Kontrollpunkter för kvalitetssäkring av klockhållarens bearbetning

Ett klockfodral kan klara en måttspecifikationskontroll på arbetsbänken och ändå misslyckas i praktiken. Yttre diametern mäts korrekt, kronan sitter i sitt hål, glaset sjunker ner i sin fäste och varje mått på ritningen ser grönt ut. Sedan kommer den första partien tillbaka med dimmiga glas, en krona som fastnar efter några varv eller en ring som sitter en aning för högt på ena sidan. Den underliggande orsaken är sällan ett dramatiskt fel. Kvaliteten på klockfodralens bearbetning bestäms på tysta ställen: valet av referensytor, tillåtna materialtillägg, hur skavhår beter sig i en packningsränna och om kontrollplanen matchar den funktionella stacken snarare än ritningsstacken.

Bra fodralbearbetning börjar med referensytor, inte med maskinen

En femaxlig bearbetningscentral är ett användbart verktyg. Det är inte anledningen till att en serie uppfyller toleranserna. Anledningen är om programmeraren fastställde en funktionsbegränsning innan han eller hon justerade fördelningshastigheten. På en vanlig treaxlig uppställning kan samma fall kräva tre eller fyra separata spännningar. Varje ny spänning introducerar ett nytt positioneringsförhållande. Ögat för fästskruv och centrumlinjen för höljet kan avvika från samma koordinatsystem, och den klockformade borrningen som såg ut att vara koncentrisk vid första uppställningen lutar nu några hundradels millimeter i förhållande till höljets baksäte.

Den praktiska lösningen är tråkig och utan glans. Bottenplattan på urkåpan och fästplatsen för urglaset bör fräsas från samma yta och samma borrning. Om en bearbetningsoperation använder ytterdiametern som referens och nästa operation använder bottenytan som referens, kommer den resulterande feljusteringen att visa sig senare som ett glas som inte sitter jämnt eller en bottenplatta som skruvas åt hårt på ena sidan. Verkstäder som regelbundet fräsar urkåpor kan upprätthålla en tolerans på ±0,005 mm för kritiska borrningar och klockarmbandsfästen – men endast om referenssystemet fastställs innan den första grovbearbetningen påbörjas. Toleransen i sig är inte det svåra. Att upprätthålla den mellan olika uppspänningspositioner är det.

Tunna väggar är den tysta orsaken till dimensionell drift

Ett klockfodral är ett tunnväggsproblem som bär en kosmetisk förklädnad. Väggsektioner ligger vanligtvis mellan 0,8 mm och 1,5 mm, och vid denna tjocklek deformeras arbetsstycket under skärkraften och återgår till sin ursprungliga form efter att spännklor har tagits bort. Ett fodral som mäts som rundt i spännan kan bli ovalt efter uppspänning. Deformationen är ofta så liten att den går igenom en snabb mätning med tumstock, men ändå tillräckligt stor för att påverka gasketkompressionen eller kristallens placering.

Stegvis bearbetning är den vanliga motåtgärden. Grovbearbetning lämnar ett jämnt utjämnat överskott, en spännlindring utförs där materialet kräver det, och slutförandet avlägsnar 0,1 mm till 0,2 mm per sida istället for att försöka nå slutmåttet i ett enda aggressivt snitt. Spännan måste stödja den tunna väggen snarare än krossa den. En kraftig klo på en oskyddad fodralring är ett säkert sätt att producera en hel batch av lätt ovala delar som endast avslöjar sig vid tätstationen.

Gasketränkan är där kvalitetskontrollen av klockfodral verkligen visar sitt värde

Ingen funktion på ett bearbetat skal är billigare att bortse från och dyrare att göra fel på. En packningsränna med en skärsåg, en ojämn tätyta eller en djupnivå som avviker med några hundradelar millimeter kan kompromissa ett annars välbearbetat skal. Elastomerpackningar kräver i allmänhet 15 till 30 procent tryck på tvärsnittet och 60 till 85 procent fyllnad av rännan. Utanför detta intervall läcker packningen eller skadar de omgivande delarna.

