Technology of watch production - part 34

We select  the following sequence  of operations: 

1.  The collet is released,  The angle of rotation of the camshaft is fixed at 10" in accordance with 

Table 15.  After the release of the collet the end of the bar is pressed by  a counten•eight  against cut-off 
tool  No. 4,  which dwells in front  of the guide bushing at that moment. 

2.  The headstock withdraws to its start position.  Length of headstock travel  is:  10 .375 +  0 .158 = 10.511 . 

The dimension 1 0 .375 is the sum of the  nominal dimension 1 0.450 and half the  sum of the tolerances on the 

. 

. 

(- 0.10+ 0.02 - 0.03- 0.04) 

dunenswns  3.40,  0 .88,  4.52 and 1 .65 :  1 0 .45 + 

2 

=  10.375 mm. 

The dimensions 0.158 mm is the width of cut-off tool No.  4.  In calculating length dimensions,  half the 

tolerances  are  taken  into account. 

The angle of rotation of the camshaft for the drop 10.5 X 2  =  21 mm is set at 14•,  in accordance  1•ith 

Table 1 1 .  

3 .   The collet closes.  The  angle o f  rotation of the camshaft i s  1 5 •  according t o  Table 15. 

4.  Tool No. 4 withdraws to its original position.  The travel is 2 +  0.10 

= 

2.10 mm,  where 0.1 0 mm is 

the tool  cross-over.  The angle of rotation of the camshaft is 3",  according to Table 15. 

At the  same time tool No. 1  approaches from its neutral position  and is positioned for work (Figure 11). 

The travel of tool No, 1  is 1 .45 mm,  this being the difference (2 mm- 0.55 mm) where 2 mm is the distance 
from the bar axis to the neutral position of the tool,  and 0.55 mm is the radius of the surface turned for the 
thread 1 .2 mm  ( 0.55 mm includes an all01•ance for the deformation of the metal by  the threading). 

5.  The diameter for the thread is turned by tool No. 1.  The headstock travel is 

3 ,40 - 1.65- 0.346 - 0.05+ 0.1 0 m m =  1 .454 mm , 

where  3 .40,  1 .65, 0 .346  are the dimensions from the sketch given  in the  operation  sheet;  0 .05 is half the 

tolerance on the  dimension 3 .40;  and  0.10 is the initial distance from  tool to bar. 

We specify  a feed of 0.03 mm.  The number of spindle revolutions necessary to turning a part of this 

1 .454 

length will be 

0.03 

= 

48 . 

6 .   Dwell for cleaning the face .  The angle of rotation of the camshaft  is 2·. 

1 .46 - 1 .1 0  

7 .   Tool N o .  1  retracts for chamfering.  The tool travel i s  

2 

0.06 = 0.12 mm,  where the 

dimension 1 .46 is taken from the  sketch;  1 .1 mm is the diameter turned for the 1 .2 mm  thread;  and 0.06  is 
the chamfer  dimension. 

The angle of rotation of the camshaft is 3•,  from Table 15. 

8 .   The chamfer is produced by the simultaneous motion of the headstock and tool No.  1.  A  0.01 mm 

feed is chosen from Table 5 for chamfering at 45•,  Both the  headstock and the tool travel  0.06 mm,  and the 
number of spindle revolutions necessary for performing the operation is therefore  0.06 : 0 .01 =  6.  This  value 
is noted on the  operation sheet. 

As already mentioned above,  the number of spindle revolutions necessary for performing all the oper­

ations is first calculated and then the number of cam degrees actually eq1ployed in working the part is com­

puted (see below). 

9. 

The 1 .46 mm diameter is turned by tool No. 1 (Figure 31).  The headsto�k 'travel is 

where 1 .65 mm = 

0,06 mm 

= 

0.03 

2 

1 .6 5 - 0.06-

=  1 .575 mm, 

the length between shoulders according to the sketch ; 
the width of the  left chamfer ; 

half the tolerance on the dimension 1.65. 

The feed of 0.02 mm is taken from Table 5. 
The number of revolutions is 1 .575 :  0.02 =  78 . 

1 0.  Dwell for cleaning the face surface.  A ngle of rotation  of the camshaft is 

z•. 

11.  Tool No. 1 w ithdraws to its neutral position.  The travel is 

=  1 .2 7 mm. 

The number of degrees corresponding to this idle movement is  5,  according to Table 7 .  

12.  The headstock advances 6 m m  rapidly  for threading.  The angle o f  rotation o f  the camshaft i s  

g•, 

according to Table 11. 

13.  An 

M 

1 .2 mm thread with a pitch of 0.25 mm is chased for a length of 1 .40 mm.  The number of 

spindle revolutions is calculated as follows: 

1 3 3  

,_.. 

w 

..,. 

4th operation 

O.J¥5 

a 

1 6th operation 

19th operation 

,.  : 

0·/ 

q225 

b 

FIGURE  31.  Various operations from operation sheet A-1 

23rd operation 

26th operation 

N"l 

c 

The spindle  speed  is 5550 rpm ,  and therefore  the speed  of the  threading spindle  will  be 5550 X 1.12 

= 

6216 rpm,  the  coefficient  1 .12  being  tal<en  from  Table 3 .   The number of revolutions  necessary  for  chasing 

seven threads,  taking  into  account  the safety  clearance  of  one  thread  and the  chaser approach (2 threads) 

5550 

��ill be  7 X 6216 - 5550 

= 

58. 

