Bánh răng đồng thau: Phay tiện CNC để sản xuất thông minh tại Trung Quốc

Trong các lĩnh vực như linh kiện ô tô, thiết bị âm thanh cao cấp và dụng cụ chính xác, bánh răng đồng thau với khả năng chống mài mòn tuyệt vời và độ dẫn điện tốt đã trở thành các bộ phận truyền động cốt lõi không thể thiếu.

cơ hội công nghiệp trong bối cảnh chính trị hiện tại

Tại kỳ họp Đại hội Đại biểu Nhân dân Toàn quốc tổ chức vào tháng Ba năm nay, ông Trịnh Sơn Kiệt, Giám đốc Ủy ban Phát triển và Cải cách Quốc gia, đã khẳng định rõ rằng Trung Quốc hoàn toàn tự tin đạt được mục tiêu tăng trưởng kinh tế khoảng 5%, nhấn mạnh rằng các lực lượng sản xuất chất lượng mới đang toàn diện chuyển đổi các phương thức sản xuất.

Năm 2024, GDP của Trung Quốc tăng 5% so với cùng kỳ năm trước, sản lượng xe năng lượng mới hàng năm vượt quá 13 triệu chiếc, đứng đầu trong số các nền kinh tế lớn trên thế giới.

Giữa làn sóng nâng cấp công nghiệp toàn cầu, Bộ Thương mại Trung Quốc tiếp tục nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thúc đẩy tiêu dùng chất lượng cao và nâng cấp công nghiệp trong thời gian diễn ra hai kỳ họp.

2 Cơ sở khoa học cho việc lựa chọn vật liệu

Lý do bánh răng bằng đồng thau giữ một vị trí trong lĩnh vực truyền động chính xác nằm ở các tính chất vật liệu độc đáo của chúng. Đồng thau, một hợp kim đồng-kẽm, không chỉ có độ bền và độ dẻo dai cao mà còn có khả năng chống mỏi tốt và hệ số ma sát thấp.

Trong các ứng dụng thực tế, tính chất tự bôi trơn của vật liệu này làm giảm đáng kể tổn thất ma sát trong các hệ thống truyền động, từ đó nâng cao hiệu suất hoạt động của thiết bị.

Đặc biệt trong các ứng dụng nhạy cảm với tiếng ồn, như thiết bị âm thanh cao cấp và dụng cụ chính xác, hệ số ma sát thấp và khả năng chống ăn mòn của bánh răng đồng thau đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài.

3 Quy trình gia công chính xác bánh răng đồng thau

Đến năm 2025, công nghệ gia công bánh răng đã bước vào một giai đoạn phát triển mới. Theo các báo cáo nghiên cứu ngành, một quy trình gia công hệ thống bánh răng đồng thau có thể được chia thành nhiều giai đoạn chính.

Từ thiết kế kỹ thuật số ban đầu đến xác nhận sản phẩm cuối cùng, mỗi bước đều yêu cầu kiểm soát chính xác.

• Thiết kế và Lập trình CAD/CAM

Bước đầu tiên trong sản xuất bánh răng đồng là mô hình hóa CAD (Thiết kế với sự hỗ trợ của máy tính). Dựa trên các nghiên cứu theo dõi 47 dự án sản xuất chính xác, giai đoạn này chiếm trung bình 18% thời gian quy trình nhưng có điểm tác động chất lượng cao là 9,2 điểm.

Các nhà thiết kế cần xem xét các thông số chính như mô-đun của bánh răng, số răng và góc áp lực để đảm bảo sản phẩm cuối cùng đáp ứng các yêu cầu chính xác của từng tình huống ứng dụng.

• Tiện CNC cho Gia công Phôi

Dưới sự hướng dẫn của các chương trình CAM (Sản xuất với sự hỗ trợ của máy tính), thanh đồng được cố định trên máy tiện CNC để gia công phôi.

Các dụng cụ cắt di chuyển chính xác theo các đường đã được lập trình trước, định hình thanh vật liệu thành phôi bánh răng. Nghiên cứu cho thấy tiện là phương pháp đặc biệt phù hợp để tạo hình phôi bánh răng có hình dạng đơn giản và yêu cầu độ chính xác cao.

• Quá trình Bào chính xác

Phay lăn răng là quá trình chính trong gia công bánh răng đồng. Sử dụng phương pháp tạo hình, dao phay lăn và phôi quay mô phỏng chuyển động ăn khớp, từ đó dần cắt ra profin răng chính xác của bánh răng.

Đối với các bánh răng có mô-đun nhỏ và trung bình, máy phay lăn răng cho phép sản xuất hàng loạt với hiệu suất cao và độ chính xác cao.

• Xu hướng mới về gia công tích hợp

Với sự tiến bộ công nghệ, các thiết bị như máy 'GE25CF Hobbing and Chamfering Integrated Machine' vừa được ra mắt từ Nidec Machine Tool có thể đồng thời hoàn tất quá trình phay lăn răng và vát mép trên cùng một máy, nâng cao đáng kể hiệu quả sản xuất và độ chính xác.

