制表：机械师的观点

Cameron Weiss 蹲在办公桌前，透过目镜凝视，几乎没有注意隔壁房间里的机床。受过瑞士培训的制表大师通常忙于抛光、打磨、检查和组装成百上千个销钉、齿轮、弹簧和杠杆，这些销钉、齿轮、弹簧和杠杆进入了为每个豪华钟表提供动力的机械“机芯”。

这并不是说 Weiss 先生不欣赏这些机床在实现他的梦想中所起的关键作用：打造自己的手表品牌，一个毫无歉意地基于他自己的艺术理想的手表。正如在脸上印上他的姓氏意味着某种审美一样，“加利福尼亚州洛杉矶”这个标签暗示着一种根深蒂固的愿望，即恢复国内行业的声望，随着更便宜、更准确的石英机芯的出现，该行业在很大程度上崩溃了。 1960 年代。对于 Weiss 先生来说，恢复这种声望不仅意味着在这里组装零件，还意味着在这里制造它们。

这就是 Weiss Watch Co. 需要机床的原因。对于创始人的所有技能，利用数百年的技术来​​手工制作零件，例如用于机芯的黄铜主板、将这些机芯固定到位的桥板和外壳将非常昂贵且耗时。这也将是对不仅制作艺术，而且使艺术易于获得的目标的诅咒。 Weiss 先生说，如果没有灵活的现代加工技术，就不可能在最终确定和生产设计之前迭代多个原型，目前每个系列的数量在 5 到 500 之间。

执行这项工作的三轴 VMC 和瑞士型车床位于与公司位于托伦斯的 2,100 平方英尺办公园区相邻的车库中。机床的唯一程序员和操作员是 Grant Hughson，他是切削刀具制造商山特维克可乐满的前应用工程师，也是 Weiss 先生在一个独立实体中的业务合作伙伴：Pinion Precision Technology。合作伙伴对 Pinion Precision 的目标是雄心勃勃的：为 Weiss 品牌以外的钟表生产零件。具体来说，他们希望利用 Swatch 留下的预期空白，Swatch 是瑞士著名的零件供应商，正在放弃这项业务，专注于制造完整的手表。

Weiss 先生说，我们有充分的理由相信 Pinion Precision 有能力完成这项工作。 Weiss Watch Co. 早期的一个教训是，当他还在厨房的餐桌上用几乎所有瑞士部件组装机芯时，其他机械厂通常不习惯制作艺术品。 “我们制造的每个零件不仅必须在非常严格的公差范围内；它还必须具有视觉吸引力，”他说。

他继续说，在过去，商店自信地接受了 Hughson 先生现在在内部做的那种工作，只是努力以具有成本效益的方式完成这项工作。这包括一些公司已经习惯了小零件（大多数小齿轮的尺寸小于 1 毫米）、高精度（对于某些孔-小齿轮交叉点为 +0.0002/-0 英寸）和光滑的表面光洁度（通常为 16 RA 或更光滑）。事实上，他回忆起一个例子，当时一位潜在供应商因原型订单的周转时间出乎意料地冗长而感到羞辱，以至于它免费提供零件。

Hughson 先生补充说，这项工作的难度不仅仅是满足严格的规范。毕竟，有人可能会说机械师天生就是为这样的挑战而生的。更困难的是遵守看似主观的质量标准。同样，以非常规、违反直觉的方式执行操作，以支持艰苦的手工修整流程。

作为艺术的零件

很少有机械厂用他们的工具路径进行绘画，但 Weiss Watch Co. 的工作需要它。在上面幻灯片中所示的黄铜桥部件上，必须注意每一个漩涡和线条，标准刀具路径通常不会切割它，无论测量的公差或表面光洁度如何。 “对于所有的精加工策略，在大多数情况下，实际上是在绘制几何图形，”休森先生说。 “刀具路径必须走特定的路线——你不能只点击一个区域就说‘把这个放在口袋里’”

他引用日内瓦条纹图案作为一个特别好的例子，说明美学如何使外包加工变得困难。在上面幻灯片的开场照片中可以看到，这些横跨主板和桥板的宽对角带在视觉上的吸引力主要来自平行的内部工具标记，这些工具标记向与相邻条纹的交叉点弯曲，但从不跳过间隙。 Hughson 先生说，内部线条的形状以某种方式形成，既具有视觉吸引力，又能捕捉机芯内部的灰尘，并且在每条条纹之间保持清晰的边界是必不可少的。在轧机而不是专用的日内瓦划线机上切割这些特征需要他所说的非常规的编程方法。例如，他没有在车间的 FANUC Robodrill VMC 上使用恒定步距，而是采用全宽开槽切割，然后用另一条全宽开槽路径重叠该切割的一半。

从那里，没有特定的测量或测量系列可以明确地确定条纹是否正确。这是一个纯粹的视觉标准，Weiss 先生使用显微镜根据选定的理想来评估加工后的图案。更重要的是，在新机芯的开发过程中，表带的宽度和间距会因机芯与机芯以及原型与原型的不同而略有不同。某些零件特征还必须从黄铜方形的某些部分切割下来，尺寸为 2 x 2 x 0.125 英寸，以确保组装机芯后的一致条纹。更复杂的是，距离太近的特征不会为切削工具留出足够的空间，而那些距离毛坯边缘太近的特征会遇到难看的工具入口和出口标记。

确保工具能够接触到各种主板和桥的特征对于倒角边缘以防止毛刺形成也很重要。 Weiss 先生在某些情况下更喜欢用手去毛刺，但许多零件太小且易碎。 Hughson 先生说，他花了很多时间制定策略，以制定如何保持清洁表面或确保毛刺以不破坏手工的方式形成。例如，某个特征可能是从零件的另一侧加工而不是最初预期的，或者轮廓切割可能不会完全穿透零件以防止毛刺推到另一侧。

