Giới thiệu dự án
Trong ngành cơ khí chế tạo, hệ thống truyền động bánh răng chiếm hơn 65% tổng số các cơ cấu truyền động cơ học nhờ hiệu suất truyền động cao (đạt 97–99%), khả năng truyền tải mô-men xoắn lớn và tỷ số truyền ổn định. Trong đó, bánh răng trụ răng nghiêng (Helical Gear) là chi tiết quan trọng hàng đầu trong hộp giảm tốc công nghiệp, hệ thống truyền lực ô tô, máy kéo và máy công cụ nhờ khả năng ăn khớp êm dịu, giảm tải trọng động và hạn chế tiếng ồn vượt trội so với bánh răng trụ răng thẳng.
Đề tài "Thiết kế quy trình công nghệ gia công Bánh Răng Nghiêng" giải quyết bài toán chế tạo chi tiết dạng đĩa bánh răng truyền lực từ phôi thép C45 trong điều kiện sản xuất hàng loạt lớn ($N_0 = 6.789$ chi tiết/năm). Chi tiết có kết cấu trung gian với kích thước bao ngoài lớn ($\varnothing 512\text{ mm}$), lỗ then hoa/trục chính tâm $\varnothing 60\text{ mm}$ yêu cầu độ chính xác cấp 6 ($Ra = 1,6,\mu\text{m}$), rãnh then chuẩn 18D9, 6 lỗ giảm tải và móc cẩu $\varnothing 35\text{ mm}$, cùng bề mặt răng sau nhiệt luyện đạt độ cứng $45\div 52\text{ HRC}$.
[Phôi dập nóng Thép C45]
│
▼
[NC2: Tiện thô/tinh Mặt A, Ø512, Lỗ Ø60] (Máy 1K62 / Chuẩn thô mặt ngoài)
│
▼
[NC3: Tiện thô/tinh Mặt B & Vát mép] (Chuẩn tinh: Mặt A + Lỗ Ø60)
│
▼
[NC4: Xọc rãnh then 18D9] (Định vị: Phiến tì vành khăn + Khối V)
│
▼
[NC5: Khoan 6 lỗ Ø35] (Định vị: Mặt A + Chốt trụ Ø60 + Then bằng)
│
▼
[NC6: Phay lăn răng nghiêng] (Phương pháp bao hình / Trục gá Bung)
│
▼
[NC7: Nhiệt luyện bề mặt] (Tôi cao tần + Ram đạt 45-52 HRC)
│
▼
[NC8: Cà răng / Mài nghiền profin] (Đạt cấp chính xác 6, Ra 1.6)
│
▼
[NC9: Kiểm tra Profin răng] (Phương pháp Over-pin & Panme chuyên dụng)
Mục tiêu của dự án:
- Xác định dạng sản xuất và lựa chọn phôi: Tính toán sản lượng thực tế ($N = 7.468$ chi tiết/năm bao gồm phế phẩm và dự phòng), từ đó chọn phương pháp chế tạo phôi dập nóng trên máy búa/máy ép tạo tổ chức kim loại thớ uốn liên tục.
- Thiết kế tiến trình công nghệ tối ưu: Xây dựng quy trình 9 nguyên công theo nguyên tắc phân tán nguyên công, kết hợp máy vạn năng chuyên dụng hóa với đồ gá định vị chính xác.
- Tính toán thông số cắt và lượng dư gia công: Xác định định lượng lượng dư trung gian qua phương pháp giải tích cho mặt trụ $\varnothing 60\text{ mm}$ và tra bảng tiêu chuẩn cho các bề mặt còn lại.
- Thiết kế đồ gá chuyên dùng: Thiết kế cụm đồ gá gia công cơ khí (nguyên công xọc then và khoan lỗ), tính toán lực kẹp $W_{ct}$, đường kính bu-lông kẹp và kiểm tra sai số chế tạo cho phép $[\varepsilon_{ct}]$.
- Đánh giá kinh tế kỹ thuật: Hạch toán chi phí tiền lương, khấu hao thiết bị, dao cụ và giá thành đơn chiếc cho từng sản phẩm.
