Làm chủ công nghệ sản xuất bánh răng côn xoắn thay thế sản phẩm nhập khẩu

Trong sản xuất cơ khí hiện đại, bộ truyền bánh răng côn xoắn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các cụm truyền động để truyền chuyển động giữa hai trục vuông góc trong những trường hợp yêu cầu tỷ số truyền lớn, kết cấu nhỏ gọn, làm việc êm, yêu cầu độ chính xác cao.

Để đáp ứng những yêu cầu trên, đã có một số nghiên cứu nhằm nâng cao năng suất và độ chính xác khi thiết kế và gia công bộ truyền bánh răng côn xoắn. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa có nghiên cứu nào giới thiệu một cách đầy đủ về quy trình công nghệ gia công bánh răng côn xoắn được công bố. Do đó, bánh răng côn xoắn được chế tạo tại các đơn vị sản xuất trong nước thường chưa thực hiện theo một quy trình cụ thể, làm ảnh hưởng đến năng suất và độ chính xác gia công.

Trên thế giới những nghiên cứu về gia công bánh răng côn xoắn trên máy CNC 5 trục còn hạn chế. Ở Việt Nam chưa có nghiên cứu nào về lĩnh vực này, các tài liêu phục vụ giảng dạy tại các cơ sở đào tạo về gia công bánh răng côn xoắn cũng còn hạn chế.

Từ thực thực trạng trên, Bộ Công Thương đã giao Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ và chế tạo bánh răng côn xoắn trên CNC 5 trục”. Đề tài do TS. Nguyễn Văn Thiện làm chủ nhiệm với mục tiêu làm chủ công nghệ sản xuất bánh răng côn xoắn trên cơ sở sử dụng máy CNC 5 trục và triển khai áp dụng quy trình công nghệ vào sản xuất tại doanh nghiệp.

TS. Nguyễn Văn Thiện - Chủ nhiệm đề tài trình bày kết quả nghiên cứu tại buổi nghiệm thu (Ảnh: HAUI)

Triển khai thực hiện đề tài nhóm nghiên cứu căn cứu điều kiện về công nghệ của trường Đại học Công nghiệp Hà Nội và chọn phần mềm NX làm công cụ cho việc thiết kế bánh răng. Nhóm đã phân tích được nguyên lý tạo hình và thiết lập phương trình bề mặt biến dạng bánh răng côn xoắn hệ Gleason làm cơ sở thiết kế biên dạng bánh răng côn xoắn trên các phần mềm CAD. Từ đó, nghiên cứu cặp bánh răng côn xoắn theo hệ Gleason, sử dụng phần mềm NX để thực hiện quá trình thiết kế.

Với các giải pháp đồng bộ và công cụ xử lý hiện đại trên phần mềm NX, nhóm nghiên cứu đã xây dựng được quy trình công nghệ gia công cặp bánh răng côn xoắn trên trung tâm gia công phay CNC 5 trục.

Qua quá trình thực nghiệm chế tạo trên trung tâm CNC DMU50 và sử dụng các thiết bị đo kiểm hiện đại để kiểm tra, đánh giá độ chính xác ăn khớp của bộ truyền bánh răng côn xoắn, kiểm tra vết tiếp xúc của cặp bánh răng và kiểm tra độ nhám bề mặt sườn răng, đề tài đã chế tạo đc 3 cặp bánh răng côn xoắn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đề ra.

Các cặp bánh răng côn xoắn được gia công (Ảnh: HAUI)

Nhóm nghiên cứu tiến hành triển khai thử nghiệm tại Công ty TNHH một thành viên thương mại Việt Thành. Kết quả cho thấy cặp bánh răng làm việc êm, đảm bảo yêu cầu về độ chính xác tiếp xúc. Qua quá trình thử nghiệm thành công kết quả nghiên cứu của đề tài tại nhà máy, nhóm thực hiện tiến hành chuyển giao bản vẽ thiết kế và quy trình công nghệ gia công cặp bánh răng cho doanh nghiệp.

"Nếu so sánh với giá thành mua cặp bánh răng thay thế hiện tại trên thị trường là 51 triệu, thời gian giao hàng là 15 ngày thì giá thành cặp bánh răng do nhóm đề tài nghiên cứu chỉ bằng 70% giá thành mua mới cặp bánh răng của nhà máy, thời gian chế tạo bánh răng bằng khoảng một nửa thời gian mua hàng ngoài thị trường. Do đó, sản phẩm hoàn toàn có thể cạnh tranh được với các sản phẩm nhập khẩu.". - TS. Nguyễn Văn Thiện cho hay.

Bộ truyền ăn khớp bánh răng trong hộp giảm tốc tại Công ty TNHH một thành viên thương mại Việt Thành (Ảnh: HAUI)

Đề tài được đánh giá có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao khi chế tạo được bánh răng côn xoắn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, rút ngắn thời gian chuẩn bị sản xuất, giảm giá thành sản phẩm và chủ động được kế hoạch sản xuất, góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành cơ khí chế tạo máy.

Nguồn: Vụ Khoa học và công nghệ - Bộ Công Thương