休森先生说，这并不是说不可能为手表部件开发可靠、可重复的加工工艺。然而，这样做的能力受限于两台机床和一名程序员/操作员（团队的其他成员包括负责营销的 Weiss 先生的妻子 Whitney；以及 Weiss 先生的制表学徒 Lisa Odland，以及前台管理员克里斯蒂布罗德森）。同时，工作的复杂性对于不专注于此的外部商店来说可能是一项艰巨的任务。规模化生产是目标，但艺术根本不能妥协。

腾出时间

鉴于外包的现实，Hughson 先生负责加工工艺开发的最大份额。较大的零件来自 Method Machine Tools 的 Robodrill。最小、最复杂的部件通常用于他所谓的“装饰式”瑞士型车床：从瑞士进口的九轴 Tornos Swiss Nano，具有许多非常适合制表的非标准功能。例如，两个单独控制的高频铣削主轴分别提供 60,000 和 80,000 rpm 的转速——即使是最小的刀具也能有效铣削。除其他功能外，组合工具机床还提供同步工件夹持和铣削主轴以进行滚齿操作的能力，以及用于去除微小零件的真空管系统。

尽管如此，尽快迭代原型不仅需要正确的技术，还需要本土的独创性。例如，在 Tornos 上，即使是像 0.03 英寸纵切锯这样的工具也只能在需要更改设置时才能发挥作用。 “你甚至不能把你的拳头放在主轴和副主轴之间，”休森先生说，他解释说，有时很难看出一个微小的特征是否已经被加工，甚至一个零件是否已经被转移到副主轴后加工操作中。 .更重要的是，单个零件可能需要使用多达 10 种不同的切削刀具进行操作，每种刀具都有自己的偏移量，并且同一刀具的偏移量根据其接近矢量而不同。通过将每个工具与一张接触纸接触来设置这些偏移量——这是避免损坏易碎、昂贵的部件以及易碎、昂贵的工具的关键步骤——可能是一个耗时的提议。

这就是为什么休森先生很早就决定他不会拥有它的原因。取而代之的是，他在平面 LCD 上清晰的工作区图像引导下视觉设置偏移，该图像足够详细，可以查看粘在工件上的单个切屑，这些切屑仅从主轴导套或副主轴微型卡盘中伸出。该图像由安装在滑轨上的刀架中的微型显微镜摄像头生成。 “我设置了所有工具，调出每个工具的库存偏移，检查并根据需要进行调整。没有必要触发任何事情，”他说。这个自主研发的系统还让您高枕无忧，因为程序可靠，一切都已正确设置和加工。

在 VMC 上，工件夹持一直是加速原型迭代的最重要进展的焦点。具体来说，Hughson 先生更喜欢专注于确保夹具和机器之间的准确、可重复的接口，而不是像他的原始设计中的精密定位销那样在零件和夹具之间的接口上投入太多精力。毕竟，原型制作通常需要从机器上取下零件进行检查。只要夹具位置与其原始位置的差异不超过千分之几英寸，在机探测就可以快速自动更新零件周围的工件偏移。

作为一名前山特维克员工，他自然而然地转向修改 Capto 快速更换工具毛坯，以提供机器和原型工件夹持之间的关键接口。与仅依靠可重复的配合相比，这种策略更容易确保相对零件侧的特征相对于彼此正确定位。夹具设计可以更宽容，工件夹具磨损或损坏的影响不那么严重，问题更容易解决。

领先一步

该杂志的封面上描绘了该公司首款几乎完全由美国零件制造的机芯：为 American Issue Field Watch 提供动力的 CAL 1003。这个镀金的第一个版本仅限于 50 件。现在，该机芯进行了第四次生产迭代，其跳动率比以前的版本更高，并且具有“黑客”机制，让 1,995 美元手表的用户可以随意启动和停止它。展望未来，目标是将仍在瑞士生产的最后几个部件——游丝和珠宝——的生产带到美国本土。 Weiss 先生说，虽然能力已经存在，但供应商需要有机会生产一定数量的产品，然后才会考虑这项工作。他和休森先生都希望从这里扩大规模是一个渐进的过程，就像从一开始一样。 “我们边走边学，”休森先生说。

可能是这样，但该公司在短短四年内取得了长足的进步。它遵循的模式基本上与它旨在恢复美国制表业声誉的模式相同。 Weiss 先生解释说，从 19 世纪中叶开始，Waltham Watch Co. 等美国公司用生产设备补充了瑞士大师的技术，使手表更便宜、更容易制造，同时又不影响工艺。随着石英机芯的出现，该行业衰落，但瑞士人设法保持了他们的机械传统，劳力士等品牌的持续成功主要是由欣赏手工组装钟表工程的爱好者推动的，其中包含数百个零件。通过利用与 Waltham 类似的策略（将旧世界的工艺与现代制造技术和技术相结合），Weiss Watch Co. 旨在吸引类似的客户，尽管他们特别欣赏“美国制造”标签。

制表师如是说。至于机械师，Hughson 先生非常乐意从事经常挑战传统零件加工方法的工作。如今，新奇并不是他唯一的动力来源。 “在许多高端制造业中，几乎就像你拥有隐藏的双重生活，因为你无法炫耀它，”他说。 “在制表业，我可以说，‘看看我手腕上的这台小机器：这就是我的工作！’对我来说，这是一件大事：为了它本身而制造出美丽的东西。”