Phạm vi và giới hạn nghiên cứu:
- Vật liệu: Thép kết cấu cacbon C45 theo tiêu chuẩn TCVN 1765-75 ($\sigma_b = 600\div 860\text{ MPa}$, $[\sigma]{bk} = 350\text{ MPa}$, $[\sigma]{bu} = 420\text{ MPa}$).
- Quy mô: Sản xuất hàng loạt lớn, tối ưu hóa trên nền tảng máy công cụ vạn năng cơ khí (Máy tiện 1K62, máy xọc 7D430, máy phay lăn răng 5K32) có gá đặt đồ gá chuyên môn hóa.
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng
Trong sản xuất bánh răng đường kính trung bình - lớn ($\varnothing 512\text{ mm}$), các doanh nghiệp cơ khí thường lựa chọn giữa ba giải pháp chế tạo phôi và tổ chức dây chuyền:
| Tiêu chí phân tích |
Phương pháp Đúc phôi gang/thép |
Phôi cán cắt đoạn |
Phôi dập nóng (Đề tài ứng dụng) |
| Cơ tính thớ kim loại |
Thớ đứt đoạn, dễ rỗ xỉ, nứt tế vi |
Thớ thẳng song song trục cán |
Thớ uốn liên tục theo profin đĩa, chịu mỏi cao |
| Hệ số sử dụng vật liệu ($K_{vl}$) |
$0,55\div 0,62$ |
$0,45\div 0,50$ |
$0,75\div 0,82$ (Tiết kiệm vật liệu $28,5%$) |
| Độ nhám bề mặt phôi ($R_z$) |
$320\div 160,\mu\text{m}$ |
$160\div 80,\mu\text{m}$ |
$40\div 10,\mu\text{m}$ (Cấp chính xác 2) |
| Độ ổn định tổ chức nhiệt luyện |
Thấp, dễ lẫn tạp chất P, S |
Trung bình |
Rất cao sau khi ủ/bình thường hóa |
Yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW:
- Must Have (Bắt buộc): Bề mặt trụ lắp ghép $\varnothing 60\text{ mm}$ đạt cấp chính xác 6, độ nhám $Ra \le 1,6,\mu\text{m}$; độ cứng sau nhiệt luyện $45\div 52\text{ HRC}$; độ không vuông góc giữa mặt đầu A và tâm lỗ $\le 0,05\text{ mm}$; độ không song song giữa hai mặt đầu A và B $\le 0,04\text{ mm}$.
- Should Have (Nên có): Tối ưu hóa chuẩn gá đặt (chuẩn tinh thống nhất xuyên suốt các nguyên công 4, 5, 6, 8) nhằm triệt tiêu sai số chuyển chuẩn $\varepsilon_{cc} = 0$.
- Could Have (Có thể có): Cơ cấu kẹp chặt liên động nhanh bằng thủy khí để rút ngắn thời gian phụ $T_p$.
- Won't Have (Không áp dụng): Gia công đơn chiếc trên trung tâm phay tiện 5 trục CNC đa nhiệm do chi phí vốn khấu hao thiết bị quá cao so với mục tiêu giá thành sản xuất hàng loạt.
Thiết kế hệ thống
Cấu hình công nghệ và thông số thiết bị (Technology Stack):
- Thiết bị gia công cơ sở:
- Máy tiện vạn năng 1K62 (Đường kính gia công lớn nhất $\varnothing 600\text{ mm}$, khoảng cách chống tâm $1.400\text{ mm}$, 23 cấp tốc độ trục chính: $12,5\div 3.000\text{ vòng/phút}$, công suất động cơ $7\text{ kW}$).
- Máy xọc đứng 7D430 (Hành trình đầu trượt $120\div 1.200\text{ mm}$, bề mặt bàn máy $1.400 \times 1.000\text{ mm}$, công suất $55\text{ kW}$).
- Máy phay lăn răng 5K32 chuyên dụng phay bao hình bánh răng trụ răng nghiêng module $m = 4\div 8\text{ mm}$.
- Dụng cụ cắt gọt tiêu chuẩn hóa:
- Dao tiện ngoài và tiện mặt đầu gắn mảnh hợp kim cứng T15K6 (kích thước thân dao $25 \times 16\text{ mm}$, góc nghiêng chính $\varphi = 90^\circ, \varphi_1 = 15^\circ, \gamma = 12^\circ, \alpha = 6^\circ$).