5550 

The number of revolutions  necessary  for  unscrewing the chasing die will be  7  X  1875 

_ 

5550 

= -

12 

(the unscrewing taking place  at  1875  rpm).  In  all we  need  58 +  12 

= 

70 spindle revolutions for the operation. 

1<1.  The  spindle  recedes 5 .11  mm,  less than  6 mm  by the width of tool  No. 5.  This is done  in order 

to  position tool  No,  5  for work.  The  camshaft  rotation  is taken from Table  11  and  is  6'. 

1 5 .   Tools Nos  5  and  3  approach simultaneously .  The  travel  is 2 - 0.8- 0.03  =  1 .17 mm,  where  2  and 

0.8  are the tool  neutral  and  work  radii, respectively ,  and 0.03  is  a  s afety  clearance to  prevent  breakage.  This 

idle movement  requires 3',  according to  Table 1 5 .  

1 .60- 0.90 

16.  Tool No.  5  plunges to  a  depth of 0.38 mm (Figure 31),  where  0.38 

= 

2 

+  0.03  is the 

safery  clearance from  operation  1 5 .   The feed is taken  from  Table 5  and is  0.008 mm.  The  number  of spindle 
revolutions will  be 

0 .38:  0.008 

= 

47. 

Tool No.  3  simultaneously  turns  tl�o  chamfers,  it being suital:ily  ground to that end.  The number  of 

spindle revolutions  necessary  for this  operation  is  31 ,  with a  feed  of 0. 008 mm ( 0 .25 :  0.008 

= 

31).  The oper­

ation of tool  No.  3  must  be  so  arranged on the  cam that its chamfering  action  is  carried  out after tool No. 5 
has plunged to  a  depth of roughly  0.10 to 0.15 mm.  The  retraction of tool  No.3  overlaps with  the  plunging 

of tool  No.  5.  Tool No.  3,  positioned  at an angle of 90'  relative to tool No.  5,  is  more convenient for  simul­
taneous chamfering  than tool  No. 4,  which  is positioned at  an angle of 45' relative  to tool No. 5 .  

1 7 .   Tool No. 5  dwells.  Angle o f  camshaft rotation- 2'. 

18,  Tool No.  5  withdraws to its  neutral position traveling 1 .55 mm,  a  distance equal to its advances in 

operations  15  and  1 6 ,   The camshaft  rotation is 3'  on the  basis  of Table 15.  Tool No. 2  approaches  as tool 

.  4 - 1 .46 

No.  5 withdraws.  Its travel 1s 

= 

1 .27 mm. 

19,  Tool No. 2  turns the external 1 .46 mm diameter (Figure 31).  The headstock travel is 1 .45- 0.06 + 

+  0.70 

= 

2 .09 mm,  where  1 .45  is the  length  dimension  according to  the  sketch  in the  operation  sheet;  0.06 

is the length  ofthe second  chamfer;  and  0 .70 is  the  overlap  of the edges  of tools  Nos 5  and 2 .   We fix ; a  feed 

of 0 . 02  according to Table 5 .   The  number  of revolutions  necessary  will be 2 .09:  0.02 

= 

1 04. 

2 0 .   A  0.06x 45' chamfer  is turned by the  simultaneous motion of the  headstock and tool No. 2 .   The 

feed  is  0.008 mm,  as  above.  The  number of spindle  revolutions  will  be  0 .06 :  0.008 =  7 .  

1 .46 

1 .0 

2 1 .   Tool  No. 2  plunges to  the  1 mm  diameter.  The travel  is 

0 . 06 -

2 

=  0.17 mm. 

Table 5  indicates  a  feed of 0.01 mm.  The  number of spindle  revolutions  necessary  1�ill be 0.17 :  0.01 

= 

17. 

22.  Tool No. 2  dwells.  Angle of camshaft  rotation- 2', 

23.  Tool  No. 2  turns  the  1 nnn  diameter  neck.  The headstock  travel is 4.52 - 1 .45 - 0.08 

= 

2 . 99 mm. 

The feed  is  0 .03 mm.  The number of spindle  revolutions  necessary will be 2 . 99 :  0 . 03 

= 

100. 

24.  A  chamfer  0.08 mm long  and 0 .14 mm  deep  is  turned by the  simultaneous motion of the  headstock 

and tool No. 2 .   The  dimension  0.14  is half  the  difference  between  the  diameter 1  and  0 .72 mm. 

The feed  for tool  No. 2  is 0.005 mm.  The  number of spindle revolutions  necessary  is  0.14:  0.005 

= 

28, 

25.  Dwell;  the  angle of rotation of the  camshaft  is 2'. 

26.  The  0 .72 mm  diameter journal is turned.  The headstock travel is 1 .65 - 0.36 - 0.02 + (0.864 - 0.8)= 

1 .334 mm,  where 0.36 mm is  the  length  of the back cone; 

0 , 02 mm  is  half the tolerance  for  the 1 .65 mm  dimension; 

0.064 mm  is the  difference  between the positions of the edge of tool No.  2  and  the point  of tool No 4. 

