Puncte de control al calității pentru prelucrarea carcaselor de ceas

Un carcasă de ceas poate trece inspecția dimensională pe bancul de testare și totuși să eșueze în exploatare. Diametrul exterior este măsurat corect, coroana este poziționată corect în alezajul ei, sticla se așează perfect în locașul ei și toate valorile de pe desen apar verzi. Apoi, prima serie se întoarce cu sticle împânate de condens, o coroană care se blochează după câteva rotații sau o lunetă care stă ușor ridicată pe una dintre părți. Cauza fundamentală este rar o eroare spectaculoasă. Calitatea prelucrării carcasei de ceas este determinată în locurile discrete: alegerea reperelor, adaosurile de prelucrare, comportamentul bavurilor într-o canelură pentru garnitură și dacă planul de inspecție corespunde stivei funcționale, nu stivei desenului.

O bună prelucrare a carcasei începe cu reperele, nu cu mașina

Un centru de prelucrare cu cinci axe este un instrument util. Nu este motivul pentru care o serie respectă toleranțele. Motivul este dacă programatorul a stabilit un reper funcțional înainte de a modifica viteza de avans. Pe o configurație obișnuită cu trei axe, același caz poate necesita trei sau patru fixări separate. Fiecare refixare introduce o nouă condiție de poziționare. Gaura de prindere și axa centrală a carcasei pot deriva din același sistem de coordonate, iar alezajul pentru coroană, care părea concentric la prima fixare, este acum înclinat cu câteva sutimi de milimetru față de locul de sprijin posterior al carcasei.

Soluția practică este plictisitoare și lipsită de atracție. Partea din spate a carcasei și suportul pentru cristal ar trebui prelucrate din aceeași față și același alezaj. Dacă o operațiune se bazează pe diametrul exterior, iar următoarea se bazează pe fața din spate, nealinierile rezultate apar ulterior sub forma unui cristal care nu este perfect așezat sau a unei părți posterioare a carcasei care se filetează strâns doar pe o parte. Atelierele care prelucrează în mod obișnuit carcase de ceasuri mențin în mod curent toleranțe de ±0,005 mm pentru alezaje critice și caracteristici ale brățărilor, dar numai atunci când schema de referință este fixată înainte de prima trecere de degroșare. Toleranța în sine nu reprezintă partea dificilă. Menținerea acesteia între diferitele montări este ceea ce constituie provocarea.

Pereții subțiri sunt sursa tăcută a deriverii dimensionale

Carcasa unui ceas este o problemă de pereți subțiri, ascunsă sub o înfățișare estetică. Grosimea pereților variază în mod obișnuit între 0,8 mm și 1,5 mm; la această grosime, piesa se deformează sub acțiunea forței de așchiere și se relaxează după eliberarea din dispozitivul de fixare. O carcasă care pare rotundă în dispozitivul de fixare poate deveni ovală după eliberare. Deformarea este adesea suficient de mică pentru a trece o verificare rapidă cu șublerul, dar suficient de mare pentru a compromite comprimarea garniturii sau așezarea cristalului.

Prelucrarea în etape este măsura obișnuită de contracarare. Prelucrarea de degroșare lasă un adaos stabilizat, urmată de un pas de descărcare a tensiunilor, acolo unde materialul o cere, iar prelucrarea de finisare elimină 0,1 mm până la 0,2 mm pe fiecare parte, în loc să încerce să aducă suprafața la dimensiunea finală printr-o tăietură unică și agresivă. Dispozitivele de fixare trebuie să susțină peretele subțire, nu să-l strivească. O presiune excesivă exercitată de un dispozitiv de fixare asupra unei benzi de carcasă neasistată este un mod sigur de a produce o serie de piese ușor ovale, care se evidențiază abia la stația de etanșare.

Canalul pentru garnitură este locul în care controlul calității carcasei de ceas își dovedește valoarea

Niciun detaliu de pe o carcasă prelucrată nu este mai ieftin de ignorat și mai costisitor de realizat greșit. O canelură pentru garnitură care prezintă o bavură, o suprafață de etanșare neregulată sau o adâncime care se abate cu câteva sutimi de milimetru poate compromite o carcasă care, în rest, este bine prelucrată. Garniturile elastomerice necesită, în general, o comprimare de 15–30 % pe secțiunea transversală și o umplere a canelurii de 60–85 %. În afara acestor limite, garnitura fie pierde etanșeitatea, fie deteriorează piesele din jurul ei.

