貴金屬手表殼制造工藝過程分析

黃鈴，楊麗，鐘飛，鄔治平

?

貴金屬手表殼制造工藝過程分析

黃鈴，楊麗，鐘飛，鄔治平

（依波精品（深圳）有限公司，廣東 深圳 518000）

貴金屬手表零部件制造加工是高端手表質(zhì)量把控的重要環(huán)節(jié)，研究貴金屬表殼的整個(gè)制造加工過程，通過分析每個(gè)加工環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)貴金屬表殼制造工藝過程控制，提高貴金屬表殼的質(zhì)量和手表的美觀度。

貴金屬；手表殼；制造工藝；過程分析

1 概述

貴金屬手表具有種類多、大多為定制款、制造成本高昂、加工精度要求高、生產(chǎn)過程中不能有較多報(bào)廢品等特點(diǎn)，這就需要制造加工車間在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格要求操作人員的技術(shù)水平，努力提高設(shè)備的加工精度。目前，貴金屬手表零件的制造工藝主要分為熔煉工藝、沖壓成形工藝、CNC加工、后處理工藝4個(gè)方面。貴金屬手表的制造工藝復(fù)雜，每一個(gè)工藝環(huán)節(jié)都需要質(zhì)量檢測(cè)，進(jìn)而保證零件的制造精度。本文以貴金屬手表零件表殼作為制造加工過程控制的分析對(duì)象，著重分析加工表殼的工藝過程，重視過程管理從而保證貴金屬手表零件的最終質(zhì)量。

2 貴金屬加工

2.1 熔煉工藝

貴金屬18K玫瑰金合金的表殼胚板，通過“補(bǔ)口”工藝以75%金、22.5%銅、2.5%銀配方比例混合熔煉而成。采用連續(xù)鑄造拉板機(jī)對(duì)18K玫瑰金材料進(jìn)行熔煉。該設(shè)備采用氬氣保護(hù)，爐內(nèi)坩堝在高溫狀態(tài)下熔融18K玫瑰金材料，通過磁力震動(dòng)爐內(nèi)坩堝中的18K玫瑰金液體，使其混合均勻。出模后，下模拉板時(shí)使用冷卻水循環(huán)降溫，液態(tài)18K玫瑰金在上模內(nèi)凝固，并通過轉(zhuǎn)輪和下模拉板拉出，得到4 mm厚的18K玫瑰金板材。18K玫瑰金板材的成品性能由18K玫瑰金材料的流動(dòng)性、合金的熔點(diǎn)、熔煉后合金板材的質(zhì)量（氣孔、砂眼、雜質(zhì)、裂紋、成色不均勻等）以及熔煉設(shè)備的工藝參數(shù)決定。同時(shí)，這些因素對(duì)檢測(cè)手表及相關(guān)零件的防水性、耐蝕性、耐磨性、硬度等性能也有很大影響。傳統(tǒng)的貴金屬在有氧氣環(huán)境下進(jìn)行熔煉，氧氣的存在使部分貴金屬被氧化、揮發(fā)，貴金屬合金的損耗較高，且質(zhì)量問題較大，會(huì)出現(xiàn)砂孔、氣泡等問題，需要對(duì)貴金屬合金進(jìn)行后處理。

在高溫合金熔煉工藝中，改變粉末配比化學(xué)成分、改進(jìn)制粉工藝、控制鍛造工藝、改善熱處理工藝都可有效提高高溫合金板材質(zhì)量、降低原材料報(bào)廢率、減少重新熔煉次數(shù)[1]?；诂F(xiàn)有的貴金屬熔煉工藝技術(shù)，我司很好解決了傳統(tǒng)金屬熔煉出現(xiàn)的質(zhì)量問題，降低了貴金屬合金損耗和生產(chǎn)成本。

2.2 沖壓成形工藝

18K玫瑰金材料經(jīng)過熔煉拉板后形成18K玫瑰金板材，對(duì)其進(jìn)行合金成分EDX檢測(cè)和萬分之一天平稱重后，再對(duì)其進(jìn)行成分和質(zhì)量分析。合金的結(jié)果合格后，進(jìn)行表殼的沖壓成形工序，其加工工藝如圖1所示。滾軋壓片機(jī)對(duì)18K玫瑰金板材進(jìn)行滾壓，得到所需厚度的18K玫瑰金薄板。經(jīng)過沖壓設(shè)備加工表殼初胚，每次沖壓成形后經(jīng)過尺寸檢測(cè)來判斷表殼是否需要經(jīng)過再次回火和沖壓，一般需要經(jīng)過七八次甚至更多次重復(fù)回火和沖壓才會(huì)成形。表殼的再次回火和再次沖壓成形主要受18K玫瑰金熔煉后的硬度、沖壓成形尺寸、模具制造精度等影響。在沖壓成形工藝中，拉深成形最為復(fù)雜，難度也較大[2]。同時(shí)，沖壓過程中貴金屬加工主要為單工序加工，在不考慮使用連續(xù)模和復(fù)合模的前提下，單工序生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是加工成本低、精度高。