A  feed of 0 .01 5  is chosen from Table 5 .   The  number  of spindle revolutions necessary will be 1 .334: 

0 .015 

= 

88. 

27.  Tool No.  2  dwells;  the camshaft  rotation is 2'. 

28.  Tool  No, 2  withdraws to  its  neutral position.  Its  travel  is equal to the  sum  of its travels in operations 

18, 20, 2 1  and  24:  1 .2 7 +  0.060 +  0 .1 7 +  0.140 

= 

1 .64 mm.  The camshaft  rotation  is  3'  (according  to  Table  7). 

29,  The headstock retracts  0 .36 +  0.1 0 +  0.05 

= 

0.51 0 mm where  0.36 mm is the cone  length,  0.10 is 

the  cross-over,  0 . 05 

= 

the safety  clearance of tool  No. 4  to the journal. 

The camshaft  rotation is 5' (by  Table 1 1). 

1 3 5  

30.  Tool No. 4  advances  from its neutral  position and  is positioned for work.  Its travel  is 2 - 0.36 -

- 0.05 

= 

1.59 mm,  where  0.36 is the journal radius and 0.05 is the safety clearance from the journal. 

The camshaft rotation is 3° (by Table 15). 

31 .  The back-end cone is turned by the simultaneous motion of the headstock and tool No. 4,  while 

the part is simultaneously cut off from the stock,  and the front cone of the next part is turned by the second 

edge of the  tool.  The travel of both headstock and tool No. 4 is  0.51 mm.  The headstock feed is fixed by 

Table  5 at 0.015 mm.  The  number of revolutions necessary is 0.51 :  0.015 

= 

35. 

The calculation is checked by summing all headstock movements,  the advancing motions being taken 

as positive and the retracting motions as negative : 

2 .  

- 10 .533 

2 0 .  

+ 0.060 

5. 

+ 

1 .454 

2 3 .  

+ 2.99 

8. 

+ 

0 .060 

24. 

+ 0.08 

9 .  

+ 

1 .675 

26. 

+ 1 .334 

1 2 .  

+ 

6.000 

29. 

- 0.510 

14. 

5 .11 0 

31. 

+ 0.510 

1 9 .  

+ 

2 .09 

We obtain +  1 6.153  and - 16 .153. 

It is also necessary to check the tool displacements. 

We now  sum up the cam angles employed for actual machining and those required for idle movements. 

The idle movements take 94°,  or 26"/o of the machining cycle.  The cam angles for actual machining will 
accordingly be 360°- 94 

o 

= 

266°. 

The total number of spindle revolutions necessary for the actual machining of the part is 628 and the 

angle of camshaft rotation corresponding to one  spindle  rotation will accordingly  be 266:  628 

= 

0.425°. 

This number makes it possible to translate into camshaft degrees the spindle revolutions corresponding to 
each operation.  The values obtained  are introduced into the operation sheet and their sum must equal 266°. 

The number of spindle revolutions,  x,  necessary  for the machining of one part is obtained from the pro­

portion 

628 X 360 

x :  628 

= 

360:  266;  x 

= -----z66= 

850 revolutions. 

The production rate of the machine is determined by  dividing its usual spindle speed by the number of 

revolutions per piece : 

A 

= 

5550/850 

= 

6.6 pieces/minute. 

Since the calculated production rate exceeds the assumed rate of 6 pieces/minute only very slightly , 

there is no need to recalculate the layout. 

Examples  are  given below  of  setup calculations  for  the  machining  of  the 

central  pinion  and  the  cannon pinion. 

The  layout for the  c entral  pinion makes  us e  of all  five tools  on the  tool 

head  and  of one  tool  on a  horizontal  attachment.  This  last  tool forms  an 

undercut  which s e rves  for  s taking a  gear  on the  1 . 5 0· 0 . 0 1  diam eter. 

The  0 . 1 5  mm undercut s e rves  to  ensure a  well- defined s eat of the gear 

against the face of the  fitting  shoulder on the pinion .   This  undercut  is 

machined by tool No .  4 .  

The  external  diameter i s  not  turned  s ince  gear teeth are later cut  on it 

and  it has  an  appropriate  allowance .  

A fter the  end o f  the  calculation the  sums o f  all  advancing and  retracting 

headstock and  tool  motions  are  checked and should be  equal  to  zero .  

Laying 

out cams .  Laying out the  cams  consists  i n  transfe rring the  cal ­

culated  data f rom  the  .operation sheet to  a  s eparate  sheet of paper and plot­

ting the cam p rofile.  The  maximum  and  minimum  cam circles  are trac ed 

and,  for the  rocker  cam ,  an  interm ediate  circle  with  R 

= 

4 5  

mm  is also 

drawn.  Beginning f rom  the  vertical axis and continuing in a  clockwise  di­

rection,  the  values  of the rotation angles  given  in  the  operation sheet are 

suitably  marked. 

1 3 6