Cum se fabrică carcasele de ceasuri folosind prelucrarea prin frezare cu comandă numerică (CNC)

CNC este o secvență de decizii, nu o singură operațiune

Carcasa unui ceas pare un simplu bloc de metal cu găuri și curbe. În prelucrarea CNC, este o stivă de decizii care se referă toate una la cealaltă. Dimensiunea semifabricatului determină cât material trebuie îndepărtat. Sistemul de fixare a piesei determină dacă piesa rămâne stabilă în timpul tăierii. Traiectoria sculei determină grosimea pereților, razele colțurilor și cantitatea de lucru de finisare rămasă. Ordinea operațiunilor determină dacă o dimensiune critică este prelucrată devreme, când piesa este încă rigidă, sau târziu, după ce piesa a fost slăbită.

Un corp prelucrat într-o ordine incorectă poate trece fiecare tăietură individuală, dar totuși poate rezulta cu o dimensiune care se abate. De aceea, echipele experimentate de prelucrare CNC planifică secvența înainte de a atinge mașina. Prelucrarea grosolană elimină excesul de material. Prelucrarea semifinală aduce piesa aproape de dimensiunea nominală. Prelucrarea finală asigură respectarea toleranțelor. Găurirea și filetarea pentru caracteristicile carcasei au loc adesea după realizarea principalelor cavități, astfel încât piesa să nu fie slăbită înainte de plasarea găurilor. Secvența nu este spectaculoasă, dar determină dacă carcasa este constantă de la o piesă la alta.

Dispozitivul de fixare decide mai mult decât axul principal

Specificațiile mașinii atrag multă atenție, dar dispozitivul este locul în care încep majoritatea problemelor dimensionale. Un carcasă nu este un simplu cub. Are flancuri curbe, partea inferioară a urechilor și un locaș pentru fundul carcasei, toate acestea trebuind să fie fixate fără a deforma piesa. Un dispozitiv care strânge prea puternic poate deforma carcasă, iar piesa se va reveni la forma inițială după prelucrare, lăsând o dimensiune incorectă, chiar dacă traiectoria sculei a fost corectă.

Un exemplu desensibilizat dintr-o serie de prelucrări ale carcaselor: o serie de carcase din oțel inoxidabil a arătat o derivație a poziției găurii urechii către limita superioară pe parcursul unui ciclu mai lung. Freza nu era uzată, iar traiectoria sculei nu s-a modificat. Dispozitivul a dezvoltat o mică excentricitate în timpul rulării, ceea ce a schimbat modul în care piesa se așeza între operații. Soluția a constat în verificarea dispozitivului, într-un pas de re-centrare înainte de rulare și într-o verificare cu calibrul în timpul procesului, la intervale fixe. Axul principal nu a fost niciodată problema. Problema a fost dispozitivul.

Traiectoria sculei și grosimea pereților determină cum se simte o carcasă

Carcasa unui ceas are pereți subțiri în unele zone și secțiuni mai groase în altele. Traiectoria sculei trebuie să țină cont de această diferență. O așchiere profundă pe un perete subțire poate deforma piesa, iar această deformare apare ulterior ca o suprafață ondulată sau ca o dimensiune care nu se încadrează în toleranță. O așchiere mai ușoară durează mai mult, dar păstrează grosimea peretelui cu mai mare precizie. Alegerea nu se bazează pe viteză, ci pe cât de mult se deformează piesa în timpul așchierii.

Razele de racordare ale colțurilor reprezintă o altă decizie privind traiectoria sculei. Un colț interior ascuțit necesită o freză mică, iar o freză mică se deformează mai ușor. O rază mai mare permite funcționarea mai stabilă a frezei, dar modifică aspectul carcasei. Proiectarea și traiectoria sculei trebuie să fie coerente. Atunci când nu sunt, echipa de prelucrare mecanică trebuie fie să adauge o trecere de finisare pentru a corecta colțul, fie să accepte o caracteristică care diferă de cea specificată în desen.

