂的技术员，遵照国家对旧企业技术改造的方针，对大钟、闹钟以正本清源精神，测绘设计了产品图纸，编制了工艺文件。但由于“七字经验”习惯势力作祟，图纸和工艺文件还未能贯彻执行。厂内的技术状况是如此落后，厂外可寻得援助也不多。那时国内尚无开办任何钟表学校，各地书店里竟找不到一本钟表专业的书籍。这种状况要研制精密的船钟，确实难题多多。" w
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就设就设备、工艺装备来说，研制船钟的差距更大。当时生产大钟、闹钟的机床都是原始的老皮带设备，一个马达。一条长吊杠，带动着许多车床、铣床、钻床、磨床。每个机床很专用，很老旧，根本不能加工船钟零件。在生产车间，连个千分表、百分尺等普通量具也没有，更不用说仪器仪表了。想测绘船钟的零件却无从下手。" k2 d# O/ D3 X; b: v
    摆在面前的船钟，是舰艇用钟，是军需品，是国防任务。敢不敢接受研制任务，必须仔细审视一下可能遇到的难题和解决他们的方案和必备条件。舍此，便没有确切的理由，对这一严肃的问题作出可否的回答。 首先分析样机。拆开样机，从外壳到机芯，对每个零件、部件的构造特点、技术性能、作用、设计要领、加工方案、工作难点及解决办法，一一分析。反复推敲，做到心中有数之后，摆出问题，靠主观能解决什么，靠外协能做些什么，请上级、请军方解决什么等等，并排出了轻重缓急。于是就形成了研制计划。经厂长研究决定，成立以我为主，孙昌峰、孙文隆等人参加的试制小组安排各部门准备材料、量具等物资，于是立即展开了研制工作。7 a0 x& ]: @- }! ]
    第一步是制定产品方案。为了听取用户意见，邀请海军方面的人来共同研究产品方案，并请他们尽量多收集些样机带来。他们很快来了，还带来一台废旧的英国船钟。先请他们谈谈使用方面的想法，他们说，只要走时准确、防水、防震耐摇摆，方便制造，快些供应军需就好，对产品结构没有提出具体的意见。我根据对苏匈船钟的分析所得意见，又看过了英国钟的结构，首先认为三个国家的机芯结构相同之处很多，很容易取舍。其次苏联的擒纵机构安装方式是水平的，而英国、匈牙利船钟的擒纵机构安装是垂直的，前者比较合理，因为水平的摆轮和游丝在运动中因不平衡而对走时精度的影响要小于后者。虽然这种安装方式增多了联接件，成本较高，但从产品性能考虑是值得的。况且苏联的擒、叉、摆零件比其他产品大一些，减少了加工难度。我倾向吸收苏联机芯的长处。关于钟壳，苏联和英国船钟的壳体是用铜板在专用机床和模具上加工的。结构紧凑，轻巧而又美观。但是必须用复杂的工艺装备，而在短期内难以解决；试制阶段宜采用匈牙利船钟式的铸铝壳体。大家基本上同意这些意见，试制产品的方案就定下来了。苦干巧干  技术攻关  {( Q% U/ J( r6 n
      巧借外力弥补自我不足，完成产品图纸的设计。为解决短期测绘所需量仪量具问题，我想到在当地机械设备最具优势的烟台机床附件厂求助。利用该厂从东德进口的万能测长仪、投影仪、工具显微镜等设备，对船钟夹板、齿轮等复杂的零件测量出了大量的数据，绘画出精确的投影图形。后来又借助这些仪器和坐标镗床做出了试制夹板用的钻模、投影板等工具、量具。但是有许多实际的理论问题需要解决，比如齿轮的齿形问题。从在学校学过的原理中知道，齿轮传动的啮合曲线分为渐开线和摆线两种齿形。渐开线齿轮的设计图纸上下需标注齿形，只需标注啮合模数和压力角，就能根据这两参数选择和买到通用的标准刀具，便可以加工出相应的齿形。而摆线齿轮则不然。因为摆线齿轮，没有标准刀具可买，必须根据特定的齿形订做或自做专用的齿轮刀具。这个特定的齿形，必须经过设计在图纸上画出，并标注好确切的尺寸。经过研备、工艺装备来说，研制船钟的差距更大。当时生产大钟、闹钟的机床都是原始的老皮带设备，一个马达。一条长吊杠，带动着许多车床、铣床、钻床、磨床。每个机床很专用，很老旧，根本不能加工船钟零件。在生产车间，连个千分表、百分尺等普通量具也没有，更不用说仪器仪表了。想测绘船钟的零件却无从下手。" k2 d# O/ D3 X; b: v
    摆在面前的船钟，是舰艇用钟，是军需品，是国防任务。敢不敢接受研制任务，必须仔细审视一下可能遇到的难题和解决他们的方案和必备条件。舍此，便没有确切的理由，对这一严肃的问题作出可否的回答。 首先分析样机。拆开样机，从外壳到机芯，对每个零件、部件的构造特点、技术性能、作用、设计要领、加工方案、工作难点及解决办法，一一分析。反复推敲，做到心中有数之后，摆出问题，靠主观能解决什么，靠外协能做些什么，请上级、请军方解决什么等等，并排出了轻重缓急。于是就形成了研制计划。经厂长研究决定，成立以我为主，孙昌峰、孙文隆等人参加的试制小组安排各部门准备材料、量具等物资，于是立即展开了研制工作。7 a0 x& ]: @- }! ]
    第一步是制定产品方案。为了听取用户意见，邀请海军方面的人来共同研究产品方案，并请他们尽量多收集些样机带来。他们很快来了，还带来一台废旧的英国船钟。先请他们谈谈使用方面的想法，他们说，只要走时准确、防水、防震耐摇摆，方便制造，快些供应军需就好，对产品结构没有提出具体的意见。我根据对苏匈船钟的分析所得意见，又看过了英国钟的结构，首先认为三个国家的机芯结构相同之处很多，很容易取舍。其次苏联的擒纵机构安装方式是水平的，而英国、匈牙利船钟的擒纵机构安装是垂直的，前者比较合理，因为水平的摆轮和游丝在运动中因不平衡而对走时精度的影响要小于后者。虽然这种安装方式增多了联接件，成本较高，但从产品性能考虑是值得的。况且苏联的擒、叉、摆零件比其他产品大一些，减少了加工难度。我倾向吸收苏联机芯的长处。关于钟壳，苏联和英国船钟的壳体是用铜板在专用机床和模具上加工的。结构紧凑，轻巧而又美观。但是必须用复杂的工艺装备，而在短期内难以解决；试制阶段宜采用匈牙利船钟式的铸铝壳体。大家基本上同意这些意见，试制产品的方案就定下来了。苦干巧干  技术攻关  {( Q% U/ J( r6 n
      巧借外力弥补自我不足，完成产品图纸的设计。为解决短期测绘所需量仪量具问题，我想到在当地机械设备最具优势的烟台机床附件厂求助。利用该厂从东德进口的万能测长仪、投影仪、工具显微镜等设备，对船钟夹板、齿轮等复杂的零件测量出了大量的数据，绘画出精确的投影图形。后来又借助这些仪器和坐标镗床做出了试制夹板用的钻模、投影板等工具、量具。但是有许多实际的理论问题需要解决，比如齿轮的齿形问题。从在学校学过的原理中知道，齿轮传动的啮合曲线分为渐开线和摆线两种齿形。渐开线齿轮的设计图纸上下需标注齿形，只需标注啮合模数和压力角，就能根据这两参数选择和买到通用的标准刀具，便可以加工出相应的齿形。而摆线齿轮则不然。因为摆线齿轮，没有标准刀具可买，必须根据特定的齿形订做或自做专用的齿轮刀具。这个特定的齿形，必须经过设计在图纸上画出，并标注好确切的尺寸。经过研