Toleransen är så sträng att manuell efterbearbetning kräver en kontrollerad process i stället for ett avburkningsverktyg som används efter känsla. Arbets-toleranser för packningsdetaljer ligger vanligtvis på ca ±0,01 mm, och en packning som är 0,02 mm för tjock kan spricka en safir vid pressningen, medan en som är 0,02 mm för tunn täter mot tryck men inte håller kristallen på plats under belastning. Ett inspektionssteg för spåren som mäter djup, bredd och burrstatus innan fallet lämnar bearbetningscellen utgör inte någon extra kostnad. Det är skillnaden mellan en parti som klarar en fukttestkammare och ett parti som skickas tillbaka.

Efterbearbetning tar bort metall, så toleransen måste ta hänsyn till detta

Polering och borstning behandlas vanligtvis som kosmetiska åtgärder. På ett klockfodral är de dock dimensionella åtgärder med ett kosmetiskt resultat. En polerad yta skapas genom att material tas bort, vilket innebär att en polerad detalj blir mindre än den maskinbearbetade detaljen och att en borstad hörn blir något mer avrundat. Om maskinbearbetningsplanen inte lämnar avsiktlig extra materialmängd för slutförande blir poleringsavdelningen den plats där kritiska mått försvinner.

Synliga ytor på klockor har ofta mål på Ra 0,2 μm till 0,8 μm, och detta ytfinishområde går att uppnå, men det kan inte kontrolleras efteråt om poleringsutrymmet gissats. Den mer tillförlitliga metoden är att definiera slutföringsutrymme på ritningen, maskinbearbeta till detta slutföringsutrymme och kontrollera slutytan och slutmåttet tillsammans. En yta som ser korrekt ut under en lupp men mäter 0,01 mm för liten är fortfarande en ickekonform del.

Materialvalet påverkar kvalitetskontrollplanen, inte bara cykeltiden

Två chassier kan dela samma geometri men kräva olika frässtrategier eftersom materialet beter sig annorlunda under fräsen. Tabellen nedan jämför två vanliga chassi-legeringar med avseende på variabler som påverkar dimensionskontrollen mest direkt.

Den praktiska slutsatsen är inte att ett material är bättre än ett annat. Det är snarare så att titan har låg termisk ledningsförmåga, vilket leder till att värmen dirigeras mot skärkanten istället för spånet, och att denna värme får arbetsstycket att röra sig. En avslutande bearbetning som fungerar på 316L kan orsaka vibreringar eller underytansdeformationer på titanlegering av grad 5 om stegvidden och skärningsdjupet kopieras direkt utan justering. Kvalitetskontrollplanen måste inkludera kontroller under processen vid den fas då materialet är mest benäget att röra sig, inte endast vid slutkontrollen.

Inspektion måste ske medan delen fortfarande kan korrigeras

Slutkontroll upptäcker problem. Mellanliggande kontroll förhindrar felaktiga partier. Skillnaden är avgörande för klockhållare eftersom många av de allvarligaste defekterna – t.ex. deformation av tunnväggade delar, burrar i gummiringens urgravning, avvikelse i kranborens position och förlust av ytbearbetning – antingen är svåra eller omöjliga att åtgärda efter att delen passerat genom slutföringsrummet. En klockhållare som polerats bortom sina toleransgränser kan inte återarbetsas. Den är skrot.

Den effektivare sekvensen är att mäta funktionella egenskaper efter varje bearbetningssteg som förändrar referensytan eller frigör restspänningar. Kranborrningar kan kontrolleras efter borrning, gummiringens urgravning efter avburkning och trådgängor på klockhållarens botten efter gängfräsning. En dimensionsrapport som följer med leveransen är användbar för dokumentation. En mätning som utförs medan delen fortfarande sitter i spännanordningen är användbar för partiet.

Samma logik gäller för konsekvensen mellan olika tillverkningsomgångar. Ett enda fall som mäts inom toleransgränserna visar att inställningen fungerade en gång. Ett provtagningsplan som upprepar samma funktionella kontroller under hela produktionsloppet visar om processen är stabil. För varumärken som köper fall i stora volymer blir skillnaden mellan en leverantör som utför inspektioner och en leverantör som kontrollerar processen ofta inte synlig förrän två eller tre inköpsorder senare.
Burriva arbetar inom denna komponentnivåns disciplin på mer än 20 000 kvadratmeter av avskild produktionsyta, med fleraxlig bearbetning, dimensionell inspektion samt stadier av inkommande, pågående och utgående kontroller som är utformade kring armbandsur-fall, urtavlor, armband och spännor. För team som skärper specifikationerna för fall är en direkt dialog om referenssystem, tätningsränneskontroller och inspektionspunkter den praktiska utgångspunkten.