Siêu tinh và đánh bóng

Đá mịn hoặc nỉ đánh bóng loại bỏ những đỉnh nhấp nhô cực nhỏ cuối cùng

Siêu tinh gia công và đánh bóng là các bước mài mòn nhẹ nhàng nhất: chúng lấy một bề mặt đã mài rồi gọt bỏ những đỉnh nhấp nhô cực nhỏ cuối cùng. Siêu tinh gia công giúp con lăn ổ trục và cổ trục khuỷu chạy êm hơn và bền hơn; đánh bóng cho vòi nước, vỏ đồng hồ và implant y tế độ sáng bóng như gương. Cả hai chỉ lấy đi vài micromet hoặc ít hơn.

Ảnh: Mgeurts, CC BY 3.0, qua Wikimedia Commons

siêu tinh gia công và đánh bóng · dụng cụ và biên dạng bề mặt phóng đạiCác số trong vòng tròn khớp với các bước bên dưới; hàng dưới phóng đại bề mặt để bạn thấy mỗi bước lấy đi những gì.

Cách hoạt động

Bắt đầu từ bề mặt đã mài. Chi tiết đến nơi đã được mài đúng kích thước. Dưới kính hiển vi, bề mặt của nó vẫn là một cánh đồng những đỉnh nhỏ và vết xước.
Ép nhẹ một viên đá mịn. Trong siêu tinh gia công, một viên đá hoặc màng mài với hạt mài rất mịn (các hạt mài nhỏ li ti) được ép nhẹ nhàng vào chi tiết đang quay.
Dao động nhanh. Viên đá rung qua lại bằng những nhát ngắn, nhanh, nên các hạt mài của nó cắt ngang qua vết mài cũ và gọt bỏ các đỉnh.
Để nó tự dừng. Khi các đỉnh biến mất, viên đá bắt đầu trượt trên một màng dầu và việc cắt gần như dừng lại. Các rãnh trũng vẫn còn, và sau này chúng giữ chất bôi trơn.
Đánh bóng cho sáng. Để đẹp, một bánh vải quay (nỉ đánh bóng) tẩm sáp mài (hạt mài mịn trong thỏi sáp) được ép lên chi tiết, qua các cấp mịn dần, cho đến khi nó phản chiếu như gương.

Thông số chính

Vật liệu: Thép đã tôi, thép không gỉ, đồng thau, nhôm, chi tiết mạ crom, kim loại quý
Chi tiết thường gặp: Siêu tinh gia công: vòng ổ và con lăn, cổ trục khuỷu và trục cam, ty piston. Đánh bóng: hầu như mọi hình dạng, phẳng hay cong
Kích thước chi tiết: Từ chi tiết đồng hồ đến trục cán và thanh dài vài mét
Độ chính xác: Siêu tinh gia công lấy đi khoảng một micromet và hầu như không đổi kích thước; đánh bóng nhắm đến vẻ ngoài, không phải kích thước
Bề mặt hoàn thiện: Siêu tinh gia công đạt độ nhám cỡ Ra 0,01–0,1 µm; đánh bóng cho bề mặt gương
Số lượng phù hợp: Siêu tinh gia công: dây chuyền sản xuất hàng loạt. Đánh bóng: từ chiếc đơn lẻ làm tay đến dây chuyền tự động hoặc robot
Chi phí khuôn dụng cụ và máy: Đá, màng mài, nỉ và sáp mài là vật tư tiêu hao rẻ; máy tự động là khoản đầu tư đáng kể
Tốc độ: Siêu tinh gia công: vài giây đến dưới một phút mỗi bề mặt. Đánh bóng: vài giây bằng máy đến hàng giờ bằng tay

Ưu điểm và hạn chế

Ưu điểm

Bề mặt rất nhẵn giúp giảm ma sát, mài mòn và tiếng ồn trong ổ trục và trục
Siêu tinh gia công giữ lại các rãnh trũng, nơi chứa dầu
Ít nhiệt nên bề mặt đã tôi không bị hư hại
Đánh bóng làm chi tiết đẹp hơn và dễ vệ sinh hơn

Hạn chế

Không sửa được sai số kích thước hay hình dạng; chi tiết phải được mài chính xác từ trước
Siêu tinh gia công cần đầu gia công hoặc máy riêng cho mỗi loại chi tiết
Đánh bóng bằng tay chậm, đòi hỏi tay nghề và có thể làm tròn các cạnh sắc
Bụi đánh bóng và sáp mài đã dùng phải được hút và xử lý

Ứng dụng

Ổ biVòng ổ bi và ổ đũa, con lăn
Ô tôCổ trục khuỷu và trục cam, ty giảm xóc
Y tếImplant khớp háng và đầu gối, dụng cụ phẫu thuật
Hàng tiêu dùngVỏ đồng hồ, trang sức, vòi nước, đồ nấu ăn
Thủy lựcTy piston và bề mặt làm kín

Cách nhận biết

Cổ trục siêu tinh gia công trông sáng nhưng hơi như sa tanh, không thấy vết mài.
Chi tiết đánh bóng phản chiếu khuôn mặt bạn như gương, thường có những vệt xoáy mờ khi nhìn dưới ánh sáng xiên.
Các cạnh bo tròn, mềm trên chi tiết kim loại trang trí gợi ý đã được đánh bóng bằng nỉ.
Trên ổ trục, đường chạy sáng hơn rõ rệt so với các mặt mài xung quanh.

So sánh với

Mài5.7đặt kích thước và hình dạng trước; siêu tinh gia công và đánh bóng chỉ tinh chỉnh bề mặt của nó.Mài khôn5.8cũng chà chậm tương tự bằng đá, nhưng bên trong lỗ khoan và lấy đi nhiều vật liệu hơn.Mạ điện11.5cũng cho bề mặt sáng bóng, nhưng bằng cách thêm một lớp kim loại thay vì loại bỏ các đỉnh.

Xem video

Supfina · Một bài giải thích rõ ràng về nguyên lý của nhà sản xuất

Cutting Tool Engineering · Siêu tinh gia công các chi tiết ổ trục trong sản xuất

Balu Forge Industries Ltd · Gia công mài mòn hoàn thiện cổ trục khuỷu trong nhà máy

Avid Welder · Đánh bóng bằng tay qua các cấp hạt mài mịn dần cho đến khi sáng như gương

Xem ảnh thật

Wikipedia: Superfinishing — nguyên lý cùng các biến thể xuyên suốt và cắm vào, tổng quan kèm ảnh
Wikipedia: Polishing (metalworking) — cỡ hạt, bánh nỉ đánh bóng và sáp mài, kèm ảnh
Tìm ảnh trên Wikimedia Commons

Ghi nhớ

Các bước này chỉ lấy đi những đỉnh nhấp nhô cực nhỏ cuối cùng của bề mặt đã mài.
Siêu tinh gia công cải thiện chức năng: chạy êm hơn, tuổi thọ dài hơn, dầu được giữ trong các rãnh trũng.
Đánh bóng cải thiện vẻ ngoài: bề mặt gương được tạo nên qua các chất mài mịn dần.