Πώς Κατασκευάζονται Τα Περιβλήματα Ρολογιών Χρησιμοποιώντας Μηχανική Κατεργασία με CNC

Η CNC είναι μια ακολουθία αποφάσεων, όχι μία μόνο λειτουργία

Ένα κουτί ρολογιού μοιάζει με ένα απλό μεταλλικό τεμάχιο με τρύπες και καμπύλες. Στην κατεργασία CNC, είναι μια στοίβα αποφάσεων που όλες αναφέρονται μεταξύ τους. Το μέγεθος του ατελούς τεμαχίου καθορίζει πόσο υλικό πρέπει να αφαιρεθεί. Η στερέωση του τεμαχίου καθορίζει εάν το τεμάχιο παραμένει σταθερό κατά τη διάρκεια της κοπής. Η διαδρομή του εργαλείου καθορίζει το πάχος των τοιχωμάτων, τις ακτίνες στρογγυλοποίησης των γωνιών και το πόση εργασία τελικής επεξεργασίας απομένει. Η σειρά των λειτουργιών καθορίζει εάν μια κρίσιμη διάσταση κοπεί νωρίς, όταν το τεμάχιο είναι ακόμα σκληρό, ή αργότερα, μετά την υποβάθμιση της ακαμψίας του.

Μια κασέτα που κατεργάζεται με λανθασμένη σειρά μπορεί να περάσει κάθε μεμονωμένη κοπή, αλλά να προκύψει με διάσταση που αποκλίνει. Γι’ αυτό οι εμπειρογνώμονες ομάδες κατεργασίας CNC σχεδιάζουν τη σειρά πριν ακόμη αγγίξουν τη μηχανή. Η προκαταρκτική κατεργασία αφαιρεί την πλειονότητα του υλικού. Η ημιτελική κατεργασία φέρνει το εξάρτημα κοντά στην ονομαστική διάσταση. Η τελική κατεργασία διατηρεί την ανοχή. Το διάτρημα και η ενσπείρωση για τα χαρακτηριστικά της κασέτας γίνονται συχνά μετά τις κύριες υποδοχές, ώστε το εξάρτημα να μην ασθενεί πριν τοποθετηθούν οι οπές. Η σειρά δεν είναι εντυπωσιακή, αλλά καθορίζει εάν η κασέτα θα είναι συνεκτική από κομμάτι σε κομμάτι.

Το σφιγκτήρις αποφασίζει περισσότερα από τον άξονα

Οι προδιαγραφές της μηχανής τραβούν πολύ προσοχή, αλλά το συγκρατητικό είναι εκεί όπου αρχίζουν οι περισσότερες διαστασιακές ανωμαλίες. Ένα κουτί δεν είναι απλώς ένας κύβος. Έχει καμπύλες πλευρές, την κάτω επιφάνεια των «αυτιών» και μια επιφάνεια στήριξης για το πίσω κάλυμμα, όλες τους ανάγκη να συγκρατούνται χωρίς παραμόρφωση του εξαρτήματος. Ένα συγκρατητικό που συγκρατεί υπερβολικά δυνατά μπορεί να παραμορφώσει το κουτί, και το εξάρτημα θα επανέλθει στην αρχική του μορφή μετά την κοπή, αφήνοντας μια διάσταση εκτός προδιαγραφών, ακόμα και αν η διαδρομή του εργαλείου ήταν σωστή.

Ένα απλοποιημένο παράδειγμα από μια παρτίδα κατεργασίας κουτιών: μια παρτίδα κουτιών από ανοξείδωτο χάλυβα έδειξε ότι η θέση της οπής των «αυτιών» μετακινούνταν σταδιακά προς το ανώτερο όριο κατά τη διάρκεια μεγαλύτερου κύκλου. Το κοπτικό εργαλείο δεν ήταν φθαρμένο και η διαδρομή του εργαλείου δεν είχε αλλάξει. Το συγκρατητικό είχε αναπτύξει μικρή ανομοιομορφία (runout) κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, με αποτέλεσμα να αλλάζει ο τρόπος με τον οποίο το εξάρτημα εφαρμόζεται μεταξύ των επεξεργασιών. Η λύση ήταν ο έλεγχος του συγκρατητικού, ένα βήμα επανακέντρωσης πριν από την έναρξη της παρτίδας και ένας έλεγχος με γαύμα κατά τη διάρκεια της παραγωγής σε καθορισμένα χρονικά διαστήματα. Ο άξονας δεν ήταν ποτέ το πρόβλημα. Το συγκρατητικό ήταν.