就设备、工艺装备来说，研制船钟的差距更大。当时生产大钟、闹钟的机床都是原始的老皮带设备，一个马达。一条长吊杠，带动着许多车床、铣床、钻床、磨床。每个机床很专用，很老旧，根本不能加工船钟零件。在生产车间，连个千分表、百分尺等普通量具也没有，更不用说仪器仪表了。想测绘船钟的零件却无从下手。" k2 d# O/ D3 X; b: v
    摆在面前的船钟，是舰艇用钟，是军需品，是国防任务。敢不敢接受研制任务，必须仔细审视一下可能遇到的难题和解决他们的方案和必备条件。舍此，便没有确切的理由，对这一严肃的问题作出可否的回答。 首先分析样机。拆开样机，从外壳到机芯，对每个零件、部件的构造特点、技术性能、作用、设计要领、加工方案、工作难点及解决办法，一一分析。反复推敲，做到心中有数之后，摆出问题，靠主观能解决什么，靠外协能做些什么，请上级、请军方解决什么等等，并排出了轻重缓急。于是就形成了研制计划。经厂长研究决定，成立以我为主，孙昌峰、孙文隆等人参加的试制小组安排各部门准备材料、量具等物资，于是立即展开了研制工作。7 a0 x& ]: @- }! ]
    第一步是制定产品方案。为了听取用户意见，邀请海军方面的人来共同研究产品方案，并请他们尽量多收集些样机带来。他们很快来了，还带来一台废旧的英国船钟。先请他们谈谈使用方面的想法，他们说，只要走时准确、防水、防震耐摇摆，方便制造，快些供应军需就好，对产品结构没有提出具体的意见。我根据对苏匈船钟的分析所得意见，又看过了英国钟的结构，首先认为三个国家的机芯结构相同之处很多，很容易取舍。其次苏联的擒纵机构安装方式是水平的，而英国、匈牙利船钟的擒纵机构安装是垂直的，前者比较合理，因为水平的摆轮和游丝在运动中因不平衡而对走时精度的影响要小于后者。虽然这种安装方式增多了联接件，成本较高，但从产品性能考虑是值得的。况且苏联的擒、叉、摆零件比其他产品大一些，减少了加工难度。我倾向吸收苏联机芯的长处。关于钟壳，苏联和英国船钟的壳体是用铜板在专用机床和模具上加工的。结构紧凑，轻巧而又美观。但是必须用复杂的工艺装备，而在短期内难以解决；试制阶段宜采用匈牙利船钟式的铸铝壳体。大家基本上同意这些意见，试制产品的方案就定下来了。苦干巧干  技术攻关  {( Q% U/ J( r6 n
      巧借外力弥补自我不足，完成产品图纸的设计。为解决短期测绘所需量仪量具问题，我想到在当地机械设备最具优势的烟台机床附件厂求助。利用该厂从东德进口的万能测长仪、投影仪、工具显微镜等设备，对船钟夹板、齿轮等复杂的零件测量出了大量的数据，绘画出精确的投影图形。后来又借助这些仪器和坐标镗床做出了试制夹板用的钻模、投影板等工具、量具。但是有许多实际的理论问题需要解决，比如齿轮的齿形问题。从在学校学过的原理中知道，齿轮传动的啮合曲线分为渐开线和摆线两种齿形。渐开线齿轮的设计图纸上下需标注齿形，只需标注啮合模数和压力角，就能根据这两参数选择和买到通用的标准刀具，便可以加工出相应的齿形。而摆线齿轮则不然。因为摆线齿轮，没有标准刀具可买，必须根据特定的齿形订做或自做专用的齿轮刀具。这个特定的齿形，必须经过设计在图纸上画出，并标注好确切的尺寸。经过研

