Sản phẩm của đề tài “Nghiên cứu, xây dựng quy trình công nghệ và chế tạo bánh răng côn xoắn trên máy CNC 5 trục” đã góp phần thay thế các sản phẩm nhập khẩu trước đó.
Hiện nay nhu cầu sử dụng bộ truyền bánh răng côn xoắn nói chung và bánh răng côn xoắn CNC 5 trục nói riêng 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, tại Việt Nam vẫn chưa có tài liệu nào giới thiệu một cách đầy đủ về quy trình công nghệ gia công bánh răng côn xoắn được công bố. Hơn nữa, các tài liệu phục vụ giảng dạy tại các cơ sở đào tạo về gia công bánh răng côn xoắn cũng còn hạn chế.
Do đó, 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 và phục vụ công tác giảng dạy, nghiên cứu tại Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội.
Các cặp bánh răng côn xoắn được gia công (Ảnh: Đại học Công nghiệp Hà Nội)
Thực hiện đề tài, nhóm tác giả tập trung nghiên cứu tổng quan về công nghệ gia công bánh răng côn xoắn. Trên cơ sở đó, thiết kế bánh răng côn xoắn ứng dụng phần mềm CAD; xây dựng quy trình công nghệ chế tạo bánh răng côn xoắn trên máy CNC 5 trục; chế tạo 3 cặp bánh răng côn xoắn; triển khai thử nghiệm, ứng dụng kết quả nghiên cứu của đề tài tại doanh nghiệp, đánh giá hiệu quả kinh tế - môi trường; xây dựng bộ tài liệu hướng dẫn sử dụng và bài thực hành phục vụ công tác đào tạo của nhà trường; và xây dựng báo cáo tổng kết.
Căn cứ vào những điều kiện về công nghệ sẵn có của Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội, nhóm nghiên cứu đã lựa 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, nhóm nghiên cứu đã chế tạo được 3 cặp bánh răng côn xoắn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật đề ra.
Bộ truyền ăn khớp bánh răng trong hộp giảm tốc tại Công ty TNHH một thành viên thương mại Việt Thành (Ảnh: Đại học Công nghiệp Hà Nội)
Tiến hành thử nghiệm tại Công ty TNHH MTV thương mại Việt Thành, nhóm nghiên cứu nhận thấy cặp bánh răng làm việc êm, đảm bảo yêu cầu về độ chính xác tiếp xúc. Đặc biệt, nếu so sánh với giá thành mua cặp bánh răng thay thế trên thị trường là 51 triệu, thời gian giao hàng là 15 ngày thì giá thành cặp bánh răng của nhóm nghiên cứu chỉ bằng 70%, thời gian chế tạo chỉ bằng 1/2.
Do vậy, 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.
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.
Bánh răng côn xoắn là loại bánh răng có răng nằm nghiêng, cong về một góc. Tác dụng của bánh răng là để 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. Bên cạnh đó bánh răng côn xoắn có hiệu xuất thấp hơn nhưng chịu tải tốt hơn và hoạt động trơn tru hơn bánh răng côn thẳng. |
Tố Uyên
