Kontrollpunkter for kvalitetssikring av urkapsler under maskinbearbeiding

Et urkapsel kan gjennomgå en måleinspeksjon på benken og likevel mislykkes i praksis. Utvendig diameter måles korrekt, kronen sitter i sitt borehull, glasset senkes inn i sin plass, og alle mål på tegningen viser grønt. Deretter kommer den første serien tilbake med «skitne» glass, en krone som låser seg etter noen få omdreininger eller en ring som sitter litt for høyt på én side. Den underliggende årsaken er sjelden én dramatisk feil. Kvaliteten på urkapselbearbeiding bestemmes i stille områder: valg av referanseflater (datums), tillegg på råmateriale, oppførsel til burr i en pakningsfure og om inspeksjonsplanen følger funksjonell toleransekjede i stedet for tegningsbasert toleransekjede.

God kapselbearbeiding starter med referanseflater (datums), ikke med maskinen

Et fem-akset bearbeidelsessenter er et nyttig verktøy. Det er ikke grunnen til at en serie holder toleransene. Grunnen er om programmereren har definert et funksjonelt referansepunkt før den justerte fremdriftshastigheten. På en typisk tre-akset oppsett kan samme tilfelle kreve tre eller fire separate innspenninger. Hver ny innspenning introduserer en ny posisjonsbetingelse. Øyehullet og kassenes sentrallinje kan avvike fra samme koordinatramme, og sylinderrøret som så ut å være sentrisk ved første oppsett er nå skjevt med noen hundredeler millimeter i forhold til bakre sete på kassen.

Den praktiske løsningen er kjedelig og uten glans. Baksiden av klokkehuset og rammen til glasset bør freses fra samme side og samme boring. Hvis én operasjon bruker yterdiameteren som referanse, og den neste bruker baksiden som referanse, vil den resulterende feiljusteringen senere vise seg som et glass som ikke sitter jevnt eller et klokkehusbunn som skrues fast tett på én side. Verksteder som regelmessig fresa klokkehus oppnår vanligvis en nøyaktighet på ±0,005 mm for kritiske boringer og luggdetaljer – men bare når referansesystemet er fastlagt før den første grovfresinga. Selve toleransen er ikke det vanskelige. Det er å opprettholde den over flere innspenninger.

Tynne vegger er den stille årsaken til dimensjonell skifting

Et klokkeskall er et tynnveggproblem som går kledd i en kosmetisk forkledning. Veggseksjoner ligger vanligvis mellom 0,8 mm og 1,5 mm, og ved denne tykkelsen deformeres arbeidsstykket under skjærekraften og slapper av etter at spennene fjernes. Et skall som måler rundt i festet kan bli ovalt etter løsning av spennene. Deformasjonen er ofte så liten at den går gjennom en rask måling med skyvelære, men likevel stor nok til å påvirke tettningsringens kompresjon eller krystallens plassering.

Trinnvis bearbeiding er den vanlige mottiltaket. Grovbearbeiding etterlater en stabil toleranse, en spenningsløsningssteg følger der materialet krever det, og ferdigbearbeidingen fjerner 0,1 mm til 0,2 mm per side i stedet for å prøve å nå endelig mål i én aggressiv innkapping. Festene må støtte den tynne veggen i stedet for å knuse den. En kraftig spenne på en usupportert klokkeskallkant er en pålitelig måte å produsere en parti litt ovale deler som først avsløres ved tettingsstasjonen.

Tettningsringfuren er der kvalitetskontrollen av klokkeskall tjener sin eksistens

Ingen funksjon på et maskinert kabinett er billigere å overse og dyrere å gjøre feil. En pakningsfure som har en skarphet, en ru tetningsflate eller en dybde som avviker med noen hundredels millimeter kan kompromittere et ellers godt maskinert kabinett. Elastomere tetninger krever vanligvis 15 til 30 prosent komprimering av tverrsnittet og 60 til 85 prosent fyllgrad i furuen. Utenfor dette intervallet vil tetningen enten lekke eller skade omkringliggende deler.

Toleransen er så streng at håndpolering krever en kontrollert prosess i stedet for et avfugingsverktøy som brukes etter følelsen. Arbeidstoleranser for pakningsdetaljer ligger vanligvis på ca. ±0,01 mm, og en pakning som er 0,02 mm for tykk kan knuse et safir under presseprosessen, mens en som er 0,02 mm for tynn tetner mot trykk, men ikke holder krystallen på plass under belastning. En inspeksjonsstasjon for sporet som måler dybde, bredde og burrtilstand før kassen forlater bearbeidingscellen utgjør ikke ekstra arbeid. Den skiller mellom et parti som består en fuktighetskammer-test og et parti som må returneres.

