Quy trình gia công bánh răng CNC – Vì sao quyết định đến độ chính xác và tuổi thọ sản phẩm?

Mục lục

• Giới thiệu & tầm quan trọng
• Thiết kế & lập trình (CAD/CAM)
• Lựa chọn vật liệu
• Quy trình gia công CNC (các bước)
• Xử lý nhiệt & hoàn thiện bề mặt
• Kiểm tra chất lượng & tiêu chuẩn
• Các yếu tố ảnh hưởng & cách tối ưu
• Ứng dụng thực tế
• Giải pháp gia công tại Mori
• Liên hệ tư vấn

Giới thiệu & tầm quan trọng

Bánh răng quyết định tỷ số truyền, truyền mô-men và độ ổn định của hệ cơ khí. Sai sót nhỏ trong hình dạng răng, sai lệch tổ hợp khe hở, độ nhám bề mặt hay dung sai đồng tâm đều có thể làm giảm tuổi thọ hệ, tăng tiếng ồn, hoặc gây hỏng hóc sớm. Do đó, quy trình gia công chính xác là yếu tố cốt lõi để đạt hiệu năng mong muốn.

Thiết kế & lập trình (CAD/CAM)

Thiết kế răng & thông số cơ bản

Trước khi đưa vào gia công, cần xác định các thông số: module, số răng, áp góc răng, bước (pitch), chiều rộng bề mặt răng, đường kính chia, và loại profile (involute, cycloidal...). Thiết kế tốt giúp giảm tổn thất truyền động và tối ưu hóa tiết diện chịu lực.

Lập trình CAM cho máy CNC

Từ file CAD (STEP, IGES), kỹ sư CAM lập trình quá trình phay/hob/cắt răng, chọn dao, thông số cắt (tốc độ cắt, bước tiến) và chu trình gia công thô/tinh. Một chương trình CAM chuẩn giảm thiểu lỗi gia công và rút ngắn thời gian hiệu chỉnh trên máy.

Lựa chọn vật liệu

Lựa chọn vật liệu ảnh hưởng lớn đến hiệu năng:

• Đồng thau / bronze: ma sát thấp, chạy êm, thường dùng cho bánh vít, bộ truyền có trục thép.
• Thép hợp kim (SCM440, 42CrMo, 20CrMnTi...): chịu tải, có thể xử lý nhiệt để tăng cứng bề mặt.
• Nhựa kỹ thuật (POM, PA, PTFE): ứng dụng ở nơi yêu cầu giảm tiếng ồn, kháng hóa chất, hoặc tải nhẹ.

Lưu ý: ngoài tính cơ học, phải cân nhắc điều kiện môi trường (nhiệt độ, hóa chất), yêu cầu bôi trơn, khả năng gia công và chi phí khi chọn vật liệu.

Quy trình gia công CNC (các bước chính)

1. Chuẩn bị & cắt phôi

Phôi được cắt theo kích thước gần bằng sản phẩm cuối; kiểm tra dung sai phôi trước khi gá lên máy để tránh sai số ban đầu.

2. Gia công thô

Loại bỏ lượng vật liệu lớn bằng tiện/phay thô, tạo hình trục và đường kính cơ bản; đảm bảo dư gia công thích hợp cho bước mài tinh.

3. Gia công răng (Hobbing / Gear Milling / Shaping)

Có ba phương pháp phổ biến:
• Gear hobbing (hob cutter): hiệu quả cho sản xuất hàng loạt, tạo răng bằng dao hob quay; cần gá chính xác.
• Gear milling (phay răng bằng mũi phay chuyên dụng): linh hoạt cho tính năng đặc biệt, đơn chiếc hoặc lô nhỏ.
• Gear shaping / skiving: dùng trong các trường hợp khó gá, cho răng nghiêng (helical) hoặc bánh răng có profile đặc thù.

4. Gia công tinh & mài răng

Mài răng (gear grinding) là bước quan trọng để đạt độ nhẵn bề mặt, dung sai hình học nhỏ và giảm tiếng ồn. Với yêu cầu độ chính xác cao, mài răng thường được thực hiện cuối cùng.

5. Xử lý nhiệt (nếu cần)

Phương pháp như thấm cacbon (carburizing), tôi bề mặt (quench & temper), induction hardening được áp dụng để tăng cứng bề mặt, nâng cao khả năng chống mài mòn cho bánh răng thép.

6. Hoàn thiện bề mặt & xử lý chống mài mòn

Hoàn thiện có thể bao gồm mạ (nitriding, plating), đánh bóng, shot peening để cải thiện tuổi thọ mỏi bề mặt và chống ăn mòn.

