Máy khoan, máy mài và máy chấn là ba máy cơ khí phụ trợ phổ biến nhất bên cạnh tiện/phay CNC trong xưởng gia công — mỗi máy giải quyết một nguyên công chuyên biệt mà tiện/phay không làm hiệu quả: khoan tạo lỗ, mài hoàn thiện độ chính xác/độ bóng bề mặt, chấn tạo hình góc trên kim loại tấm.
Nội dung thuộc chuyên trang Gia công CNC & cắt gọt của cokhi.net, ở góc nguyên lý cấu tạo chung — không so sánh hay tư vấn chọn mua máy của hãng cụ thể.
Máy khoan — cấu tạo cơ bản
Máy khoan đứng (drill press) gồm: thân/trụ máy đỡ toàn bộ kết cấu, đầu khoan (spindle head) mang trục chính quay mũi khoan theo phương thẳng đứng, bàn máy có thể nâng/hạ và xoay để định vị phôi, và cần điều khiển tiến dao (feed lever) hạ mũi khoan xuống phôi bằng tay hoặc tự động trên máy CNC. Máy khoan CNC hiện đại tích hợp thêm ổ chứa nhiều mũi khoan và hệ điều khiển số, nhưng nguyên lý cơ bản không đổi: trục chính quay, tiến theo phương thẳng đứng vào phôi cố định.
Máy mài — cấu tạo cơ bản
Máy mài gồm: thân máy chịu lực và giảm rung (yêu cầu cao hơn tiện/phay vì tốc độ vòng của đá mài rất lớn), trục chính mang đá mài quay tốc độ cao, bàn máy hoặc ụ mang phôi (tùy loại mài phẳng hay mài tròn), và cơ cấu sửa đá (dresser) dùng mũi kim cương định kỳ phục hồi bề mặt cắt của đá. Xem phân loại đầy đủ (mài tròn ngoài/trong, mài phẳng, mài vô tâm) và cách chọn đá mài tại chuyên mục Mài.
Máy chấn — cấu tạo cơ bản
Máy chấn (press brake) gồm: khung máy dạng chữ C hai bên, bàn trên mang chày chấn (punch) di chuyển lên xuống bằng thủy lực hoặc cơ khí, bàn dưới mang cối chấn (die) cố định, và hệ điều khiển góc chấn/hành trình (trên máy CNC, kiểm soát chính xác góc uốn và bù đàn hồi ngược — springback). Tấm kim loại đặt giữa chày và cối; chày ép xuống tạo góc uốn theo hình dạng cối đã chọn.
Phân biệt sâu: vì sao ba máy này không thể thay thế lẫn nhau
Ba máy giải quyết ba bài toán vật lý khác hẳn nhau: khoan là bóc vật liệu theo trục xoay tạo lỗ tròn, mài là bóc lớp vật liệu rất mỏng bằng hạt mài để đạt độ chính xác/độ bóng cao, chấn là biến dạng dẻo kim loại tấm không bóc vật liệu. Cố dùng máy phay để "chấn" (ép tạo góc) hay dùng máy khoan để "mài tinh" bề mặt đều cho kết quả kém hơn nhiều so với dùng đúng máy chuyên dụng — đây là lý do xưởng gia công đa dạng hóa thiết bị thay vì chỉ đầu tư một loại máy "vạn năng".
Sai lầm thực tế
- Dùng mũi khoan đã cùn tiếp tục khoan sâu. Mũi cùn sinh nhiệt lớn, dễ gãy giữa lỗ hoặc làm lỗ méo, lệch tâm — kiểm tra và thay mũi định kỳ rẻ hơn nhiều so với hỏng phôi.
- Bỏ qua bước sửa đá mài định kỳ. Đá mài "bít" (hạt cùn không bật ra được) làm mất khả năng cắt, sinh nhiệt cao gây cháy bề mặt — xem chi tiết tại chuyên mục Mài.
- Không bù đàn hồi ngược (springback) khi chấn. Kim loại luôn bật lại một phần sau khi nhả lực chấn — không bù đủ cho ra góc "mở" hơn góc đích, sai số tích lũy qua loạt lớn.
- Chọn cối chấn sai bán kính cho chiều dày tấm. Bán kính cối quá nhỏ so với chiều dày tấm gây nứt tại điểm uốn, tương tự nguyên tắc bán kính uốn tối thiểu ở máy uốn sắt cây — xem nguyên lý mâm uốn.
Thuật ngữ
- Feed lever (cần tiến dao): cơ cấu hạ mũi khoan xuống phôi trên máy khoan đứng.
- Dresser (dụng cụ sửa đá): mũi kim cương dùng phục hồi bề mặt cắt của đá mài.
- Punch / die (chày / cối): hai nửa khuôn của máy chấn, chày ép từ trên, cối cố định bên dưới định hình góc uốn.
- Springback (đàn hồi ngược): kim loại bật lại một phần sau khi nhả lực uốn/chấn.
Tài liệu tham khảo
Bài tổng hợp nguyên lý cấu tạo cơ bản, không trích số liệu định lượng cần dẫn nguồn riêng — số liệu cụ thể về độ nhám mài, dung sai chấn, tốc độ khoan theo vật liệu xem tại các bài chuyên sâu đã liên kết trong bài.
Cần đặt gia công khoan/mài/chấn theo bản vẽ, xem dịch vụ gia công cơ khí.