究，投影测绘到的特定齿形，可以认定为摆线齿形。为了研制船钟，我托同学从外地买到的“精密机械零件”书上，介绍的摆线齿轮和齿轴的齿廓形状，正与我们测绘的投影图形相像。但是书中只做了简介，却没有设计尺寸标注的资料。为了完成齿形设计，以便提供制作齿轮刀具的依据，我反复思考，在无可奈何的情况，大胆采用圆弧和直线来标注摆线齿形。于是就这样完成了齿轮和齿轴的设计图纸。到了70年代看到了轻工业部钟表工业情报站编印的各国钟表齿形标准，它们对齿形的标注也是采用了圆弧和直线，说明当时的无奈之举，方向还是对头的。( F7 l$ @2 _+ h2 经过一番研究、选择、测绘、园整，船钟图纸于三月底设计完成。试制工作因为缺乏专用设备，只好因陋就简地进行。几乎所有的制件，都遇到难题。夹板类的零件，用手工成形后，大小十几孔是用附件厂坐标镗床镗出的钻模在台钻上一个个用大小钻头、铰刀加工的。设备虽然简陋，但零件的坐标、孔距的精度不能降低，需外借工具显微镜检测，所以加工十几件，才能选出一二件可用。
      带齿的传动件有十几种之多。这些齿轮和齿轴的齿形各异，需要十几种特形铣刀来加工。在一般情况下特形铣刀可以向国外订货，但试制的时间来不及，只能自己制作。需先做成型铲刀，给铣刀齿铲背，以便铲出成形铣刀，其工作量之大，精度之高可想而知。所以，组织厂内各车间的五六位能工巧匠日夜赶制。我在期间编排加工流程，指点工艺要求（包括样板），解难答疑，检查验收。一个流程过后，做出十几种铣刀，却只有1/3合格；就是在次品中，一把铣刀十五个刀齿中有一二个齿形合格者，也要把其余不好的刀齿磨掉，只留下合格的刀齿，做“单刀飞”。这样，合格的铣刀才刚刚过半，经过又一流程制作，十几种成形的铣刀才凑够数。齿轴在通用车床车出后，在普通卧式铣床垫着胎具慢慢地吃力地铣出齿来。但齿面光洁度不够，需要个人用手工拿着木条沾上研磨粉将齿面研光。8 j1 d9 D5 |% y- ]  V  ?
      由于工艺装备缺乏，加工手段太差，多数零件都在费工、费料、费劲中制造出来。到九月底，终于做完全部零件，试制成第一台样机。看到朝天的摆轮欢快地左右摆动起来，我长喘了一大口气。庆幸总算完成任务，提前向57年国庆节献礼。经过海军装在舰艇上试用，包括开炮溅水等实验，走时准确，防震、防水灯指标均达到设计标准。11月份海军航保部向轻工部报喜，我国有了自己生产的舰船钟。扩大试制与投产准备; R/ M7 z; W* B% r& ~, }4 F2 g# j
      扩大试制分两期进行。1958年在样机的基础上由原试制组做了些技术准备工作。包括修订产品图纸、设计正规的齿轮铣刀。提出增添部分材料、设备、工具、量具的计划等等。我和供销人员一起到北京二里沟机械进出口公司，提交铣刀图纸，填报了向瑞士订做的12种硬质合金齿轮铣刀的卡片。另外还向瑞典订了易切削钢棒，一次办妥各项申报手续。3 q: _+ W3 p) l9 N0 i3 r3 O* r
      随着扩大试制设备和人员的增加，1959年试制组由厂部迁至会英街17号的工具车间。交给我的最迫切的任务是设计擒纵轮磨床和擒纵叉铣床。在制造钟表的设备中，一般的都可以进口，唯独这几种加工擒纵调速器的设备，属于制造最精密钟表零件的关键设备，我们花外汇也买不到。因为巴黎统筹会禁止向苏新国家销售和运输。当时上海手表厂的这类设备，全靠爱国华侨在国外以自用的名义买到后，展转运到国内的。为避免是非，把这些专机放在密室内，封闭生产，谢绝参观。所以我们要制造船钟，非自己设计和研制不可。