圖1 沖壓工藝流程

2.3 精密制造

表殼經(jīng)過沖壓工藝后，進(jìn)行精密制造加工，主要以五軸數(shù)控機(jī)床、數(shù)控車床為主。精密設(shè)備考驗(yàn)著操作師傅的編程能力，對(duì)粗/精加工余量、加工精度控制要求非常高。五軸數(shù)控機(jī)床主要是使用編程軟件進(jìn)行NC編程，該軟件通過對(duì)表殼的3D模型進(jìn)行加工基準(zhǔn)的確定、刀具選擇、粗/精加工余量的設(shè)定、走刀路線的規(guī)劃等，并仿真整個(gè)數(shù)控加工過程，同時(shí)通過試樣加工來檢驗(yàn)數(shù)控編程的合理性、準(zhǔn)確性。

普通零件采用傳統(tǒng)的制造方法，按精確設(shè)計(jì)的零件幾何尺寸、公差要求加工，即可滿足零件的性能要求[3]。貴金屬手表采用的基體材料主要為金合金、銀合金等昂貴金屬，造價(jià)高、加工不能產(chǎn)生材料浪費(fèi)、一次加工成形，同時(shí)又要求性能達(dá)到要求。而精密制造是手表零件（尤其是復(fù)雜表殼）加工流程中最主要的工序，該工序中車、銑、鉆3個(gè)加工工藝影響著手表零件的尺寸和性能，同時(shí)對(duì)后續(xù)手表零件裝配公差和防水性能檢測(cè)也有很大影響。數(shù)控加工的精雕工藝可加工客戶需求的Logo、標(biāo)識(shí)，影響著手表零件的美觀度。同時(shí)，機(jī)加工對(duì)手表零件表面的光潔度有較大影響，是下一道工序研磨和拋光的重要依據(jù)。

2.4 后處理工藝

拋光技術(shù)是制造加工的精修工序，其特點(diǎn)是制造平坦、加工變形層小、沒有擦痕，是一種平面加工工藝。拋光不僅可以增加工件的美觀度，而且能夠改善材料表面的耐腐蝕性、耐磨性及獲得特殊性能[4]。貴金屬的后處理工藝主要有研磨、拋光等工藝，影響著手表零件的外觀。表殼經(jīng)過機(jī)加工中心的數(shù)控加工后，對(duì)該零件進(jìn)行精研、表面拋光處理。研磨主要針對(duì)的是表殼較為刺手的表面，提高客戶使用舒適度。拋光則是針對(duì)表殼表面的美觀度，提高客戶視覺感?，F(xiàn)有的拋光方式有機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電解拋光、超聲波拋光等，依據(jù)拋光工件的材料特性，選用相應(yīng)的拋光方式，保證工件表面質(zhì)量。拋光打磨貴金屬表殼時(shí)，主要打磨其表殼外表面，打磨面小，主要保證其表面光澤。

3 結(jié)束語

貴金屬表殼制造加工過程煩瑣，制造過程的工序研究與檢測(cè)監(jiān)控是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要途徑。而以金銀為主的貴金屬手表零件加工，其加工過程大體相同。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)蓬勃發(fā)展，未來定制化高端手表產(chǎn)品將是主要發(fā)展方向。因此，將先進(jìn)制造技術(shù)與公司現(xiàn)有制造水平相結(jié)合，提高公司制造水平，對(duì)推進(jìn)公司進(jìn)入高端產(chǎn)品制造研發(fā)有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］王曉峰，周曉明，穆松林，等.高溫合金熔煉工藝討論［J］.材料導(dǎo)報(bào)，2012，26（7）：108-113.

［2］盧志文，張洪峰，汪凌云.鎂合金的沖壓成形工藝研究［J］.輕合金加工技術(shù)，2005，33（6）：45-48.

［3］雷明凱，郭東明.高性能表面層制造：基于可控表面完整性的精密制造［J］.機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2016，52（17）：187-197.

［4］呂戊辰.表面加工技術(shù)［M］.遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社，1984.

［5］趙興科，王中，鄭玉峰，等.拋光技術(shù)的現(xiàn)狀［J］.表面技術(shù)，2000，29（2）：6-7.

2095－6835（2018）18－0097－02

TH714.52

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.18.097

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