Loại máy này sử dụng bộ tải hình vành khuyên để thay thế phôi, cho phép thực hiện các hoạt động phay lăn răng và vát mép đồng bộ.

4 Hệ thống Kiểm soát Chất lượng và Kiểm tra

Độ chính xác của bánh răng đồng không chỉ phụ thuộc vào quá trình gia công mà còn phụ thuộc vào hệ thống kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt. Cần thực hiện các phép đo và đánh giá chính xác ở nhiều công đoạn trong suốt quá trình gia công.

Mặc dù giai đoạn kiểm tra trong quá trình sản xuất chỉ chiếm 7% thời gian, nhưng điểm ảnh hưởng về chất lượng của nó lên tới 9,4 điểm.

Ngành công nghiệp hiện nay sử dụng rộng rãi các thiết bị tiên tiến như máy đo tọa độ và thiết bị kiểm tra bánh răng để đảm bảo mọi sản phẩm đều đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế.

5 Tối ưu hóa Công nghệ và Cải thiện Hiệu suất

Chuyển đổi số trong sản xuất không chỉ thể hiện ở việc nâng cấp thiết bị mà còn ở việc tối ưu hóa quy trình và gia tăng hiệu quả. Theo các nghiên cứu so sánh giữa quy trình truyền thống và quy trình được tối ưu, các doanh nghiệp áp dụng quy trình làm việc có cấu trúc đã đạt được những cải thiện đáng kể.

Thay đổi nổi bật nhất là thời gian thiết lập máy giảm 41%, chủ yếu nhờ vào các quy trình chuẩn hóa và hệ thống đồ gá được cài đặt sẵn. Những biện pháp tối ưu hóa này trực tiếp giảm thời gian không sản xuất, giúp doanh nghiệp phản ứng linh hoạt hơn trước những thay đổi về nhu cầu thị trường.

Sự giảm thiểu lỗi lập trình đặc biệt đáng chú ý — bằng cách sử dụng phần mềm mô phỏng và xác minh, các công ty đã giảm được 67% lỗi lập trình. Tiến bộ công nghệ này đã cải thiện đáng kể tỷ lệ sản phẩm đầu tiên đúng ngay từ lần thử đầu tiên.

6 Định hướng Chính sách và Tương lai Công nghiệp

Vào tháng 7 năm 2025, cuộc họp thường trực của Quốc vụ viện đã thảo luận các biện pháp thúc đẩy nhanh việc nuôi dưỡng và mở rộng các kịch bản ứng dụng, nhằm thúc đẩy việc áp dụng quy mô lớn các kịch bản mới.

Cuộc họp nhấn mạnh cần phát huy đầy đủ lợi thế của Trung Quốc với thị trường khổng lồ và các kịch bản ứng dụng phong phú, tập trung vào việc mở cửa nguồn tài nguyên kịch bản và thực hiện kiểm chứng thí điểm cho đổi mới sáng tạo.

Hơn nữa, cuộc họp thường trực của Quốc vụ viện vào tháng 10 đã chỉ ra cần phải đẩy mạnh cải cách ở các lĩnh vực trọng tâm và mở rộng mức độ cởi mở về thể chế, tăng cường tính mở cửa của các thị trường hàng hóa.

Các định hướng chính sách này cung cấp sự hỗ trợ ở cấp độ vĩ mô đối với các ngành công nghiệp sản xuất chính xác như bánh răng đồng. Trong bối cảnh thương mại quốc tế đang chuyển đổi sâu sắc ngày nay, Trung Quốc đang kết nối với các quy tắc kinh tế-thương mại quốc tế ở mức cao thông qua việc mở cửa về thể chế, từ đó tạo ra một môi trường phát triển thuận lợi hơn cho ngành sản xuất.

Một bánh răng đồng đã hoàn thành tất cả các công đoạn 'tiện CNC + phay răng' đang từ từ quay dưới thiết bị kiểm tra bánh răng. Báo cáo kiểm nghiệm cho thấy mọi chỉ tiêu—sai lệch biên dạng răng, sai lệch hướng răng và sai lệch bước răng—đều hiển thị màu xanh, đạt độ chính xác theo Tiêu chuẩn Quốc gia cấp 6.

Bánh răng này sẽ được lắp ráp vào một thiết bị tự động hóa cao cấp phục vụ thị trường xuất khẩu. Độ trơn truyền động và tuổi thọ của nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp lên danh tiếng trên thị trường quốc tế của toàn bộ thiết bị.

Đối với ngành công nghiệp sản xuất toàn cầu, hành trình gia công chính xác của một bánh răng bằng đồng thau đang phát triển từ một quá trình sản xuất đơn thuần thành hình ảnh thu nhỏ của việc nâng cấp công nghiệp quốc gia và tăng cường năng lực cạnh tranh quốc tế.