Avsluttningsbehandling fjerner metall, så toleransen må ta dette i betraktning

Polering og børsting behandles vanligvis som kosmetiske operasjoner. På et klokkehus er de imidlertid dimensjonale operasjoner med et kosmetisk resultat. En polert overflate fremstilles ved å fjerne materiale, noe som betyr at en polert detalj blir mindre enn den maskinbearbeidede detaljen, og at en børstet hjørne blir litt mer avrundet. Hvis maskinbearbeidingsplanen ikke etterlater bevisst tilleggsstoff for ferdigbearbeiding, blir poleringsrommet stedet der kritiske mål forsvinner.

Synlige overflater på klokkekomponenter har vanligvis et mål på Ra 0,2 μm til 0,8 μm, og dette overflateområdet kan oppnås, men det kan ikke kontrolleres etterpå hvis poleringsfradraget ble gjettet. Den mer pålitelige metoden er å definere ferdigbearbeidingsfradrag på tegningen, bearbeide til dette fradraget og så inspisere både den endelige overflaten og det endelige målet samtidig. En overflate som ser riktig ut under et lup og måler 0,01 mm for liten, er fortsatt en ikke-konform del.

Valg av materiale endrer kvalitetskontrollplanen, ikke bare syklustiden

To tilfeller kan dele samme geometri og kreve ulike bearbeidingsstrategier fordi materialet oppfører seg annerledes under skjærekanten. Tabellen nedenfor sammenlikner to vanlige kasselegeringer med hensyn til variablene som påvirker dimensjonskontrollen mest direkte.

Den praktiske konklusjonen er ikke at ett materiale er bedre enn et annet. Det er heller at titans lave termiske ledningsevne fører til at varme samles i skjærekanten i stedet for i spånet, og at denne varmen beveger arbeidsstykket. En avslutningspass som fungerer på 316L kan føre til vibrasjoner eller underflateforvrengning på titanlegering Grade 5 hvis stegvidde og inngrepdybde kopieres direkte uten justering. Kvalitetskontrollplanen må inkludere kontroller under prosessen på det tidspunktet da materialet er mest sannsynlig å bevege seg, ikke bare ved endelig inspeksjon.

Inspeksjon må skje mens delen fremdeles kan rettes

Sluttinspeksjon oppdager problemer. Underveisinspeksjon forhindrer feilpartier. Forskjellen er viktig for urkapsler, fordi mange av de mest alvorlige feilene – for eksempel deformasjon i tynne vegger, burr i pakningsfurer, avvik i kronboresenter og tap av overflatebehandling – er enten vanskelige eller umulige å rette opp etter at delen har gått gjennom overflatebehandlingsavdelingen. En kapsel som er polert utenfor toleransen kan ikke gjenbrukes. Den må kasseres.

Den mest effektive rekkefølgen er å måle funksjonelle egenskaper etter hver operasjon som endrer referanseplanet eller frigjør restspenninger. Kronborer kan kontrolleres etter boring, pakningsfurer etter avburring, og tråd på baksiden av kapselen etter trådfresing. En dimensjonsrapport som følger med sendingen er nyttig for dokumentasjon. En måling utført mens delen fremdeles sitter i festet utstyr er nyttig for partiet.

Samme logikk gjelder for konsistens fra parti til parti. Én enkelt klokkekasse som måles innenfor toleransen viser at oppsettet fungerte én gang. Et utvalgsplan som gjentar de samme funksjonelle sjekkene gjennom hele produksjonsløpet viser om prosessen er stabil. For merker som kjøper kasser i store mengder blir forskjellen mellan en leverandør som inspiserer og en leverandør som kontrollerer prosessen ofte først synlig etter to eller tre kjøpeordrer.
Burriva arbeider innenfor denne komponentnivå-dissiplinen på over 20 000 kvadratmeter med adskilt produksjonsareal, med flerakset maskinering, dimensjonell inspeksjon og trinnvise inngående, underveis- og utgående sjekker som er utformet spesielt for klokkekasser, urplater, armbånd og spenner. For team som skjerper kravene til kassens spesifikasjoner er en direkte samtale om referanseplaner, tettningsrill-kontroller og inspeksjonspunkter det praktiske utgangspunktet.