但是没有参考资料，没看见过实物，设计谈何容易。尤其是擒纵轮磨床，难度最大，因为它的工作原理、分度方法琢磨不透。交给我这么难的任务又有背景原因，所以“义不容辞”，只好绞尽脑汁冥思苦想。在不得门而入的时候，苏联的“钟表工艺学”（搭拉索夫编著）传到了烟台，竟然给我提供了一些启示。那本书上，刊登了一张擒纵轮磨床照片，不过影印水平太差，看不清楚。但能依稀看见磨床上没有放置分度头的地方。作为“工艺学”，它介绍了磨轮是用红宝石粉做的，每次加工擒纵轮的件数。这些宝贵的提示，可供设计时分析。我根据机床常识判断，磨轮主轴与工件胎轴必定是垂直的，工件胎轴没有分度头相连接，极可能胎轴是不转动的，擒纵轮的分度很可能是沿着擒纵轮的圆周切线拨动的……。根据这些想象推理，我到木工间找了些木板和木条，钉做了一个简陋的模型，找来试制组长高主任和承担制作擒纵轮磨床的黄纪经师傅，比划研究。他们同意设想，又提出了一些意见和建议，最后认同了这个工作模式。在此基础上再设计出传动系统，配上支撑这些配件的壳体，整个机床的方案就形成了。当然说起来简单，设计过程是复杂和困难，甚至是痛苦的。仅就分度推拨的方式、长度，分度的定位等等，设计方案记不住失败了多少次，报废了多少零件，付出了多少金钱、时间……。命运有时苦中有乐，原来以为走不出来的死路，竟然柳暗花明起来。苦干到1959年6月，擒纵轮磨床经历了几次失败，终于成功，磨出了光洁的擒纵轮（冲面）来。此后我承担的擒纵叉铣床也顺利地制造出来。凑巧，我设计和订购的瑞士齿轮铣刀也空运进来，使十几种齿轮、齿轴的齿形，顺利的加工出来并达到了标准的精度和光洁度。由于有了这些工艺装备，第二批试制工作比上次省力、省时，顺利地装出10只船钟，此时，又逢59年国庆前期，为伟大的建国十周年做了隆重的献礼。. e% d. h( ?$ B3 e0 u4 E
      经过两批样机试制，1959年，将航运钟列入了军工生产计划。为扩大生产，1960年国家投资144万元添置设备仪器，包括从苏联引进仪器，从波兰引进自动车等。在小太平街1号组建了新产品车间。为加强技术工作，成立了技术组，由我任组长、丁文范任副组长，李兴周承担了设计验算和图纸修订工作，又先后调来了王书坤、周文俭、刘玉文等技术员进行设备设计、工艺文件、工装设计工作，在完善产品、工艺、工装等技术文件的基础上，配备了成套的设备、工艺装备之后，试制了第三批样机。按照军工统一编号，将产品更名为104船钟。以后又试制了106、107、109等船钟。在104船钟技术鉴定之前，1963年初，因为某种原因我被调出新产品车间，第二次和船钟分手。也就无缘参加1963年6月16日通过的船钟技术鉴定。由海军装备订货监造部、轻工业部、三机部联合组织的那次鉴定，肯定了船钟质量，肯定了一系列技术准备工作并具备了投产条件。因此在1964年，国家经委颁发了军工新产品奖。                                                                                                       1967年，根据三线建设的部署，将生产船钟的车间，迁往山东聊城，后来发展成为今天的聊城手表厂。航海钟表的生产有了更长足的发展。
                                                                                                             温瑞方（原烟台北极星钟表集团公司总工程师） 1992.6

