Trả lời trực tiếp: Ba nguyên công tinh này đều bóc vật liệu bằng hạt mài nhưng khác ở cách dẫn hạt mài. Mài khôn ép thanh mài nở ra tì vào thành lỗ, tạo vết chéo đặc trưng; nghiền dùng hạt mài rời giữa chi tiết và đĩa nghiền; siêu tinh cho đá dao động biên độ nhỏ trên mặt đang quay.
Nội dung thuộc chuyên trang Gia công CNC của cokhi.net, cụm Mài — ở góc nguyên lý bóc tách, không giới thiệu thiết bị hay vật tư mài của nhà cung cấp nào.
Vì sao còn cần nguyên công tinh sau khi đã mài?
Nguyên công mài bóc vật liệu bằng vô số lưỡi cắt ngẫu nhiên trên đá mài, và đá quay quanh một trục do máy dẫn hướng. Vì thế chất lượng bề mặt và độ chính xác hình dạng bị chặn bởi hai thứ: độ đảo của trục đá và độ cứng vững của máy. Cấp chính xác điển hình mà mài đạt tới trình bày ở bài mài chính xác.
Ba nguyên công bàn ở đây phá bỏ ràng buộc đó theo cùng một cách: không để máy dẫn hướng cứng dụng cụ, mà cho dụng cụ tự định vị theo chính bề mặt đang gia công. Thanh mài khôn nở đều ra tì vào thành lỗ; đĩa nghiền áp lên chi tiết qua lớp hạt rời; đá siêu tinh tì lên mặt trụ với áp lực nhỏ. Nhờ vậy sai lệch của máy ít truyền vào chi tiết hơn, và cái được cải thiện chủ yếu là hình dạng bề mặt cùng độ nhám, chứ không phải vị trí của bề mặt đó so với các bề mặt khác.
Ba nguyên công dẫn hạt mài theo cách nào?
| Nguyên công | Hạt mài nằm ở đâu | Chuyển động đặc trưng | Cái nó cải thiện rõ nhất |
|---|---|---|---|
| Mài khôn (honing) | Gắn cố định trên thanh mài, thanh nở đều ra tì vào thành lỗ | Vừa quay vừa tịnh tiến lên xuống, tạo vết chéo đan nhau | Độ tròn và độ trụ của lỗ, cùng độ nhám thành lỗ |
| Nghiền (lapping) | Hạt rời trôi tự do giữa chi tiết và đĩa nghiền | Chuyển động tương đối không lặp lại theo một quỹ đạo cố định | Độ phẳng hoặc độ tròn rất cao, bề mặt rất nhẵn |
| Siêu tinh | Gắn trên đá, đá tì nhẹ lên mặt đang quay | Đá dao động qua lại với biên độ nhỏ theo phương dọc trục | Bóc lớp bề mặt hư hại do mài để lại, hạ độ nhám |
Bảng nêu quan hệ cách dẫn hạt mài – chuyển động – kết quả; bảng không nêu trị số độ nhám hay lượng dư bóc đi, vì các trị số này phụ thuộc vật liệu, cỡ hạt và chế độ của từng nguyên công cụ thể. Bảng tra độ nhám theo phương pháp gia công nằm ở bài tra độ nhám bề mặt Ra/Rz, còn cách ghi yêu cầu độ nhám lên bản vẽ nằm ở bài ký hiệu độ nhám trên bản vẽ.
Vết chéo khi mài khôn có tác dụng gì?
Đây là điểm hay bị hiểu ngược. Ở phần lớn bề mặt trượt, người ta muốn càng nhẵn càng tốt; nhưng thành xy-lanh sau mài khôn lại cố ý giữ một mạng vết chéo đan nhau, và đó là yêu cầu kỹ thuật, không phải khuyết tật.
Lý do nằm ở màng dầu. Một bề mặt nhẵn tuyệt đối không giữ được dầu: dầu bị đẩy ra khỏi vùng tiếp xúc và màng bôi trơn đứt. Các rãnh chéo nhỏ đóng vai trò hồ chứa dầu, cấp dầu liên tục cho phần diện tích tiếp xúc thật giữa hai chi tiết, đồng thời dẫn phoi mòn ra khỏi vùng làm việc. Cùng nguyên lý màng dầu và hệ quả khi màng dầu không hình thành đủ trình bày ở bài bôi trơn ổ và màng dầu.
Đây cũng là lý do góc của vết chéo được kiểm soát chứ không thả tự do: nó là kết quả của tỷ lệ giữa tốc độ quay và tốc độ tịnh tiến của đầu mài khôn.
Nguyên công nào sửa được sai lệch hình dạng, nguyên công nào không?
Phân biệt này quyết định việc chọn đúng nguyên công. Sai lệch hình dạng — độ tròn, độ trụ, độ phẳng — thuộc nhóm dung sai hình dạng trình bày ở bài nhóm dung sai hình dạng GD&T. Sai lệch vị trí thì khác: nó nói bề mặt này nằm đúng chỗ so với bề mặt kia hay không.
Mài khôn và nghiền cải thiện được sai lệch hình dạng, vì dụng cụ tì đều lên bề mặt nên chỗ nhô cao bị bóc nhiều hơn chỗ thấp. Nhưng chính đặc điểm "tự định vị theo bề mặt" khiến chúng gần như không sửa được sai lệch vị trí: nếu lỗ đã bị lệch tâm hoặc nghiêng so với chuẩn từ nguyên công trước, mài khôn sẽ làm lỗ tròn hơn và nhẵn hơn nhưng vẫn giữ nguyên chỗ lệch đó.
Hệ quả thực tế: nếu bản vẽ đòi vị trí lỗ, phải giải quyết ở nguyên công tạo lỗ chứ không trông vào nguyên công tinh. Đây là một phần của việc phân bổ dung sai theo chuỗi nguyên công, trình bày ở bài kiểm soát dung sai trong gia công CNC.
Câu hỏi thường gặp
Mài khôn có làm to lỗ ra không? Có, vì nó vẫn là nguyên công bóc vật liệu. Lượng bóc rất nhỏ so với mài nhưng khác không, nên lượng dư cho mài khôn phải được tính trước từ nguyên công trước đó. Bỏ qua bước này là lý do phổ biến khiến lỗ vượt dung sai sau khi mài khôn.
Nghiền và đánh bóng có phải là một không? Không. Nghiền vẫn bóc vật liệu bằng hạt mài để đạt độ phẳng hoặc độ tròn, còn đánh bóng chủ yếu nhắm tới vẻ ngoài và độ phản chiếu, có thể làm nhòe cạnh và không bảo đảm hình dạng. Các phương pháp làm nhẵn bề mặt vì mục đích chống bám bẩn hoặc chống ăn mòn thuộc nhóm khác, xem bài xử lý bề mặt kim loại.
Chi tiết đã tôi cứng thì còn mài khôn được không? Được, và đó là trường hợp dùng phổ biến nhất — nguyên công tinh bằng hạt mài không phụ thuộc vào việc cắt gọt bằng lưỡi dao nên độ cứng cao không cản trở. Điều cần chú ý là chi tiết phải ổn định về kích thước sau nhiệt luyện, xem các dạng biến dạng và cách kiểm soát ở bài nguyên lý tôi, ram và thấm cacbon.