Đồng hồ so không đo kích thước tuyệt đối mà đo độ chênh: nó cho biết một bề mặt cao hơn hay thấp hơn chỗ khác bao nhiêu phần trăm milimét. Chính vì thế nó là dụng cụ của người gá đặt. Rà tâm một phôi trên mâm bốn chấu, rà thẳng ê tô trên bàn máy phay, kiểm độ đảo của một trục sau khi tiện, so chiều cao một loạt chi tiết với mẫu chuẩn: tất cả đều cần đồng hồ so, và tất cả đều sai nếu đồng hồ gá lỏng hay đặt sai góc.
Bài này phân biệt hai loại đồng hồ so chính, cách gá cho cứng, cách tránh sai số góc, rồi đi qua ba việc hay làm nhất ở xưởng: đo độ đảo, rà tâm phôi, rà ê tô. Mọi thao tác trên máy đều làm khi máy đã dừng hẳn, cần gạt ở số không, quay trục chính bằng tay.
Hai loại đồng hồ so và việc hợp với từng loại
Ở xưởng Việt Nam, "đồng hồ so" thường chỉ loại cán thẳng, còn loại có kim đo lắc gọi là đồng hồ so chân gập hay đồng hồ so cần. Hai loại không thay thế nhau hoàn toàn.
| Đặc điểm | Đồng hồ so cán thẳng | Đồng hồ so chân gập |
|---|---|---|
| Cách chuyển động | Trục đo tịnh tiến lên xuống | Kim đo lắc quanh một khớp |
| Hành trình | Dài, thường vài đến hơn chục milimét | Ngắn, dưới một milimét |
| Độ phân giải hay gặp | 0,01 mm, có loại 0,001 mm | 0,01 mm hoặc 0,002 mm |
| Hợp với việc | Đo so sánh chiều cao, đo độ đảo mặt ngoài, đo hành trình | Rà ê tô, rà lỗ, đo chỗ hẹp, mặt trong |
| Cách đặt đúng | Trục đo vuông góc với bề mặt | Kim đo gần song song với bề mặt |
| Điểm yếu | Cồng kềnh, khó vào chỗ hẹp | Sai nhiều nếu kim đặt góc lớn |
Đồng hồ so cũng là bộ phận chính của đồng hồ đo lỗ, dụng cụ dùng đo đường kính lỗ lắp ghép sau khi đã đặt 0 bằng vòng chuẩn hoặc panme. Nguyên lý vẫn là đo độ chênh so với một kích thước chuẩn, nên chất lượng phép đo phụ thuộc vào chuẩn dùng để đặt 0.
Gá đồng hồ cho cứng và đặt đúng góc
Cánh tay càng ngắn càng tốt. Đế từ và cánh tay khớp là nơi sinh ra nhiều sai số nhất. Cánh tay vươn dài, nhiều khớp, mỗi khớp hơi rơ thì đồng hồ rung theo rung động của xưởng và lệch khi chạm tay. Đặt đế từ gần chỗ đo, thu gọn cánh tay, siết chặt các khớp rồi gõ nhẹ vào đế xem kim có trở về vị trí cũ không.
Đế từ đặt trên mặt sạch, phẳng. Phoi dưới đế từ làm đế bập bênh. Đặt trên mặt sơn hay mặt cong làm lực hút yếu. Khi gá trên máy, đặt đế lên phần cứng vững như băng máy, bàn máy, không đặt lên nắp che mỏng.
Nén trước một đoạn. Với đồng hồ cán thẳng, cho trục đo nén vào một đoạn ngắn trước khi xoay mặt số về 0, để đồng hồ đọc được cả khi bề mặt lồi lên lẫn lõm xuống. Nén quá sâu thì hết hành trình khi gặp chỗ lồi, nén quá nông thì kim rời bề mặt ở chỗ lõm và đọc thiếu.
Sai số góc theo cosin. Đồng hồ cán thẳng đặt lệch khỏi phương vuông góc, hay kim của đồng hồ chân gập đặt dốc so với bề mặt, đều làm số đọc sai theo hệ số cosin của góc lệch. Góc nhỏ thì sai ít, góc lớn sai đáng kể. Một số hãng in bảng hệ số hiệu chỉnh theo góc trong hướng dẫn của đồng hồ chân gập; tốt nhất vẫn là chỉnh góc kim cho gần song song với bề mặt.
Đọc sau khi kim dừng hẳn. Khi quay chi tiết bằng tay, đọc ở vị trí kim dừng chứ không đọc lúc đang lắc. Quay chậm, đều, một chiều; đổi chiều quay có thể làm kim nhảy do khe hở trong cơ cấu.