先来个63年的

早期的特点是游丝是蓝钢的，游丝板上有编号，和盘上的编号一直，甲板背面有09-104的字样，有镀金摆钉擒纵叉和擒纵轮镀金，盘是漆盘，上面有中国烟台钟表厂，罗马针，小秒针是铜的，走是铿锵有力。

学习了

明天上一个早期104的实验品

好东西！
八个坛子7个盖怎行？再配一个，哈哈哈

八坛七盖 发表于 2013-6-18 22:11
明天上一个早期104的实验品

中国烟台老船钟
期待上104实验品

上几个自己的凑凑数

烟台时期的好啊，63年的第22只，可见当年产量之少。
另发现这机芯摆轮下的甲板跟聊城产的不同，固定方式不同，聊城产的是个孔，这个是个不封闭的槽口啊。
有玩头

八坛七盖 发表于 2013-6-18 22:09
早期的特点是游丝是蓝钢的，游丝板上有编号，和盘上的编号一直，甲板背面有09-104的字样，有镀金摆钉擒纵叉 ...

早期聊城产的甲板，盘面也是同号的，我有只69年钉摆的是这样，壳子和顶盖子也是同号的。

好资料，开眼界。

此资料极好！

第三张是史密斯吗？

先来张正面的

一个在西安钟表研究所工作一段时间的老先生转给我的。盘面是漆盘，没有其他产地字样。

盘面和后来的结构不是很一样，游丝板上的空挺多。