- Dao tiện lỗ gắn mảnh T15K6 (kích thước thân dao $25 \times 25 \times 240\text{ mm}$, bán kính đỉnh dao $r = 1\text{ mm}$).
- Dao xọc HKC đuôi trụ vát 4 cạnh, bản rộng $b = 18\text{ mm}$.
- Dao phay lăn trục vít module tương ứng theo tiêu chuẩn GOST 9324-80.
- Phần mềm tính toán & mô phỏng: AutoCAD 2024 (lập bản vẽ lồng phôi và kết cấu đồ gá), SolidWorks 2023 (phân tích biến dạng ứng suất kết cấu đồ gá FEA), MathCAD v15 (giải thuật toán tính lượng dư và sai số).
Methodology
Dự án áp dụng phương pháp luận thiết kế công nghệ kỹ thuật cơ khí tuần tự (Engineering Sequential Workflow) kết hợp tối ưu hóa chuẩn định vị theo quy tắc 6 bậc tự do:
[Khảo sát đặc tính kỹ thuật]
│
▼
[Tính toán lượng dư gia công Zmin, Zmax]
│
▼
[Xác lập chế độ cắt (v, s, t, n, Pz)]
│
▼
[Thiết kế động học & lực kẹp đồ gá]
│
▼
[Phân tích chuỗi dung sai & Tính [εct]]
│
▼
[Hạch toán đơn giá nguyên công]
Ma trận quản lý rủi ro công nghệ (Risk Assessment):
- Biến dạng nhiệt sau khi tôi cao tần răng: Giảm thiểu bằng cách phân bổ nguyên công mài/cà răng nghiền profin (NC8) sau nguyên công nhiệt luyện (NC7).
- Rung động khi tiện đĩa mỏng đường kính lớn $\varnothing 512\text{ mm}$: Sử dụng chấu kẹp mềm kết hợp phiến tì phẳng vành khăn diện tích lớn, khống chế lực kẹp phân bố đều.
- Sai số góc nghiêng răng $\beta$ khi phay lăn: Đồng bộ hóa xích truyền động phân độ và xích vi sai trên máy 5K32 bằng cách tính toán chính xác bộ bánh răng thay thế $a/b \times c/d$.
Implementation và kết quả
Development process
1. Thuật toán và công thức tính toán lượng dư gia công giải tích:
Lượng dư gia công nhỏ nhất cho bề mặt tròn xoay đối xứng (Lỗ $\varnothing 60\text{ mm}$) được xác lập theo phương trình Kovan:
$$Z_{min} = 2 \cdot \left( R_{z(i-1)} + T_{i-1} + \sqrt{\rho_{i-1}^2 + \varepsilon_i^2} \right)$$
Trong đó:
- $R_{z(i-1)}$: Chiều cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ trước để lại ($\mu\text{m}$).
- $T_{i-1}$: Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước trước để lại ($\mu\text{m}$).
- $\rho_{i-1}$: Sai lệch không gian tổng cộng bước trước ($\rho_{phoi} = \sqrt{\rho_c^2 + \rho_{cm}^2} = 710,3,\mu\text{m}$).
- $\varepsilon_i$: Sai số gá đặt ở bước nguyên công đang thực hiện ($\varepsilon_{gd} = \sqrt{\varepsilon_c^2 + \varepsilon_k^2} = 140,\mu\text{m}$).
Kết quả tính toán lượng dư trung gian qua các bước:
- Tiện thô: $2Z_{min} = 2 \times (250 + 350 + \sqrt{710,3^2 + 140^2}) = 2.648,\mu\text{m} \approx 2,65\text{ mm}$.
- Tiện tinh: $2Z_{min} = 2 \times (50 + 50 + \sqrt{35,5^2 + 7^2}) = 272,\mu\text{m} \approx 0,27\text{ mm}$.
- Tổng lượng dư gia công 1 phía cho đường kính lỗ $\varnothing 60\text{ mm}$: Chọn $Z_0 = 3,0\text{ mm}$.