Toleranțele care contează la o carcasă

Nu toate dimensiunile unei carcase merită aceeași atenție. Unele caracteristici controlează modul în care carcasă se potrivește cu alte componente, iar acestea necesită toleranțe strânse. Altele sunt pur estetice și pot accepta o gamă mai largă. Toleranțele generale din specificațiile de prezentare pentru cronometre se situează în jurul valorii ±100 μm, în timp ce ajustările critice sunt adesea menținute la ±0,05 mm sau mai strânse.

Tabelul nu este o ierarhizare. El arată de ce un desen de carcasă ar trebui să distingă potrivirile care controlează funcția de suprafețele care controlează aspectul. O carcasă care respectă potrivirile critice, dar are o toleranță estetică ușor mai mare, este, de obicei, un produs mai bun decât una care respectă aspectul, dar abate de la potriviri.

Finisajul suprafeței începe la sculă, nu la discul de lustruit

Lustruirea poate face ca un carcasă să pară scumpă, dar nu poate repara o suprafață ondulată lăsată de freză. O fațetă lustruită reflectă lumina, iar reflexia amplifică fiecare abatere aflată sub ea. O urmă de sculă rămasă după o trecere de degroșare, o mică zonă plană provocată de un dispozitiv de fixare sau o urmă de vibrații rezultată dintr-o așchiere instabilă pot rămâne invizibile sub o finisare mată, dar devin vizibile sub o finisare lustruită. Echipa de finisare poate elimina unele dintre aceste urme, dar eliminarea lor modifică geometria piesei, iar verificarea dimensională trebuie repetată.

De aceea, echipele de prelucrare CNC planifică finisarea suprafeței în traseul sculei, nu doar în etapa de lustruire. O trecere de semifinisare care lasă o înălțime constantă a undelor oferă lustruitorului un punct de plecare previzibil. O trecere de finisare efectuată cu o viteză de avans stabilă lasă mai puține urme de vibrații. Etapa de lustruire rămâne importantă, dar funcționează mai bine atunci când freza și-a îndeplinit corect rolul.

Puncte de inspecție care trebuie incluse în fiecare serie de piese prelucrate CNC

O verificare a carcasei CNC necesită inspecție în mai mult de un punct. Inspectia la primire verifică dimensiunea semifabricatului, calitatea materialului și starea acestuia. Inspectia în timpul procesului detectează abaterile în timp ce piesa încă poate fi corectată. Inspectia la expediere confirmă faptul că carcasă finalizată respectă desenul tehnic și standardul estetic. Combinarea tuturor acestor etape într-o singură verificare finală crește rata de scăpare.

1. La primire: certificat de material, dimensiuni ale semifabricatului, duritate sau stare.

2. În timpul procesului: dimensiuni critice după prelucrare, grosimea pereților, poziția găurilor.

3. La expediere: dimensiuni finale, verificare fileturi cu calibre, verificare vizuală sub lumină controlată.

Pentru prelucrarea CNC, etapa în curs de desfășurare merită cea mai mare atenție. O dimensiune care se abate în timpul frezării poate fi corectată înainte de lustruire. O perete ușor subțire poate fi detectat înainte de finalizarea carcasei. Loturile mici și cele mari trebuie să respecte aceeași disciplină de inspecție. Seriile mici au un preț unitar mai ridicat, deoarece costurile de configurare și de scule sunt distribuite pe un număr mai mic de piese. Aceasta este o pantă de preț, nu o diferență în ceea ce privește standardul de calitate.

Burriva lucrează la nivelul componentelor pentru cadran, carcase, brățări și broșe, iar producția de carcase pentru ceasuri acoperă frezarea CNC, ambutisarea, lustruirea automatizată, inspecția dimensională și mai multe runde de inspecție în etapele de recepție, în curs de desfășurare și expediere. Fluxurile de lucru separate și controalele de acces la fișierele CAD mențin fișierele de proiectare împărțite în funcție de rolul profesional. Mărcile care planifică un proiect de carcasă pentru ceas CNC pot contacta echipa pentru a discuta specificațiile carcasei, cerințele de toleranță și punctele de inspecție.