Η διαδρομή του εργαλείου και το πάχος των τοιχωμάτων καθορίζουν πώς νιώθει ένα κουτί

Ένα κουτί ρολογιού έχει λεπτά τοιχώματα σε ορισμένα σημεία και παχύτερα τμήματα σε άλλα. η διαδρομή εργαλείου πρέπει να λαμβάνει υπόψη αυτή τη διαφορά. Μια βαριά κοπή σε ένα λεπτό τοίχωμα μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση του εξαρτήματος, και η παραμόρφωση εμφανίζεται αργότερα ως κυματιστή επιφάνεια ή ως διάσταση εκτός της επιτρεπόμενης ανοχής. Μια ελαφρύτερη κοπή διαρκεί περισσότερο, αλλά διατηρεί το πάχος του τοιχώματος με μεγαλύτερη ακρίβεια. Η επιλογή δεν αφορά την ταχύτητα. Αφορά το πόσο μετακινείται το εξάρτημα κατά τη διάρκεια της κοπής.

Οι ακτίνες στις γωνίες αποτελούν άλλη απόφαση για τη διαδρομή εργαλείου. Μια οξεία εσωτερική γωνία απαιτεί μικρό εργαλείο κοπής, και ένα μικρό εργαλείο παραμορφώνεται ευκολότερα. Μια μεγαλύτερη ακτίνα επιτρέπει στο εργαλείο να λειτουργεί πιο σταθερά, αλλά αλλάζει την εμφάνιση του κουτιού. Το σχέδιο και η διαδρομή εργαλείου πρέπει να συμφωνούν. Όταν δεν συμφωνούν, η ομάδα κατεργασίας είτε πρέπει να προσθέσει μια τελική διέλευση για να διορθώσει τη γωνία είτε να αποδεχθεί μια λειτουργία που διαβάζεται διαφορετικά από το σχέδιο.

Οι ανοχές που έχουν σημασία σε ένα κουτί

Δεν κάθε διάσταση σε ένα κουτί αξίζει την ίδια προσοχή. Ορισμένα χαρακτηριστικά ελέγχουν πώς το κουτί ταιριάζει με άλλα εξαρτήματα, και αυτά απαιτούν στενές ανοχές. Οι γενικές ανοχές στις προδιαγραφές υποβολής χρονομέτρων κυμαίνονται συνήθως στα ±100 μm, ενώ οι κρίσιμες εφαρμογές συχνά διατηρούνται στα ±0,05 mm ή στενότερα.

Ο πίνακας δεν είναι κατάταξη. Δείχνει γιατί ένα σχέδιο κουτιού πρέπει να διαχωρίζει τις προσαρμογές που ελέγχουν τη λειτουργία από τις επιφάνειες που ελέγχουν την εμφάνιση. Ένα κουτί που διατηρεί τις κρίσιμες προσαρμογές αλλά έχει ελαφρώς ευρύτερη καλλωπιστική ανοχή είναι συνήθως καλύτερο εξάρτημα από ένα που διατηρεί την καλλωπιστική εμφάνιση αλλά αποκλίνει στις προσαρμογές.

Η επεξεργασία της επιφάνειας ξεκινά από το κοπτικό εργαλείο, όχι από τον τροχό λείανσης

Η λείανση μπορεί να κάνει ένα κέλυφος να φαίνεται ακριβό, αλλά δεν μπορεί να διορθώσει μια επιφάνεια που ο κοπτικός εργαλειομηχανικός άφησε κυματιστή. Μια λειασμένη πλευρά αντανακλά το φως, και η ανάκλαση μεγεθύνει κάθε απόκλιση που υπάρχει κάτω από αυτήν. Ένα σημάδι εργαλείου από μια προκαταρκτική κοπή, μια ελαφρώς επίπεδη περιοχή από ένα στερέωμα ή ένα σημάδι δονήσεων από μια ασταθή κοπή μπορούν όλα να παραμένουν αόρατα κάτω από μια αμαυρωμένη επεξεργασία και να εμφανιστούν στη συνέχεια κάτω από μια λειασμένη επεξεργασία. Η ομάδα τελικής επεξεργασίας μπορεί να αφαιρέσει ορισμένα από αυτά, αλλά η αφαίρεσή τους αλλάζει τη γεωμετρία, και η διαστασιακή ελέγχου πρέπει να επαναληφθεί.

