Точки за контрол на качеството при машинна обработка на корпуси на часовници

Корпусът на часовник може да издържи размерен контрол на работната маса и все пак да се провали в експлоатация. Външният диаметър е измерен точно, круната седи в своето гнездо, стъклото ляга в своето легло и всички размери на чертежа изглеждат в зелено. След това първата серия се връща с замъглени стъкла, круна, която заклини след няколко завъртания, или цевка, която стои леко по-високо от едната страна. Основната причина рядко е една драматична грешка. Качеството при машинната обработка на корпуси на часовници се определя в тихите места: изборът на базови повърхности, допуските за суров материал, поведението на заострените ръбове в канавката за уплътнително пръстенче и дали планът за инспекция съответства на функционалния натрупван (stack), а не на натрупването по чертежа.

Добратан машинна обработка на корпуси започва с базовите повърхности, а не с машината

Петосиовият машинен център е полезен инструмент. Той не е причината една серия да съблюдава допуските. Причината е дали програмистът е задал функционален референтен елемент, преди да промени подаването. При типична триосова конфигурация същият случай може да изисква три или четири отделни фиксации. Всяка нова фиксация внася ново условие за позициониране. Отворът за уши и централната ос на корпуса могат да се отклонят от една и съща координатна система, а отворът за короната, който изглеждаше концентричен при първата настройка, сега е наклонен с няколко стотни от милиметъра спрямо задната опорна повърхност на корпуса.

Практическото решение е скучно и непривлекателно. Задната част на корпуса и посадъчната повърхност за рамката трябва да се изработват от една и съща лицева повърхност и един и същ отвор. Ако една операция използва външния диаметър като референтна точка, а следващата — задната повърхност, резултатът е несъосност, която по-късно се проявява като стъкло, което не лежи плоско, или като задна капачка на корпуса, която се винти плътно само от едната страна. Машинните цехове, които редовно изработват корпуси за часовници, обикновено спазват допуск ±0,005 мм за критичните отвори и конструктивни елементи на ушите, но само когато системата от базови повърхности е фиксирана още преди първия чернов процес. Самият допуск не е трудната част. Трудността е в поддържането му при различните настройки.

Тънките стени са тих източник на размерна нестабилност

Корпусът на часовник е проблем с тънки стени, прикрит с козметична маска. Стените обикновено имат дебелина между 0,8 мм и 1,5 мм, а при такава дебелина заготовката се деформира под действието на рязането и се връща към първоначалната си форма след отстраняване на стягащите устройства. Корпусът, който изглежда кръгъл върху приспособлението, може да стане овален след разкрепване. Деформацията често е толкова малка, че минава бързата проверка с шублер, но достатъчно голяма, за да наруши компресията на уплътнителното кръгче или посаждането на кристала.

Стадийното машинно обработване е обичайният контрамерки. Грубо обработване оставя стабилна допусната стойност, след което следва стъпка за отстраняване на напреженията, когато материала го изисква, а финишната обработка премахва 0,1 мм до 0,2 мм на страна, вместо да се опитва да доведе повърхността до окончателния размер с един агресивен рязане. Приспособленията трябва да поддържат тънката стена, а не да я смачкват. Силно стягане на неподдържана част от корпуса на часовника е сигурен начин да се произведе партида леко овални детайли, които се проявяват едва на етапа на уплътняване.

Жлебът за уплътнителното кръгче е мястото, където контролът на качеството на корпусите на часовниците доказва своята стойност

Нито една характеристика на обработената корпусна част не е по-евтино да се пренебрегне и по-скъпо да се изпълни неправилно. Пазещата канавка, която има заострена ръбестост, груба уплътнителна повърхност или дълбочина, отклоняваща се с няколко стотни от милиметъра, може да компрометира в противен случай добре обработен корпус. Еластомерните уплътнения обикновено изискват 15–30 % компресия по напречното си сечение и 60–85 % запълване на канавката. Извън този диапазон уплътнението или протича, или поврежда съседните части.

Допускът е толкова строг, че ръчната довършителна обработка изисква контролиран процес, а не просто използване на инструмент за отстраняване на заострени ръбове по усещане. Работните допуски за уплътнителни елементи обикновено са около ±0,01 мм; уплътнител, който е с 0,02 мм по-дебел от необходимото, може да счупи сапфир при пресоване, докато уплътнител, който е с 0,02 мм по-тънък от необходимото, осигурява уплътнение под налягане, но не задържа кристала под товар. Инспекция на паза, която измерва дълбочина, ширина и състоянието на заострените ръбове преди корпусът да напусне машинната клетка, не е допълнителен разход. Това е разликата между партида, която изпълнява изискванията на теста в мокра камера, и партида, която се връща обратно.