Toleranța este suficient de strictă încât finisarea manuală necesită un proces controlat, nu doar o unealtă pentru eliminarea bavurilor aplicată pe bază de simț. Toleranțele de lucru pentru caracteristicile garniturii sunt de obicei în jurul valorii ±0,01 mm, iar o garnitură care este cu 0,02 mm prea groasă poate sparge un cristal de safir în timpul presării, în timp ce una care este cu 0,02 mm prea subțire asigură etanșeitatea la presiune, dar nu reține cristalul sub sarcină. O etapă de inspecție a canalelor, care măsoară adâncimea, lățimea și starea bavurilor înainte ca carcasă să părăsească celula de prelucrare, nu reprezintă un cost suplimentar. Aceasta este diferența dintre un lot care trece testul în cameră umedă și un lot care este returnat.

Finisarea elimină metal, deci toleranța trebuie să țină cont de acest aspect

Lustruirea și perierea sunt de obicei considerate operații cosmetice. Pe carcasa unui ceas, ele sunt operații dimensionale cu un rezultat cosmetic. O suprafață lustruită se obține prin îndepărtarea de material, ceea ce înseamnă că o caracteristică lustruită devine mai mică decât cea prelucrată mecanic, iar un colț periat devine ușor rotunjit. Dacă planul de prelucrare mecanică nu lasă intenționat un adaos pentru finisare, atunci camera de lustruire devine locul unde dimensiunile critice dispar.

Suprafețele vizibile ale pieselor de ceas vizează în mod obișnuit o rugozitate Ra între 0,2 μm și 0,8 μm, iar acest domeniu de finisare este realizabil, dar nu poate fi verificat ulterior dacă adaosul pentru lustruire a fost estimat. Abordarea mai sigură constă în definirea adaosului pentru finisare pe desen, prelucrarea mecanică până la adaosul specificat pentru finisare și verificarea simultană a suprafeței finale și a dimensiunii finale. O suprafață care pare corectă la lupă, dar măsoară 0,01 mm sub dimensiunea nominală, rămâne totuși o piesă neconformă.

Alegerea materialului modifică planul de control al calității, nu doar durata ciclului

Două carcase pot avea aceeași geometrie și pot necesita strategii de prelucrare diferite, deoarece materialul se comportă diferit sub tăișul sculei. Tabelul de mai jos compară două aliaje obișnuite pentru carcase, în funcție de variabilele care afectează cel mai direct controlul dimensional.

Concluzia practică nu este că un anumit material este mai bun. Este faptul că conductivitatea termică scăzută a titanului direcționează căldura către muchia de tăiere, în loc să o transfere în așchiu, iar această căldură deformează piesa de prelucrat. O trecere de finisare care funcționează pe oțel inoxidabil 316L poate genera vibrații sau deformări sub suprafață pe titan gradul 5, dacă pasul transversal și adâncimea de așchiere sunt copiate fără ajustare. Planul de control al calității trebuie să includă verificări în timpul procesului, în stadiul în care materialul are cea mai mare probabilitate de a se deforma, nu doar la inspecția finală.

Verificarea trebuie efectuată în timp ce piesa încă poate fi corectată

Inspecia finală detectează problemele. Inspecia în timpul procesului previne loturile defecte. Această diferențiere este esențială în cazul carcaselor de ceas, deoarece multe dintre cele mai grave defecțiuni — distorsiunea pereților subțiri, buruienii din canalele pentru garnituri, devierea găurii pentru coroană și pierderea finisajului — sunt fie dificil de corectat, fie imposibil de remediat după ce piesa a trecut prin sala de finisare. O carcasa care a fost lustruită peste toleranța admisă nu poate fi refăcută; este rebut.

Secvența mai eficientă constă în măsurarea caracteristicilor funcționale după fiecare operație care modifică reperul sau eliberează tensiunile reziduale. Găurile pentru coroană pot fi verificate după alezare, canalele pentru garnituri după deburare și filetele de pe partea posterioară a carcasei după frezarea filetelor. Un raport dimensional livrat împreună cu expedierea este util pentru documentare. O măsurătoare efectuată în timp ce piesa este încă fixată în dispozitiv este utilă pentru controlul lotului.

Aceeași logică se aplică și consistenței de la o serie la alta. Un singur exemplar care se încadrează în toleranță dovedește că setarea a funcționat o dată. Un plan de eșantionare care repetă aceleași verificări funcționale pe parcursul întregii producții arată dacă procesul este stabil. Pentru mărcile care achiziționează carcase în cantități mari, diferența dintre un furnizor care efectuează inspecții și un furnizor care controlează procesul devine vizibilă adesea abia după două sau trei comenzi de achiziție.
Burriva operează în cadrul acestei discipline la nivel de componentă, pe o suprafață de producție segregată de peste 20.000 de metri pătrați, cu prelucrare pe mai multe axe, inspecție dimensională și verificări etapizate la intrare, în timpul procesului și la ieșire, concepute special pentru carcase, cadran, brățară și broșă. Pentru echipele care refinează specificațiile carcaselor, o discuție directă despre schemele de referință (datum), controlul canalelor pentru garnituri și punctele de inspecție reprezintă punctul practic de pornire.