CNCのスピンドルモーターを交換する-2

スピンドルモーターにはER11が付いているので、プーリーを介さずに直接取り付けてもよいが、せっかくプーリーで3倍速にできる仕組みになっているので、12000回転×3倍、夢の36000回転?になるよう設置してみる。
まぁ中華製なので、実際は10000回転くらいまでしか回転は上がらないだろうが、それでも十分な回転速度である。
ただスピンドル部分の耐久性が未知数なのと、ベルト駆動でそこまでの回転数に耐えられるのか不明・・・。

現在CNCに付いている金具では、中華製のスピンドルモーターは取り付けできない。
金具を加工してもよいが、「やっぱりだめじゃん」となった場合、現状復帰ができなくなるので、新たに金具を作成することにした。
金具の材料は4mm厚のアルミ板だ。CNCで加工できる大きさを超えているので、残念ながらCNCで切削できない。
糸のこで切ってもよいが、手が痛くなりそうなので(笑)、アルミの加工サービスを利用することにした。
きりいたドットコムというサービスを利用した。
現行の金具をノギスで計測して、CADでさらっと作図する。
そのデータを送るだけで、加工してくれる。加工はレーザー加工で切り抜くらしい。
値段は送料込みで4,000円弱。オーダーメイドにしては安いと思う。

注文してから10日後に届いた。
公差は±0.5mmとのことだが、かなり高い精度で加工できている。
元の金具とサイズはぴったりだし、スピンドルのネジもぴったりだ。
アルミだけでなくステンレスの切り抜きもできるので、時計のミドルケース製作のベースにも使えるかもしれない。
もっとも、加工は切り抜きだけなので、いろいろ加工は必要だが、板からつくるより楽になる。

左が今回作成した金具、右が元の金具 モーター取り付け部分が異なる。

CNCのスピンドルモーターを交換する-1

現在、スピンドルに使用しているモーターは、日本電産サーボのDME44SAで、スペックは、9.2W 12V 3600回転 である。
メイドインジャパンで品質は良い。
これをプーリーで3倍に増速しているので、理論上は10800回転である。

時計の部品をつくるのに、スピンドルの回転数が10800回転では、十分とは言えない。
エンドミルは、その構造上、刃の中心にいくほど刃の切削速度が遅くなり、恐ろしいことに中心部分の切削速度はゼロなのだ。
0.2mmなどの極小エンドミルは、全体が中心みたいなものなので(笑)、スピンドルの回転速度を上げないとまともに切削できない。

高速回転するスピンドルモーターは、ナカニシのスピンドルモーターが良いようだが、値段は安くても15万円くらいするし、別途5万円くらいするインバーターも購入しないといけない。貧乏リーマン(笑)の私には無理だ。

アマゾンで中華製のスピンドルモーターが6,000円くらいで売っているので買ってみた。
スペックは、400W 48V 12000回転である。従来使用していたモーターとは比べ物にならないパワーと回転速度だ。
48Vの電源も購入した。あと電圧を調整するダイヤルも購入した。これらも中華製で爆安だ。
ものづくり大国、中国の勢いを感じる。


久しぶりに時計づくりを再開した

久しぶりに時計づくりを再開した。
なぜ時計づくりを休んでいたかというと、金欠で時計修理に時間をとったことと、時計作りのモチベーションが続かなかったからだ。
時間をかけて部品をつくったのに、それが失敗作となると、モチベーションが続かないのだ。

今回は設計を大幅に見直した。
ユニタスに収まるよう、トゥールビヨン・キャリッジのサイズを小さくした。
また、前回の設計ではトゥールビヨン・キャリッジの柱部分は、時計旋盤を使って別途作成していたが、今回は一体型にした。
一番の理由は、浅岡さんの設計がそうなっていたからだが・・・他の理由として、柱を圧入するときの精度にばらつきが出るので、それを解消したいのと、製作時間の短縮である。
時計旋盤で1/100mmの精度で柱を3本作って圧入するのに、なんだかんだで3時間くらいはかかる。
で、それが失敗作になると、モチベーションは一気に下がるのだ。
CNCの切削でも1時間半くらいかかるが、切削中は、ひと眠りしたり、ヤフオクで時計を探したり(笑)自由にできるので、その差は歴然である。

で、つくったのはこちら。
上部の柱が大きいのはウェイト(重し)を意識している。

今回の加工で、改めて認識したのは、CNCの加工精度だ。
円柱が上にいくほど細くなっている。
また、柱の先の細くなっている部分の小さい丸が完全な丸にならない。
原因は不明である。エンドミルをロングタイプに変えてみたが、改善されない。
現在は1mmのエンドミルで仕上げ加工をしているが、さらに細いものに変えたり、切削速度を下げたりすると改善されるかもしれない。

とりあえず、上にいくほど柱が細くなっても問題ない設計に変更した。切削はまだしていない。

Autodesk Fusion 360

トゥールビヨンの設計は2次元CADでやっている。理由は3次元CADは難しそうだから。

少し時間があったので、Autodesk Fusion 360に挑戦してみた。
Autodesk Fusion 360は、AutoCADで有名なオートデスク社の3次元CADソフトで、ホビーユースなら無料で使えるという、神みたいなソフトだ。マジ神(爆)

3年くらい前の安物パソコンなので、ソフトの起動に5分くらいかかる。一度起動したらそんなに遅くない。
操作は視覚的で、説明書を読まなくてもだいたいの操作は分かる。分からないところだけ、ネットで調べればなんとかなる。
図面はクラウドに保存されるようだ。

で、作図したのがこちら。3次元CADの初心者でも、1日弱でここまで描ける。
ただし、テンプやガンギなど部品は、ユニタスの3次元データがあるので、それを利用している。(このユニタスのデータ。寸法は正確ではないと思うが、使えなくはない。)