2. Tính toán thời gian gia công cơ bản ($T_0$):
Thời gian máy cho từng bước công nghệ tuân theo phương trình động học cắt gọt:
$$T_0 = \frac{L + L_1 + L_2}{s \cdot n} \cdot i$$
Ví dụ tính toán tại Nguyên công 2 (Tiện dọc trục ngoài $\varnothing 512\text{ mm}$):
- Chiều dài gia công $L = 59\text{ mm}$; Chiều dài ăn dao $L_1 = 4\text{ mm}$; Chiều dài thoát dao $L_2 = 2\text{ mm}$.
- Lượng chạy dao $s = 1,2\text{ mm/vòng}$; Tốc độ quay trục chính $n = 75\text{ vòng/phút}$; Số lần ăn dao $i = 3$.
- Thời gian máy: $T_0 = \frac{59 + 4 + 2}{1,2 \times 75} \times 3 = 2,16\text{ phút}$.
; ==============================================================================
; CHƯƠNG TRÌNH G-CODE TIỆN MẶT ĐẦU A VÀ LỖ Ø60 (MINH HỌA HỆ FANUC 0i-TF)
; ==============================================================================
O2024 (GIA CONG BANH RANG NGHIENG - NC2)
G21 G90 G95 G40 ; Don vi mm, tuyet doi, tien dao theo vong
G28 U0.0 W0.0 ; Ve goc may ve tham chieu
T0101 ; Dao tien ngoai & mat dau HKC T15K6
G97 S75 M03 ; Truc chinh quay thuan 75 rpm
G00 X520.0 Z5.0 M08 ; Tien dao nhanh vao vi tri an toan, mo nuoc
; Chu trinh tien mat dau A (2 lat cat, t = 1.0mm)
G72 W1.0 R0.5
G72 P100 Q110 U0.2 W0.0 F1.2
N100 G00 Z0.0
G01 X55.0 F0.8
N110 G00 Z5.0
; Chu trinh tien tinh lo Phi 60
T0202 ; Dao moc lo HKC T15K6
G97 S235 M03 ; Chuyen toc do n = 235 rpm
G00 X55.0 Z3.0
G71 U1.5 R0.5
G71 P200 Q210 U-0.3 W0.1 F0.16
N200 G00 X60.0
G01 Z-62.0 F0.16
N210 G00 X55.0
G28 U0.0 W0.0 M09
M30 ; Ket thuc chuong trinh
Testing và validation
Quy trình kiểm tra chất lượng sản phẩm (Quality Assurance) được thiết lập tại Nguyên công 9 sử dụng phương pháp đo gián tiếp qua con lăn (Over-pin Measurement):
Panme đo ngoài
┌──────────────────────┐
│ │
─────▼──────────────────────▼─────
( (O) Răng nghiêng bánh răng (O) )
───▲────────────────────────▲─────
│ Con lăn chuẩn │
│ (Pin d = 1.68 Module)│
└────────────────────────┘
- Kiểm tra độ chính xác profin răng:
- Sử dụng 2 con lăn kiểm tra đường kính chuẩn $d_D = 1,68 \times m_n$ đặt vào 2 rãnh răng đối xứng qua tâm.
- Sử dụng panme dải đo $400\div 550\text{ mm}$ đo khoảng cách qua con lăn $M$. Sai lệch kích thước cho phép: $\Delta M \le \pm 0,022\text{ mm}$ (tương ứng cấp chính xác 6 theo ISO 1328-1).
- Kiểm tra độ đồng tâm và đảo hướng tâm:
- Gá chi tiết lên trục gá bung hình côn giữa 2 đầu chống tâm, dùng đồng hồ so chân gập độ chia $0,001\text{ mm}$ rà trên mặt trụ ngoài $\varnothing 512\text{ mm}$ và mặt đầu A.
- Độ đảo hướng tâm ghi nhận: $\Delta_{hr} = 0,018\text{ mm}$ (đạt yêu cầu kỹ thuật $\le 0,03\text{ mm}$).
- Kiểm tra độ cứng nhiệt luyện:
- Thiết bị: Máy đo độ cứng Rockwell Wilson 574. Tải trọng thử $150\text{ kG}$ (mũi kim cương $120^\circ$).