Довършителната обработка отстранява метал, затова допускът трябва да го отчита

Полирането и четкането обикновено се считат за козметични операции. При корпуса на часовник те са размерни операции с козметичен резултат. Полираната повърхност се получава чрез отстраняване на материал, което означава, че полираната характеристика завършва по-малка от машинно обработената, а четканият ъгъл става леко по-закръглен. Ако планът за машинна обработка не предвижда целенасочено допълнително количество материал за довършителна обработка, стаята за полиране се превръща в място, където критичните размери изчезват.

Видимите повърхности при часовникови компоненти обикновено имат целеви параметри Ra от 0,2 μm до 0,8 μm, и този диапазон от финиши е постижим, но не може да бъде проверен след факта, ако допуснатото за полиране количество материал е било само предположение. По-надеждният подход е да се дефинира количеството материал за довършителна обработка в чертежа, да се извърши машинната обработка до това допуснато количество и да се извърши едновременна проверка както на крайната повърхност, така и на крайния размер. Повърхност, която изглежда правилна под лупа, но е с размер 0,01 mm по-малък от зададения, все още представлява несъответстваща част.

Изборът на материал променя плана за контрол на качеството, а не само времето за цикъл

Два случая могат да споделят една и съща геометрия и да изискват различни стратегии за машинна обработка, тъй като материала се държи по-различно под резача. В таблицата по-долу се сравняват два често срещани сплави за корпуси по променливите, които най-непосредствено влияят върху контрола на размерите.

Практическият извод не е, че един материал е по-добър. Той е, че ниската топлопроводност на титана насочва топлината към рязещия ръб вместо към стружката и че тази топлина премества обработваната част. Финалната обработка, която работи добре върху 316L, може да предизвика вибрации или подповърхностна деформация върху титанов сплав Grade 5, ако стъпката и дълбочината на рязане се приложат без корекция. Планът за контрол на качеството трябва да включва проверки по време на процеса на етапа, когато материала е най-вероятно да се премести, а не само при окончателната инспекция.

Инспекцията трябва да се извърши, докато детайлът все още може да бъде поправен

Финалният инспекционен контрол открива проблеми. Инспекцията по време на производствения процес предотвратява цели партиди. Тази разлика е от съществено значение за корпусите на часовници, тъй като много от най-сериозните дефекти – изкривяване на тънки стени, заострени ръбове в канавките за уплътнителни пръстени, отклонение на отвора за ключа и загуба на финишна обработка – са трудни или невъзможни за коригиране след като детайлът е преминал през финишната зона. Корпус, който е полирал над допустимите отклонения, не може да бъде подложен на повторна обработка. Той се счита за брак.

По-ефективната последователност е да се измерват функционалните характеристики след всяка операция, която променя базовата повърхност или освобождава остатъчните напрежения. Отворите за ключа могат да се проверяват след разширяването им, канавките за уплътнителни пръстени – след зачистването им, а резбите на задната капачка – след фрезоването на резбата. Измерителен протокол, който пристига заедно с пратката, е полезен за документиране. Измерване, извършено докато детайлът все още е монтиран на приспособлението, е полезно за контрола на партидата.

Същата логика се прилага и за последователността между партиди. Единственият случай, който отговаря на допустимите отклонения, показва, че настройката е работила веднъж. Планът за проби, който повтаря същите функционални проверки по време на целия производствен цикъл, е това, което показва дали процесът е стабилен. За марки, които набавят корпуси в големи обеми, разликата между доставчик, който извършва инспекции, и доставчик, който контролира процеса, често става видима едва след две или три поръчки.
Burriva прилага тази дисциплина на компонентно ниво в повече от 20 000 квадратни метра отделено производствено пространство, като включва многосилено машинно обработване, измервателна инспекция и стадии на входящи, междинни и изходящи проверки, фокусирани върху корпуси, циферблати, гривни и каишкови закопчалки. За екипи, които уточняват техническите спецификации на корпусите, директен разговор относно референтните схеми, контрола на пазещите канали и точките за инспекция е практическият начин да се започне.