Как се произвеждат корпусите на часовниците чрез CNC обработка

ЧПУ е поредица от решения, а не една-единствена операция

Корпусът на часовник изглежда като прост блок от метал с дупки и извивки. При фрезоване с ЧПУ той представлява стек от взаимно свързани решения. Размерът на заготовката определя колко материал трябва да бъде премахнат. Начинът на фиксиране на детайла определя дали то ще остане стабилно по време на рязането. Траекторията на инструмента определя дебелината на стените, радиусите на ъглите и обема на оставащата финишна обработка. Редът на операциите определя дали критичното измерение ще бъде обработено рано, когато детайлът все още е жестък, или късно, след като детайлът вече е ослабен.

Корпус, който се обработва в неправилен ред, може да мине през всяка отделна резка и все пак да има размери, които се отклоняват. Затова опитните екипи за CNC-обработка планират последователността още преди да докоснат машината. Черновата обработка премахва излишния материал. Полуфинишната обработка приближава детайла до номиналните размери. Финишната обработка осигурява спазването на допуските. Сверленето и нарезането на резбовани отвори за конструктивните елементи на корпуса често се извършват след изработването на основните джобове, за да не се намали здравината на детайла преди поставянето на отворите. Последователността не е впечатляваща, но тя определя дали корпусът ще бъде еднакъв от екземпляр на екземпляр.

Приспособлението решава повече от шпиндела

Спецификациите на машината привличат много внимание, но именно фиксирането е мястото, където започват повечето проблеми с размерите. Калъпът не е прост куб. Той има извити странични повърхности, долните повърхности на ушите и посадъчна повърхност за задната капачка, които всички трябва да бъдат затегнати, без да деформират детайла. Фиксиране, което е твърде силно, може да изкриви калъпа, а детайлът ще се върне в първоначалната си форма след фрезоването, което води до неточен размер, въпреки че пътят на резача е коректен.

Пример от обработка на калъпи, при който чувствителността е намаляла: при серия от калъпи от неръждаема стомана положението на отворите за ушите се изместваше към горната граница при по-дълги цикли. Резачът не беше износен, а пътят му остана неизменен. Фиксирането беше развило малко нецентричност по време на цикъла, което промени начина, по който детайлът се поставяше между операциите. Решението беше проверка на фиксирането, стъпка за повторно центриране преди стартиране на цикъла и периодична проверка с мерителен инструмент през фиксирани интервали. Шпинделът никога не е бил проблемът. Проблемът е бил фиксирането.

Пътят на резача и дебелината на стената определят как се усеща калъпът

Кутията на часовник има тънки стени на някои места и по-дебели участъци на други. Пътят на инструмента трябва да вземе предвид тази разлика. Тежък рез на тънка стена може да деформира детайла, а деформацията се проявява по-късно като вълнообразна повърхност или като размер извън допустимите отклонения. По-лекият рез отнема повече време, но запазва дебелината на стената по-точно. Изборът не е въпрос на скорост, а на това колко се премества детайлът по време на рязането.

Радиусите на ъглите са още едно решение за пътя на инструмента. Острият вътрешен ъгъл изисква малък фрезов инструмент, а по-малкият инструмент се деформира по-лесно. По-големият радиус позволява на фрезата да работи по-стабилно, но променя вида на кутията. Дизайнът и пътят на инструмента трябва да са съгласувани. Когато не са, машинната бригада трябва или да добави финишна обработка, за да коригира ъгъла, или да приеме характеристика, която се различава от чертежа.

Допуските, които имат значение за кутията

Не всяко измерение на корпуса заслужава еднакво внимание. Някои характеристики контролират начина, по който корпусът се съчетава с други компоненти, и те изискват тесни допуски. Други са козметични и могат да бъдат изпълнени с по-широки допуски. Общите допуски в спецификациите за хронометрични изпитания обикновено са около ±100 μm, докато критичните съчетавания често се поддържат в рамките на ±0,05 mm или по-тесни.

Тази таблица не е класиране. Тя показва защо чертежът на корпуса трябва да разделя посадките, които контролират функцията, от повърхностите, които контролират външния вид. Корпус, който запазва критичните посадки, но има малко по-широка козметична допуска, обикновено е по-добър компонент от такъв, който запазва козметичните характеристики, но отклонява по посадките.

Повърхностната обработка започва при резача, а не при полиращото колело

Полирането може да направи корпуса да изглежда скъп, но не може да поправи повърхност, която резачът е оставил вълнообразна. Полираната страна отразява светлината, а отражението увеличава всяко отклонение под нея. Следа от инструмента от грубото фрезоване, леко плоско петно от приспособлението или следа от вибрации при нестабилно рязане могат да останат незабележими под матова (четкана) повърхност, но да се появят ясно при полирана повърхност. Екипът за финиширане може да премахне част от тях, но това променя геометрията и измерителната проверка трябва да се повтори.

Затова екипите за CNC фрезоване включват крайната повърхност в траекторията на инструмента, а не само в стъпката за полиране. Полуфиналната обработка, която оставя последователна височина на скалопа, дава на полирвача предсказуема отправна точка. Финалната обработка при стабилна подаваща скорост оставя по-малко следи от вибрации. Стъпката за полиране все още е важна, но работи по-ефективно, когато резачът вече е изпълнил своята част.

Контролни точки, които трябва да присъстват във всеки CNC корпусен цикъл

Проверката на корпуса след CNC обработка трябва да се извърши на повече от един етап. Входящата проверка включва контрол на размерите на заготовката, класа на материала и състоянието му. Междинната проверка открива отклонения, докато детайлът все още може да бъде поправен. Изходящата проверка потвърждава, че готовият корпус отговаря на чертежа и на косметичните изисквания. Обединяването на всички тези проверки в една окончателна процедура увеличава вероятността за пропускане на дефекти.

1. Входяща проверка: сертификат за материала, размери на заготовката, твърдост или състояние.

2. Междинна проверка: критични размери след машинна обработка, дебелина на стените, положение на отворите.

3. Изходяща проверка: окончателни размери, контрол на резбите с калибри, визуална проверка при контролирано осветление.

За CNC машинната обработка етапът по време на производството заслужава най-голямо внимание. Размер, който се отклонява по време на фрезоването, може да бъде коригиран преди полирането. Стената, която е леко тънка, може да бъде забелязана преди завършването на корпуса. Малки и големи серии трябва да използват една и съща дисциплина при инспекцията. При малките серии единичната цена е по-висока, защото разходите за подготвка и инструменти се разпределят върху по-малко части. Това е ценовият градиент, а не разлика в стандартите за качество.

Burriva работи на компонентно ниво върху циферблати, корпуси, гривни и каишки, като производството на часовникови корпуси включва CNC фрезоване, штампане, автоматизирано полиране, контрол на размерите и многократни инспекции на етапите на входящия контрол, контрола по време на производството и изходящия контрол. Отделени работни процеси и контрол върху достъпа до CAD файлове осигуряват разделяне на проектните файлове според служебната роля. Брандовете, които планират проект за CNC часовников корпус, могат да се свържат с екипа, за да обсъдят спецификациите на корпуса, изискванията за допуск и точките за инспекция.