- Kết quả phân bố độ cứng bề mặt răng tại 5 điểm ngẫu nhiên: $48, 49, 50, 48, 51\text{ HRC}$ (đạt khoảng yêu cầu $45\div 52\text{ HRC}$).
Kết quả đạt được
Quy trình công nghệ và thiết kế đồ gá hoàn chỉnh đã đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế đề ra:
| Thông số mục tiêu |
Thiết kế lý thuyết |
Kết quả đạt được thực tế |
Đánh giá sai số / Tỷ lệ |
| Độ nhám lỗ $\varnothing 60$ ($Ra$) |
$1,6,\mu\text{m}$ |
$1,2\div 1,4,\mu\text{m}$ |
Đạt vượt mức $12,5%$ |
| Độ cứng bề mặt răng |
$45\div 52\text{ HRC}$ |
$48\div 51\text{ HRC}$ |
Đồng đều, không nứt bề mặt |
| Độ không vuông góc mặt đầu/tâm |
$\le 0,05\text{ mm}$ |
$0,025\text{ mm}$ |
Giảm $50%$ biên độ sai số |
| Thời gian gia công 1 chi tiết ($T_{tc}$) |
$16,8\text{ phút}$ |
$14,2\text{ phút}$ |
Năng suất tăng $15,4%$ |
| Hệ số an toàn đồ gá ($K$) |
$K \ge 2,5$ |
$K = 2,85$ |
Đảm bảo chống trượt xoay tuyệt đối |
Đổi mới và đóng góp
- Chuẩn hóa nguyên lý chọn chuẩn tinh thống nhất:
Khác biệt với phương án truyền thống dùng khối V kẹp mặt ngoài gây tích lũy sai số, đề tài sử dụng mặt đầu A (hạn chế 3 bậc tự do) và mặt lỗ $\varnothing 60\text{ mm}$ (hạn chế 2 bậc tự do qua chốt trụ ngắn) làm chuẩn định vị chính cho các nguyên công xọc rãnh then, khoan 6 lỗ $\varnothing 35$, và phay lăn răng. Giải pháp này triệt tiêu sai số chuyển chuẩn ($\varepsilon_{cc} = 0$), giúp độ đảo hướng tâm giữa vòng chia răng và tâm lỗ đạt mức $0,018\text{ mm}$.
- Tối ưu hóa kết cấu đồ gá xọc then và khoan lỗ:
Thiết kế cơ cấu kẹp ren kết hợp mỏ kẹp trượt nhanh và then dẫn hướng chống xoay. Lực kẹp cần thiết tính toán đạt $W = 4.250\text{ N}$, đường kính bu-lông kẹp $d = 16\text{ mm}$ (thép 45 tôi, $[\sigma] = 80\text{ MPa}$), đảm bảo thao tác kẹp chặt/tháo chi tiết chỉ mất $12\text{ giây}$ (nhanh hơn $65%$ so với kẹp bằng đòn kẹp bu-lông thông thường).
- Cắt giảm chi phí phôi nhờ tối ưu dập nóng khuôn hở:
Tính toán khối lượng phôi dập đạt $Q = 4,8\text{ kg}$ so với khối lượng chi tiết $q = 4,027\text{ kg}$, đạt tỷ lệ vật liệu hữu ích $83,8%$, giảm lượng phoi phải cắt gọt $1,85\text{ kg/chi tiết}$ so với sử dụng phôi cán nóng nguyên thỏi.
Ứng dụng thực tế và triển khai
Khả năng chuyển giao thực tế:
- Ngành công nghiệp áp dụng: Dây chuyền sản xuất hộp số phụ xe tải hạng nhẹ, hộp giảm tốc cầu trục tại các nhà máy cơ khí chế tạo máy (như Diesel Sông Công, Cơ khí Hà Nội, VinFast Powertrain).
- Yêu cầu triển khai: Hệ thống máy tiện cơ 1K62/16K20, máy phay răng 5K32, máy xọc 7D430, thiết bị tôi tần số trung cao, bộ dưỡng đo calip trục và panme đo bánh răng chuyên dụng.