Đo độ đảo hướng kính và độ đảo mặt đầu của trục
Độ đảo là tổng biến thiên số đọc khi chi tiết quay một vòng quanh trục chuẩn. Đó là con số trên bản vẽ khi người thiết kế ghi ký hiệu độ đảo. Quy trình cơ bản khi chi tiết đặt giữa hai mũi tâm hoặc trên hai khối V:
- Làm sạch lỗ tâm, mũi tâm hoặc mặt tựa khối V; bụi ở đây đi thẳng vào kết quả.
- Đặt đồng hồ cán thẳng vuông góc với bề mặt cần kiểm, trục đo hướng vào tâm chi tiết; với độ đảo mặt đầu, trục đo song song với đường tâm.
- Nén trước, xoay mặt số về 0 ở vị trí bất kỳ.
- Quay chi tiết chậm đúng một vòng, ghi số lớn nhất và nhỏ nhất. Độ đảo bằng hiệu hai số đó.
- Lặp lại ở các vị trí dọc trục mà bản vẽ yêu cầu, ít nhất ở hai đầu và giữa đoạn được kiểm.
- Ghi kết quả kèm vị trí đo và cách định chuẩn, vì cùng một trục đặt trên mũi tâm và đặt trên khối V có thể cho số khác nhau nếu lỗ tâm và cổ trục không đồng tâm.
Độ đảo hướng kính gộp cả độ lệch tâm lẫn độ không tròn của mặt cắt, nên một trục tròn hoàn hảo nhưng lệch tâm vẫn có độ đảo, và một trục đồng tâm nhưng méo cũng có độ đảo. Muốn tách hai thành phần cần phương pháp khác, bàn ở bài kiểm dung sai hình học trong cùng danh mục.
Đo so sánh trên bàn máp với căn mẫu
Tên gọi "đồng hồ so" đến từ cách dùng gốc của nó: so một chi tiết với một chuẩn. Đặt bàn máp sạch, chồng căn mẫu đến đúng kích thước danh nghĩa cần kiểm, gá đồng hồ trên giá đo có cột cứng, hạ đồng hồ chạm mặt căn mẫu, nén trước rồi xoay mặt số về 0. Sau đó rút căn mẫu ra, đưa chi tiết vào đúng vị trí. Số đọc chính là độ chênh của chi tiết so với kích thước danh nghĩa, dương là lớn hơn, âm là nhỏ hơn.
Cách này nhanh và chính xác hơn đo trực tiếp bằng thước cặp cho các kích thước chiều cao, chiều dày khi kiểm cả loạt chi tiết, vì sai số chỉ còn nằm trong một đoạn hành trình rất ngắn của đồng hồ và trong độ chính xác của căn mẫu. Điều kiện là căn mẫu, chi tiết và giá đo cùng nhiệt độ, mặt căn mẫu và mặt chi tiết sạch, và chuẩn được kiểm lại sau mỗi khoảng thời gian hoặc mỗi khi giá đo bị chạm mạnh. Ví dụ giả định: kiểm 50 tấm đệm dày 12 mm, đặt 0 trên chồng căn 12 mm, kiểm lại 0 sau mỗi 10 tấm, ghi số chênh từng tấm vào bảng.
Rà tâm phôi trên mâm cặp bốn chấu
Mâm bốn chấu độc lập cho phép kẹp phôi vuông, phôi lệch tâm, hoặc rà một mặt đã gia công cho đồng tâm với trục chính chính xác hơn mâm ba chấu tự định tâm. Đổi lại, người thợ phải rà bằng đồng hồ. Kẹp sơ bộ phôi cho gần tâm bằng mắt, đặt đồng hồ chạm mặt cần rà, quay mâm bằng tay đến chấu số một, xoay mặt số về 0.
Quay nửa vòng tới chấu đối diện, đọc số. Giả sử ví dụ giả định đọc được 0,12 mm, nghĩa là phôi lệch về phía chấu này 0,06 mm, bằng một nửa số đọc vì độ đảo là hai lần độ lệch tâm. Nới chấu phía nhỏ, siết chấu phía lớn sao cho kim dịch đi khoảng một nửa số đọc. Làm tương tự với cặp chấu còn lại, rồi lặp lại cả hai cặp vài lần vì chỉnh cặp này làm lệch nhẹ cặp kia. Khi tổng biến thiên một vòng còn trong mức yêu cầu, siết đều cả bốn chấu và kiểm lại lần cuối.
Hai lưu ý an toàn: không bao giờ để chìa vặn mâm cắm trên mâm sau khi rà xong, đây là nguyên nhân tai nạn nổi tiếng ở máy tiện; và chỉ quay mâm bằng tay khi máy đã ở trạng thái không thể tự khởi động, theo quy định khoá máy của xưởng. Đồng hồ và đế từ phải được tháo khỏi vùng quay trước khi bật máy.