7. Cân bằng & gá lắp

Với bánh răng lớn hoặc hoạt động ở tốc độ cao, cân bằng tĩnh/động và gá lắp chính xác là cần thiết để tránh rung và giảm hao mòn sớm.

Xử lý nhiệt & hoàn thiện bề mặt

Xử lý nhiệt quyết định độ cứng bề mặt và độ dẻo lõi: quá trình phải được lập trình chính xác (nhiệt độ, thời gian, làm nguội). Thiết kế quy trình nhiệt phù hợp giúp bánh răng đạt mô-men chịu tải tốt mà không giòn vỡ.

Ví dụ: với thép hợp kim, thấm cacbon + tôi/ram thường dùng cho bánh răng chịu tải; với các bộ truyền tốc độ cao, induction hardening cho lớp bề mặt cứng và lõi dẻo là lựa chọn tối ưu.

Kiểm tra chất lượng & tiêu chuẩn

Các bước đo kiểm thông dụng:

• Đo hình học răng bằng máy đo răng chuyên dụng (gear measuring machine).
• Kiểm tra dung sai đồng tâm, runout, backlash.
• Đo độ nhám bề mặt (Ra) sau mài.
• Kiểm tra độ cứng (Rockwell/ Vickers) sau xử lý nhiệt.
• Kiểm tra thực tế chạy thử (run-in test) để xác minh tiếng ồn và nhiệt độ làm việc.

Việc lập báo cáo QC chi tiết (kèm hình ảnh, kết quả đo) là bắt buộc với đơn hàng xuất khẩu và đơn hàng có tiêu chuẩn cao.

Các yếu tố ảnh hưởng & cách tối ưu

Yếu tố ảnh hưởng

• Chất lượng phôi & dung sai ban đầu.
• Chương trình CAM & phép gá trên máy.
• Chất lượng dao cụ và thông số cắt.
• Quy trình xử lý nhiệt và kiểm soát lò.
• Bôi trơn & điều kiện vận hành thực tế.

Cách tối ưu

• Thiết kế hợp lý để giảm tập trung ứng suất.
• Sử dụng dao cụ có vật liệu phủ chống mài mòn và lập trình chu trình gia công hợp lý.
• Kiểm soát quy trình nhiệt bằng giám sát nhiệt độ & thời gian.
• Thực hiện thử nghiệm run-in và điều chỉnh backlash, bôi trơn chuẩn.

Ứng dụng thực tế

Bánh răng sản xuất theo quy trình CNC chất lượng cao được sử dụng trong:

• Hộp số công nghiệp và máy CNC.
• Thiết bị nông nghiệp, máy đóng gói, băng tải.
• Thiết bị điện tử, đồng hồ, cơ cấu dẫn động chính xác.
• Các bộ truyền tải yêu cầu tuổi thọ dài và hoạt động ở điều kiện khắc nghiệt.

Giải pháp gia công bánh răng CNC tại Cơ Khí Mori

Để chuyển từ lý thuyết sang sản phẩm thực tế, doanh nghiệp cần đối tác có năng lực. Cơ Khí Mori cung cấp:

• Thiết kế & CAM chuyên nghiệp: hỗ trợ tối ưu profile, lựa chọn module & vật liệu.
• Gia công CNC (hobbing, milling, grinding): máy CNC & máy mài răng chuyên dụng cho dung sai chặt chẽ.
• Xử lý nhiệt & kiểm định chất lượng: phối hợp với lò nhiệt và phòng QC để đảm bảo kết quả đúng yêu cầu.

Tham khảo dịch vụ của Mori:

• Gia công bánh răng & trục vít
• Gia công bánh răng đồng thau
• Gia công nhựa kỹ thuật

Liên hệ tư vấn & báo giá

Nếu bạn đang tìm giải pháp gia công bánh răng CNC với tiêu chuẩn cao (độ chính xác, tuổi thọ, tối ưu chi phí), Mori sẵn sàng hỗ trợ từ thiết kế đến bàn giao sản phẩm hoàn thiện.

Hotline: 0354173600
Email: cokhimori@gmail.com

Ghi chú: Mọi báo giá cần dựa trên bản vẽ (DWG/DXF/STEP) hoặc mẫu thực tế để tính toán vật liệu, dung sai, xử lý nhiệt và số lượng đặt hàng.

EN — Brief summary

Why CNC gear manufacturing matters: Design (CAD/CAM), material selection, gear cutting (hobbing/milling), grinding, heat treatment and inspection determine gear precision and lifetime. Mori provides end-to-end CNC gear solutions including gear & worm sets, brass gears, and engineering plastics — support from prototype to volume production. Call: 0354173600 — Email: cokhimori@gmail.com