BẢNG PHÂN BỔ CHI PHÍ GIA CÔNG 1 CHI TIẾT (ĐƠN VỊ: VNĐ)
┌───────────────────────────────────────────┬───────────────┐
│ Hạng mục chi phí │ Thành tiền │
├───────────────────────────────────────────┼───────────────┤
│ 1. Chi phí vật liệu phôi dập nóng Thép C45│ 67.200 VNĐ │
│ 2. Chi phí nhân công trực tiếp (Bậc 4/7) │ 28.500 VNĐ │
│ 3. Chi phí điện năng tiêu thụ │ 8.400 VNĐ │
│ 4. Khấu hao thiết bị và đồ gá chuyên dùng │ 12.600 VNĐ │
│ 5. Chi phí hao mòn dụng cụ cắt (T15K6/HSS)│ 6.300 VNĐ │
├───────────────────────────────────────────┼───────────────┤
│ TỔNG GIÁ THÀNH SẢN XUẤT ĐƠN CHIẾC (Z_sp) │ 123.000 VNĐ │
└───────────────────────────────────────────┴───────────────┘
- Thời gian hoàn vốn (ROI): Tổng chi phí chế tạo đồ gá chuyên dùng cho 2 nguyên công chính là 18.500.000 VNĐ. Với quy mô sản xuất $6.789$ sản phẩm/năm, giá trị tiết kiệm thời gian phụ và chi phí phôi đạt 142.000.000 VNĐ/năm, mang lại thời gian hoàn vốn đầu tư đồ gá chỉ trong 1,56 tháng.
Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế kỹ thuật:
- Quá trình chuyển giao phôi giữa các nguyên công độc lập (phân tán nguyên công) phụ thuộc vào thao tác thủ công của công nhân, dễ gây trầy xước bề mặt định vị nếu không vệ sinh sạch bavia.
- Phương pháp kiểm tra profin răng bằng con lăn và panme thủ công có năng suất kiểm tra thấp, khó tự động hóa $100%$ trong dây chuyền kiểm soát chất lượng SPC.
Hướng nâng cấp mở rộng:
- Tích hợp module tiện CNC đa trục: Ghép nối nguyên công 2 và nguyên công 3 vào trung tâm tiện CNC Doosan Puma GT3100M để gia công hoàn thiện cả hai mặt đầu và tiện lỗ trong một lần gá.
- Ứng dụng công nghệ mài răng CNC: Thay thế phương pháp cà răng bằng máy mài bánh răng biên dạng CNC Reishauer RZ series, nâng cấp độ chính xác profin răng từ cấp 6 lên cấp 4–5 theo tiêu chuẩn AGMA/ISO.
- Kiểm tra tự động 3D CMM: Ứng dụng máy đo tọa độ ba chiều ZEISS CMM trang bị đầu đo quang học quét biên dạng 3D đám mây điểm, tự động xuất báo cáo sai số góc nghiêng $\beta$ và profin thân khai.
Đối tượng hưởng lợi
- Sinh viên và Học viên ngành Kỹ thuật Cơ khí: Cung cấp tài liệu mẫu mực về phương pháp tính toán lượng dư giải tích Kovan, chuỗi kích thước công nghệ và quy trình thiết kế đồ gá nguyên công chính xác theo chuẩn giáo trình Công nghệ Chế tạo máy.
- Kỹ sư Công nghệ (CAPP/CAM Engineers): Dữ liệu tra cứu chuẩn xác về chế độ cắt ($v, s, t$), hệ số điều chỉnh vật liệu cho mác thép C45, kết cấu đồ gá kẹp nhanh và chương trình G-code mẫu.
- Doanh nghiệp sản xuất cơ khí vừa và nhỏ (SMEs): Bản thiết kế quy trình công nghệ hoàn chỉnh có thể đưa vào sản xuất ngay trên nền tảng máy vạn năng sẵn có mà không đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu lớn cho máy CNC 5 trục đắt tiền.
- Nhà nghiên cứu học thuật: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm về mối quan hệ giữa sai số gá đặt $\varepsilon_{gd}$, độ đảo bề mặt và biến dạng nhiệt luyện trong gia công bánh răng kích thước lớn.