3次元CADは難しくない。
しかし、製作→設計ミス発見→図面修正→切削データ作成 を、ぱっとできるのは、使い慣れた2次元CADの方だ。
やっぱり2次元CADがいいや(笑)

BULOVA ROYAL OAK

BULOVA ROYAL OAK
ジェラルドジェンタがブローバに在籍していたときにデザインしたと言われている、もう1つのロイヤルオークだ。
不動品をヤフオクで1万円くらいで購入。

ベゼルが完全な8角形ではなく、縦に長い8角形だ。
ロイヤルオークとパテックのノーチラスのいいとこどりと言えなくもない。(笑)
ケースやベルトのつくりは、なかなか良く、本家と比べて見劣りしない。
しかしこの時計・・・何か物足りない。理由は針が細いのと、文字盤がフラットだからだろう。

クオーツの回路がお亡くなりになっていた。
ムーブメントはESA 944.111。e-bayを見たら同じムーブの時計はあるが、あんまりお金はかけたくない。さらに調べてみると、ESA 944.111は、ETA 2852とカレンダーまわりの部品が同じみたい。
在庫にETA 2852系があったので、ESA 944.111と比べてみると、ムーブメントの直径や厚みが同じだ。驚くことに、カレンダーの位置、文字盤の足の位置、3針の穴のサイズ、さらにキドメの位置まで同じだ。クォーツと手巻きで互換性があるとは。
で、手巻きムーブに置換した。ぴったりはまった。ついでに、オリジナルの竜頭は手巻するには小さすぎたので大きめの竜頭に交換した。

トゥールビヨン キャリッジの組み立て(2回目)-1

キャリッジ2回目、いい感じだと思ったが・・・固定した4番車とガンギ車との間隔が大きすぎた。
他にも細かい設計ミスがあったので、新たにキャリッジをつくりなおす。
主要部品はCNCで切削できるので、電子レンジでチン感覚ですぐに部品がつくれる。
シンプルな切削なので、2つの部品の切削時間は20分程度だ。
時計旋盤でつくる部品は、デジタルゲージの効果で、簡単に1/100の精度でつくれる。
さて、今度はうまくいくだろうか。

この写真は失敗作

トゥールビヨン キャリッジの組み立て(2回目)

2回目のトゥールビヨンキャリッジの組み立て。

穴石を入れるのに何度も穴石を割ってしまう。
穴が小さすぎるのだ。しかし穴が大きすぎるとガバガバになり穴石が固定できないので微妙なさじ加減が必要である。
リーマーで少しづつ削りながら調整する。
ユニタスの穴石はストックが無くなってしまった。P7000の穴石が使えるようなのでそれを使う。

テンプもガンギもいい感じでセンターが出ている。
ガンギを手でまわすとテンプが動く。
もしかしたらいけるかもしれない。

トゥールビヨン キャリッジの製作(2回目)

2回目のトゥールビヨンのキャリッジ製作。
前回はテンプとガンギの上下の穴石のセンターがあわず失敗だったので、設計と加工方法を見直した。

設計は、部品の圧入を増やしてネジの数を減らしたり、全体的に強度を上げたり、精度の高い組み立てができる工夫をした。

加工は、組み立てた状態で穴をあけることで精度を上げる工夫をした。
ガンギ車の穴は、組み立てた状態でCNCに両面テープで固定し、ドリルで上穴を基準に下穴をあけた

テンプの穴は、時計旋盤に固定して上穴をあけた。超高速回転するトゥールビヨンだ。(笑)

時計旋盤のデジタル化

時計旋盤はクロススライドを使うことが多い。
クロススライドは、手バイトより簡単に精度の高い加工ができる。
便利なのだが目盛りを数えながらダイヤルをまわすのは効率が悪い。
ダイヤルの1目盛りは0.05mmなので、例えば2.0mm進めるには40回数えないといけない。
そこでデジタルマイクロメータを加工し、それで目盛りを読み取れるようにした。マイクロメータの加工は、先とでっぱりをカットしただけ。固定は両面テープ。

テールストックもデジタル化した。これでドリルの穴の深さが分かるようになった。これはかなり便利になった。
マクロメータはアマゾンで1,280円のプラスチック製。これで十分だ。

バイトは、ヤフオクで買った超硬ロウ付けバイトをつかっている。
シャンクは6.5mmなので、そのままではクロススライドに取り付けできないので、少し工夫して固定している。
2種類のバイトをオフセットして取り付け、バイトを交換しなくても2種類の加工ができるようにしている。

筒カナ締め

ヤフオクで中華トゥールビヨンを落札した。
遅れが生じることを承知しての落札。30,000円くらいだった。
確かに結構遅れる。半日で30分くらい遅れる。しかしタイムグラファーにかけると歩度はそんなに悪くない。

置きまわりが発生しているのだ。
置きまわりは、ツツカナがゆるんでいるとき発生する。
時間合わせをしたとき、やたら軽く感じるのですぐに分かる。

ツツカナを締めればよいのだが、過去に3回くらい失敗している。
ツツカナを締めようとして、ツツカナが割れたり、締めすぎたりした。
いずれも、筒カナ締めという、ヤットコのような道具を使って失敗した。

筒カナ締めで筒カナを締めてはいけない。変な話だけど。
ヤットコでは微妙な力加減ができないからだ。
名前に騙されてはいけない(笑)

ツツカナを締めるにはポンス台を使うのがよい。
あと、念のため、筒カナの中心に棒を通して締めすぎないようにするとよい。
やり方は、こちらのホームページに詳しい説明がある。

で、トゥールビヨンだが、ポンス台を使うこことで、うまく筒カナを締めることができた。