Γι’ αυτόν τον λόγο, οι ομάδες CNC μηχανικής ενσωματώνουν την επιθυμητή επιφανειακή επεξεργασία στη διαδρομή του εργαλείου, όχι μόνο στο βήμα της λείανσης. Μια ημι-τελική κοπή που αφήνει σταθερό ύψος «σκαλοπατιού» προσφέρει στον λειαντή ένα προβλέψιμο αρχικό σημείο εκκίνησης. Μια τελική κοπή που εκτελείται με σταθερή ταχύτητα προώθησης αφήνει λιγότερα σημάδια δονήσεων. Το βήμα της λείανσης παραμένει σημαντικό, αλλά λειτουργεί καλύτερα όταν ο κοπτικός έχει εκτελέσει το δικό του μέρος.

Σημεία ελέγχου που πρέπει να υπάρχουν σε κάθε παραγωγή κελυφών CNC

Μια διαδικασία κατεργασίας με CNC απαιτεί επιθεώρηση σε περισσότερα από ένα σημεία. Η εισερχόμενη επιθεώρηση ελέγχει τις διαστάσεις του ατελούς κομματιού, την ποιότητα του υλικού και την κατάστασή του. Η ενδιάμεση επιθεώρηση ανιχνεύει αποκλίσεις ενώ το εξάρτημα μπορεί ακόμη να διορθωθεί. Η εξερχόμενη επιθεώρηση επιβεβαιώνει ότι το τελικό εξάρτημα πληροί τα σχέδια και τα αισθητικά πρότυπα. Η συγχώνευση όλων αυτών σε μία μόνο τελική ελέγχου αυξάνει το ποσοστό διαφυγής.

1. Εισερχόμενη: πιστοποίηση υλικού, διαστάσεις ατελούς κομματιού, σκληρότητα ή κατάσταση.

2. Ενδιάμεση: κρίσιμες διαστάσεις μετά την κατεργασία, πάχος τοιχώματος, θέση οπών.

3. Εξερχόμενη: τελικές διαστάσεις, έλεγχος σπειρώματος με γαύμες, οπτικός έλεγχος υπό ελεγχόμενο φωτισμό.

Για την κατεργασία με CNC, η φάση κατά τη διάρκεια της παραγωγής αξίζει τη μεγαλύτερη προσοχή. Μία διάσταση που αποκλίνει κατά τη φάση της φρεζαριστικής επεξεργασίας μπορεί να διορθωθεί πριν από τη λείανση. Ένα τοίχωμα που είναι ελαφρώς λεπτό μπορεί να εντοπιστεί πριν ολοκληρωθεί το κέλυφος. Οι μικρές και οι μεγάλες παρτίδες πρέπει να υπόκεινται στην ίδια πειθαρχία ελέγχου. Οι μικρές παραγωγικές σειρές έχουν υψηλότερη τιμή ανά μονάδα, επειδή το κόστος ρύθμισης και των εργαλείων κατανέμεται σε λιγότερα εξαρτήματα. Αυτό είναι ένα κλιμάκιο τιμών, όχι μία διαφορά στο επίπεδο ποιότητας.

Η Burriva εργάζεται σε επίπεδο εξαρτήματος σε δείκτες, κελύφη, μπρασελέτες και κλασικά σφένδονα, με την παραγωγή κελυφών ρολογιών να περιλαμβάνει φρεζαριστική επεξεργασία με CNC, εμπρέσαρισμα, αυτοματοποιημένη λείανση, διαστασιακό έλεγχο και πολλαπλούς γύρους ελέγχου στις φάσεις εισερχόμενων, κατά τη διάρκεια της παραγωγής και εξερχόμενων εξαρτημάτων. Διαχωρισμένες ροές εργασίας και έλεγχοι πρόσβασης σε αρχεία CAD διασφαλίζουν ότι τα αρχεία σχεδιασμού είναι διαχωρισμένα ανά εργασιακό ρόλο. Οι εταιρείες που σχεδιάζουν ένα έργο κατασκευής κελύφους ρολογιού με CNC μπορούν να επικοινωνήσουν με την ομάδα για να συζητήσουν τις προδιαγραφές του κελύφους, τις απαιτήσεις σχετικά με τις ανοχές και τα σημεία ελέγχου.