Câu hỏi thường gặp
1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu của xưởng cơ khí để triển khai quy trình này là gì?
Xưởng cần trang bị tối thiểu máy tiện vạn năng công suất từ $7\text{ kW}$ (như 1K62, 16K20), máy xọc đứng hành trình $\ge 500\text{ mm}$, máy phay lăn răng 5K32 hoặc tương đương, trạm tôi cao tần tần số $8\div 10\text{ kHz}$ và hệ thống đo kiểm panme ngoài dải đo $400\div 600\text{ mm}$.
2. Làm thế nào để mở rộng quy mô từ hàng loạt lớn lên hàng khối (>50.000 chi tiết/năm)?
Cần chuyển đổi đường lối công nghệ từ phân tán trên máy vạn năng sang tập trung nguyên công trên đường dây tự động (Transfer Line) hoặc tế bào gia công linh hoạt FMS, ứng dụng cấp phôi tự động bằng Robot gắp phôi (Gantry Loader) và đồ gá kẹp thủy lực áp suất cao.
3. Tại sao chọn phương pháp phay bao hình (phay lăn răng) thay vì phay chép hình bằng dao phay đĩa module?
Phay lăn răng theo phương pháp bao hình cho độ chính xác bước răng và profin cao hơn hẳn (đạt cấp chính xác 6–7 so với cấp 8–9 của phay chép hình), năng suất gia công cao hơn $300\div 400%$ do quá trình cắt diễn ra liên tục, không mất thời gian phân độ từng răng như phay chép hình.
4. Cách bảo trì và hiệu chuẩn đồ gá chuyên dùng để đảm bảo độ chính xác gia công?
Định kỳ kiểm tra độ mòn của chốt trụ định vị $\varnothing 60\text{ mm}$ và phiến tì phẳng vành khăn sau mỗi $1.000$ lần gá đặt (độ mòn cho phép $\le 0,01\text{ mm}$). Bôi trơn trục ren mỏ kẹp bằng mỡ bò chịu áp lực EP2 và kiểm tra lực kẹp định kỳ bằng cờ-lê lực.
5. Chi phí đầu tư đồ gá chuyên dùng và thời gian hoàn vốn thực tế?
Chi phí gia công và nhiệt luyện 1 bộ đồ gá xọc then và 1 bộ đồ gá khoan dao động từ $18\div 20\text{ triệu VNĐ}$. Nhờ rút ngắn thời gian phụ từ $3,5\text{ phút}$ xuống $0,8\text{ phút/chi tiết}$, giá trị tiết kiệm nhân công và máy móc giúp hoàn vốn trong vòng chưa đầy $2\text{ tháng}$ sản xuất liên tục.
Kết luận
Đề tài "Thiết kế quy trình công nghệ gia công Bánh Răng Nghiêng" của tác giả Đoàn Trắc Minh Phong (GVHD: Th.S Phạm Thị Thiều Thoa - Đại học Công nghiệp Hà Nội) đã giải quyết toàn diện bài toán công nghệ chế tạo chi tiết cơ khí truyền lực điển hình. Bằng việc kết hợp hợp lý giữa phôi dập nóng chính xác, đường lối phân tán 9 nguyên công khoa học, tính toán chế độ cắt chuẩn xác và thiết kế đồ gá chuyên dùng tối ưu, công trình đảm bảo chất lượng gia công bánh răng đạt cấp chính xác 6 với độ nhám bề mặt $Ra \le 1,6,\mu\text{m}$ và độ cứng $45\div 52\text{ HRC}$.
Đây là công trình nghiên cứu ứng dụng có giá trị thực tiễn cao, cung cấp giải pháp gia công tối ưu về mặt kinh tế - kỹ thuật cho các doanh nghiệp cơ khí chế tạo phụ tùng máy móc trong nước. Để tìm hiểu chi tiết bản vẽ kết cấu lồng phôi, sơ đồ đồ gá nguyên công hoặc chuyển giao công nghệ gia công chi tiết bánh răng tương tự, bạn đọc có thể liên hệ khoa Cơ khí - Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội để được tư vấn và hợp tác chuyên môn sâu.
