Hvordan urkasser produseres ved hjelp av CNC-maskinering

CNC er en rekke beslutninger, ikke en enkelt operasjon

Et klokkeskall ser ut som en enkel metallblokk med hull og kurver. Ved CNC-bearbeiding er det en rekke på hverandre følgende beslutninger. Utskjeringsstørrelsen avgjør hvor mye materiale som må fjernes. Fastspenningen avgjør om delen forblir stabil under skjæringen. Verktøybanen avgjør veggtykkelse, hjørneradier og hvor mye ferdigbearbeiding som gjenstår. Rekkefølgen på operasjonene avgjør om en kritisk målsetting bearbeides tidlig, mens delen fremdeles er stiv, eller sent, etter at delen har blitt svekket.

En kasse som bearbeides i feil rekkefølge kan gjennomgå hver enkelt skjæring og likevel få et mål som avviker. Derfor planlegger erfarna CNC-bearbeidingslag sekvensen før de berører maskinen. Grovbearbeiding fjerner mye materiale. Halvfinbearbeiding bringer delen nær det nominelle målet. Finbearbeiding holder toleransen. Borhull og gjengetapping for kasseegenskaper kommer ofte etter de viktigste lommene, slik at delen ikke svekkes før hullene er plassert. Sekvensen er ikke spennende, men den avgjør om kassen er konsekvent fra stykke til stykke.

Festetøyet bestemmer mer enn spindelen

Maskinspesifikasjoner får mye oppmerksomhet, men festet er der de fleste dimensjonelle problemene starter. Et kabinett er ikke en enkel kube. Det har buede sider, undersiden av ørene og en seteplass på baksiden som alle må holdes uten å deformere delen. En festet som griper for hardt kan få kabinettet til å bøye seg ut av form, og delen vil spenne tilbake etter fresing, noe som gir en feil dimensjon selv om verktøybanen var korrekt.

Et avdempet eksempel fra en kabinettfresingsprosess: En parti rustfritt stål-kabinetter viste at posisjonen til øregullhullene gradvis skiftet mot den øvre grensen over en lengre syklus. Freserbiten var ikke slitt, og verktøybanen var uendret. Festet hadde utviklet liten løpfeil under prosessen, noe som endret hvordan delen satte seg mellom operasjonene. Løsningen var en sjekk av festet, en ny sentrering før prosessen startet og en målesjekk under prosessen i faste intervaller. Spindelen var aldri problemet. Festet var det.

Verktøybane og veggtykkelse avgjør hvordan et kabinett føles

Et klokkehus har tynne vegger på noen steder og tykkere deler på andre steder. Verktøybanen må ta hensyn til denne forskjellen. En kraftig skjæring på en tynn vegg kan føre til deformasjon av delen, og denne deformasjonen vises senere som en bølget overflate eller en målverdi som ligger utenfor toleransen. En lettere skjæring tar lengre tid, men holder veggtykkelsen mer nøyaktig. Valget handler ikke om hastighet, men om hvor mye delen beveger seg under skjæringen.

Hjørneradier er et annet valg når det gjelder verktøybane. Et skarpt innvendig hjørne krever en liten fråser, og en liten fråser deformeres lettere. En større radius lar fråseren gå mer stabilt, men den endrer utseendet til klokkehuset. Designet og verktøybanen må være i samsvar. Når de ikke er det, må maskinførerteamet enten legge til en ferdigbearbeidingspass for å rette opp hjørnet, eller godta en funksjon som avviker fra tegningen.

Toleranser som er viktige for et klokkehus

Ikke alle mål på et urkapsel fortjener like mye oppmerksomhet. Noen egenskaper styrer hvordan kapselen passer til andre komponenter, og disse krever stramme toleranser. Andre er kosmetiske og kan akseptere bredere toleranser. Generelle toleranser i kronometer-innsendingspåkrevninger ligger typisk rundt ±100 μm, mens kritiske passformkrav ofte holdes innen ±0,05 mm eller strengere.

Tabellen er ikke en rangering. Den viser hvorfor en kasedrawing bør skille mellom passformene som styrer funksjonen og overflatene som styrer utseendet. En kasse som holder de kritiske passformene, men har en litt bredere kosmetisk toleranse, er vanligvis en bedre del enn en som holder kosmetikken, men avviker på passformene.

Overflatebehandling starter ved skjæret, ikke ved polerhjulet

Polering kan gjøre en kasse se dyr ut, men den kan ikke rette opp en ujevn overflate som skjæret etterlot. En polert flank reflekterer lys, og refleksjonen forstørrer hver avvik under overflaten. Et verktøymerke fra en grovfrasing, et lite flatt sted fra en feste eller et vibrasjonsmerke fra et ustabil snitt kan alle være usynlige under en slått overflate, men dukke opp under en polert overflate. Faggruppen for overflatebehandling kan fjerne noen av disse, men å fjerne dem endrer geometrien, og den dimensjonelle kontrollen må gjentas.

Derfor planlegger CNC-fresingsteam overflatebehandlingen inn i verktøybanen, ikke bare i poleringssteget. En halvavslutende passering som etterlater en konstant skallhøyde gir polereren et forutsigbart utgangspunkt. En avslutende passering som kjøres med en stabil fremføringshastighet etterlater færre vibrasjonsmerker. Poleringssteget er fortsatt viktig, men fungerer bedre når fresen har gjort sitt arbeid.

Inspeksjonspunkter som må inkluderes i hver CNC-kassekjøring

En CNC-kassekjøring krever inspeksjon på mer enn ett tidspunkt. Innkommande inspeksjon kontrollerer blankstørrelsen, materialkvaliteten og tilstanden. Underprosessinspeksjon oppdager avvik mens delen fremdeles kan korrigeres. Utgående inspeksjon bekrefter at den ferdige kassen oppfyller tegningen og de kosmetiske kravene. Å samle disse til én endelig sjekk øker andelen feil som går ubemerket gjennom.

1. Innkommende: materiellsertifikat, blankmål, hardhet eller tilstand.

2. Under prosessen: kritiske mål etter fresing, veggtykkelse, hullposisjon.

3. Utgående: endelige mål, trådmåling, visuell kontroll under kontrollert belysning.

For CNC-bearbeiding er mellomstadiet det viktigste. Et mål som avviker under fresing kan korrigeres før polering. En vegg som er litt for tynn, kan oppdages før kassen er ferdigstilt. Små og store serier skal følge samme inspeksjonsdisiplin. Små serier har en høyere stykkgave fordi oppsett- og verktøykostnader fordeler seg over færre deler. Dette er en prisgradient, ikke en forskjell i kvalitetsstandard.

Burriva jobber på komponentnivå med skiver, kasser, armbånd og spenner, der produksjon av klokkakasser omfatter CNC-fræsing, stansing, automatisk polering, dimensjonskontroll og flere runder med inspeksjon i innkommande, underveis- og utgående faser. Separerte arbeidsflyter og kontroller for tilgang til CAD-filer holder designfiler adskilt etter jobbrolle. Merker som planlegger et CNC-klokkekasseprosjekt kan kontakte teamet for å diskutere kassespesifikasjoner, toleransekrav og inspeksjonspunkter.