Rà ê tô trên bàn máy phay bằng đồng hồ chân gập
Ê tô lắp lên bàn máy phay cần có má tĩnh song song với hướng chạy bàn, nếu không mọi mặt phay theo má ê tô sẽ bị xiên. Gá đồng hồ chân gập lên trục chính hoặc đầu máy, kim đo chạm vào mặt má tĩnh, kim đặt gần song song với má. Chạy bàn theo trục dọc từ đầu này sang đầu kia của má, quan sát số đọc. Chênh lệch giữa hai đầu cho biết má xiên bao nhiêu trên chiều dài đó.
Nới nhẹ bu lông kẹp ê tô, một đầu siết vừa đủ làm điểm xoay, gõ nhẹ đầu kia bằng búa nhựa theo hướng làm giảm số chênh, chạy lại bàn để kiểm. Lặp lại cho đến khi chênh lệch trên toàn chiều dài má nằm trong mức xưởng quy định cho loại việc đó, rồi siết đều các bu lông và kiểm lần cuối, vì siết bu lông có thể kéo ê tô lệch lại.
Cùng cách đó dùng để kiểm má tĩnh có vuông góc với mặt bàn không, bằng cách chạy đầu máy theo trục đứng dọc mặt má, hoặc đặt một khối chuẩn lên đáy ê tô. Kết quả rà ê tô nên ghi lại kèm ngày; nếu ê tô thường xuyên bị xô lệch sau một vài ca, cần tìm nguyên nhân như rãnh chữ T mòn, bu lông kẹp yếu hay đế ê tô có bavia.
AI giúp được gì trong việc gá đặt
Rà tâm hay rà ê tô là kỹ năng tay, AI không làm thay được. Nhưng trợ lý AI giúp ở các việc xung quanh:
- Giải thích cho người mới vì sao chỉnh một nửa số đọc khi rà mâm bốn chấu, bằng ví dụ có số.
- Soạn thẻ hướng dẫn gá đặt cho từng loại chi tiết thường làm, gồm mặt chuẩn, vị trí đặt đồng hồ, mức chênh cho phép.
- Đọc bảng số đo độ đảo của một loạt trục, đánh dấu trục vượt mức và tìm xu hướng theo ca, theo máy.
- Gợi ý danh sách nguyên nhân có thể khi độ đảo vượt, như lỗ tâm bẩn, mũi tâm mòn, trục cong do nhiệt luyện, để người thợ kiểm từng mục.
- Không gửi ảnh bản vẽ của khách khi chưa che khung tên và mã hàng; với thẻ hướng dẫn nội bộ, chỉ dùng mô tả chung của chi tiết.
Mọi thẻ hướng dẫn do AI soạn phải được người có kinh nghiệm sửa và duyệt trước khi dán ở máy, nhất là phần an toàn và mức chênh cho phép.
Câu hỏi thường gặp
Đồng hồ so khác đồng hồ so chân gập thế nào?
Đồng hồ so cán thẳng có trục đo tịnh tiến, hành trình dài, đặt vuông góc với bề mặt. Đồng hồ chân gập có kim lắc quanh khớp, hành trình ngắn, nhỏ gọn, hợp để rà ê tô, rà lỗ và đo chỗ hẹp, nhưng phải đặt kim gần song song với bề mặt.
Vì sao khi rà tâm chỉ chỉnh một nửa số đọc?
Vì khi phôi lệch tâm một khoảng, quay nửa vòng thì bề mặt đi từ phía gần nhất sang phía xa nhất, số đọc chênh bằng hai lần độ lệch tâm. Chỉnh một nửa số đọc là đưa tâm phôi về trùng tâm quay.
Đồng hồ so độ phân giải 0,001 mm có cần thiết cho xưởng nhỏ không?
Chỉ cần khi xưởng làm chi tiết dung sai rất chặt, như mài chính xác. Loại này hành trình ngắn, nhạy với rung và nhiệt, gá khó hơn. Với tiện phay thông thường, đồng hồ 0,01 mm và cách gá đúng quan trọng hơn.
Đo độ đảo khi máy đang chạy chậm có được không?
Không nên. Đồng hồ và cánh tay ở gần chi tiết quay có thể bị cuốn, kim đo bị va đập, và kết quả không đáng tin vì rung. Đo khi máy đã dừng hẳn, cần gạt ở số không, quay trục chính bằng tay theo quy định an toàn của xưởng.
Đế từ hút yếu thì xử lý ra sao?
Lau sạch mặt đế và mặt đặt, tránh đặt lên lớp sơn dày hay mặt cong. Nếu đế đã yếu do lâu năm hoặc từng bị va đập mạnh, nên thay; đế yếu làm đồng hồ dịch chuyển trong lúc đo mà người đo không nhận ra.
Đồng hồ so có cần hiệu chuẩn không?
Có. Đồng hồ so là dụng cụ đo nên nằm trong danh mục hiệu chuẩn định kỳ của xưởng. Thợ dùng hằng ngày chỉ cần kiểm kim có trở về đúng chỗ, chuyển động có trơn không, và báo ngay khi thấy bất thường.