Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ hai, 22/07/2024 | 12:43

Thứ hai, 22/07/2024 | 12:43

Kết quả nhiệm vụ KHCN

Cập nhật lúc 08:03 ngày 24/07/2023

Làm chủ công nghệ sản xuất bánh răng côn xoắn trên máy CNC 5 trục

Các nhà khoa học thuộc Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội (HAUI) đã nghiên cứu, xây dựng quy trình công nghệ và chế tạo bánh răng xoắn trên máy CNC 5 trục và triển khai áp dụng quy trình công nghệ vào sản xuất tại doanh nghiệp.
Bánh răng côn xoắn là loại bánh răng có răng nằm nghiêng, cong về một góc có tác dụng truyền lực giữa hai trục giống nhau. Bánh răng côn xoắn cho phép tiếp xúc từ từ nên hoạt động sẽ êm và ít rung hơn với loại côn răng thẳng có cùng kích cỡ. Hiện nay, bộ truyền bánh răng côn xoắn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất cơ khí hiện đại.
Do đó, nhu cầu sử dụng bộ truyền bánh răng côn xoắn tương đối lớn, nhất là trong nhiều thiết bị có yêu cầu lớn về tỷ số truyền thì xu hướng thay thế bộ truyền bánh răng côn thẳng bằng bộ truyền bánh răng côn xoắn cũng khá phổ biến. Tuy nhiên 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. 
Xuất phát từ thực tế 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 chủ công nghệ sản xuất bánh răng côn xoắn trên cơ sở sử dụng máy CNC 5 trục; triển khai áp dụng quy trình công nghệ vào sản xuất tại doanh nghiệp; triển khai vào việc thực hành - đào tạo và nghiên cứu chuyên sâu về công nghệ gia công bánh răng côn xoắn tại Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội.
Các cặp bánh răng côn xoắn được gia công (Ảnh: HAUI)
Đề tài được thực hiện với việc tập trung nghiên cứu các nội dung: Nghiên cứu tổng quan về công nghệ gia công bánh răng côn xoắn. Thiết kế, xây dựng quy trình công nghệ bánh răng côn xoắn và chế tạo cặp bánh răng côn xoắn trên trung tâm gia công phay CNC 5 trục. Triển khai thử nghiệm kết quả nghiên cứu của đề tài tại doanh nghiệp, hiệu chỉnh quy trình công nghệ sau khi gia công. Xây dựng bộ tài liệu hướng dẫn sử dụng và bài thực hành phục vụ công tác đào tạo.
Tiến hành thực hiện, nhóm nghiên cứu căn cứ 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. Tiến trình công nghệ gia công bánh răng côn xoắn ứng dụng máy CNC 5 trục bao gồm 8 nguyên công: Rèn phôi; Thường hóa phôi; Tiện thô, bán tinh các bề mặt, tiện tinh lỗ; Cắt dây rãnh then; Phay răng trên máy CNC 5 trục; Nhiệt luyện; Chạy rà và nghiền bề mặt răng; Kiểm tra tổng hợp
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.
Kết quả thử nghiệm tại Công ty TNHH MTV thương mại Việt Thành cho thấy, cặp bánh răng làm việc êm, đảm bảo yêu cầu về độ chính xác tiếp xúc. 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.
Bộ truyền ăn khớp bánh răng trong hộp giảm tốc tại Công ty TNHH một thành viên thương mại Việt Thành (Ảnh: HAUI)
"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.
Thành công của đề tài bước đầu đã giúp ứng dụng các tính năng công nghệ trên phần mềm NX và khả năng công nghệ máy phay CNC 5 trục để nghiên cứu giải pháp và lập các chương trình NC gia công cặp bánh răng côn xoắn. Từ đó xây dựng quy trình công nghệ chế tạo cặp bánh răng côn xoắn trên máy CNC 5 trục đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế khi gia công cặp bánh răng côn xoắn. Đồng thời, đề tài cũng giúp sử dụng hiệu quả các thiết bị hiện đại trong việc đo lường, kiểm tra các thông số của bánh răng côn xoắn đảm bảo độ chính xác và tin cậy cao trong lĩnh vực gia công bánh răng nói chung và gia công cặp bánh răng côn xoắn.
Đặc biệt, quy trình công nghệ gia công bánh răng côn xoắn thực hiện trong nghiên cứu này có thể đưa vào sản xuất để chế tạo ra những cặp bánh răng côn xoắn đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm. Giá thành chế tạo sản phẩm bánh răng côn xoắn trong nước có thể cạnh tranh được với các sản phẩm nhập khẩu do giảm được chi phí vận chuyển, thời gian chờ đợi và thuế nhập khẩu.
Tố Uyên

lên đầu trang