Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Gia công cắt gọt kim loại 1 (Mã mô đun: CK19MĐ01) là tài liệu giảng dạy và học tập chính thức do Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) ban hành kèm theo Quyết định số 194/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020. Nhóm biên soạn giáo trình gồm ThS. Trần Kim Khánh (Chủ biên) và Lê Anh Dũng thuộc Khoa Cơ khí Động lực.

Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí (trình độ Trung cấp và Cao đẳng), Gia công cắt gọt kim loại 1 là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc thứ 11. Mô đun được bố trí giảng dạy sau các môn học cơ sở khối ngành cơ khí như Hình học họa hình (CK19MH10), Vẽ kỹ thuật 1 (CK19MH01), Vật liệu cơ khí (CK19MH04), Dung sai (CK19MH05), An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01), và học trước các mô đun chuyên sâu về bảo dưỡng sửa chữa thiết bị như Sửa chữa bảo dưỡng van công nghiệp 1 (CK19MĐ03), Sửa chữa bảo dưỡng bơm 1 (CK19MĐ05), Sửa chữa bảo dưỡng máy nén khí (CK19MĐ07), Sửa chữa bảo dưỡng động cơ đốt trong (CK19MĐ08).

Mục tiêu học tập của giáo trình hướng đến ba chuẩn đầu ra chính:

  • Kiến thức: Trang bị các định nghĩa về công nghệ gia công kim loại; đặc điểm, cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy tiện, máy phay, máy khoan; nguyên tắc chọn chuẩn (chuẩn vạch dấu, chuẩn đo, chuẩn gá đặt); nguyên tắc định vị và kẹp chặt; đọc bản vẽ chế tạo cơ khí; phân tích nguyên nhân và biện pháp ngăn ngừa các dạng sai hỏng.
  • Kỹ năng: Lựa chọn và sử dụng đúng chức năng các dụng cụ cắt gọt (giũa, đục, dao tiện, dao phay, mũi khoan); sử dụng và bảo quản dụng cụ đo (thước cặp, panme, dưỡng đo, đồng hồ so, bàn máp); thực hiện các nguyên công đục, giũa, cưa, khoan, cắt ren ngoài bằng bàn ren, cắt ren trong bằng taro, phay và tiện chi tiết đạt độ chính xác kỹ thuật; mài sửa dụng cụ cắt.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện ý thức tổ chức kỷ luật, an toàn lao động, tính cẩn thận, khả năng làm việc nhóm và áp dụng kiến thức vào thực tế sản xuất tại xưởng cơ khí.

Giáo trình có dung lượng 230 trang, phân bổ tổng thời lượng 165 giờ (bao gồm 25 giờ lý thuyết, 133 giờ thực hành/thí nghiệm/thảo luận, và 7 giờ kiểm tra). Cấu trúc giáo trình chia thành 3 phần tuần tự: Phần 1 - Gia công nguội, Phần 2 - Gia công phay, và Phần 3 - Gia công tiện. Tài liệu tập trung trực tiếp vào quy trình thao tác kỹ thuật, các thông số hình học dụng cụ cắt và biện pháp xử lý sự cố trong gia công cơ khí.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai qua 3 phần chuyên môn với 26 bài học cụ thể theo trình tự công nghệ từ cơ bản đến phức tạp:

[Phần 1: Gia công nguội (28 giờ - 7 bài)]

  • Phần 1: Gia công nguội (28 giờ - 7 bài):

    • Bài 1: Tổng quan về gia công nguội: Khái niệm cắt gọt kim loại bằng tay; phân loại nguội chế tạo, nguội sửa chữa, nguội lắp ráp; các công việc chuẩn bị và gia công.
    • Bài 2: Sử dụng các loại dụng cụ trong gia công nguội: Dụng cụ vạch dấu, chấm dấu, compa; kỹ thuật đánh búa (quanh cổ tay, cánh tay, bả vai); sử dụng đục (đục bằng, đục nhọn, đục góc); dụng cụ tháo lắp (tuốcnơvít, kìm, mỏ lết, clê, vam/cảo); dụng cụ đo (thước lá, thước cặp sai số $\pm 0{,}02 \div 0{,}05\text{ mm}$, panme sai số $\pm 0{,}005 \div 0{,}01\text{ mm}$); bàn máp gang và đá granite; kỹ thuật chọn và gá đặt chi tiết trên ê tô.
    • Bài 3: Vạch dấu và cưa kim loại: Kỹ thuật vạch dấu trên mặt phẳng (góc nghiêng mũi vạch $75^\circ - 80^\circ$); cấu tạo khung cưa và lưỡi cưa thép Y10, Y12, thép gió; thao tác cưa tần số trung bình 60 lần/phút; xử lý lệch mạch cưa và mẻ răng cưa.
    • Bài 4: Khoan kim loại: Cấu tạo máy khoan đứng, máy khoan bàn, máy khoan cần; mũi khoan xoắn (ruột gà) chuôi côn moóc, mũi khoan bẹt, mũi khoan tâm, mũi khoan tổ hợp; kỹ thuật khoan lỗ trên mặt phẳng và mặt cong; khoan theo bạc dẫn; xử lý sai hỏng đường kính và vị trí lỗ.
    • Bài 5: Giũa kim loại: Cấu tạo giũa (chuôi và thân giũa); phân loại giũa dẹt, giũa mặt cong, giũa lỗ; phương pháp giũa bán tinh (độ chính xác 0,05 mm) và giũa tinh (độ chính xác 0,01 mm).
    • Bài 6 & 7: Cắt ren ngoài bằng bàn ren và cắt ren trong bằng đầu taro: Cấu tạo bàn ren, tay quay bàn ren, bộ taro; quy trình cắt ren và tính toán đường kính phôi/lỗ khoan trước khi cắt ren.

  • Phần 2: Gia công phay (52 giờ - 6 bài):

    • Bài 1 & 2: Tổng quan nghề phay, kiểm tra và vận hành máy phay: Cấu tạo máy phay trục đứng, máy phay vạn năng trục ngang; các chuyển động chính và chuyển động chạy dao khi phay.
    • Bài 3: Các loại dao phay và cách gá lắp: Dao phay trụ (răng thẳng, răng xoắn, tổ hợp, răng thưa, răng nhặt), dao phay mặt đầu, dao phay ngón, dao phay modul, dao phay đĩa, dao phay góc; kỹ thuật lắp trục dao lên máy phay đứng và phay ngang.
    • Bài 4: Phay mặt phẳng song song, vuông góc: Phương pháp phay thuận và phay nghịch; kỹ thuật gá đặt phôi trên ê tô và rà gá bằng đồng hồ so.
    • Bài 5 & 6: Phay mặt phẳng nghiêng và mặt phẳng bậc: Gá phôi nghiêng bằng góc chêm, thước góc, dưỡng góc, ê tô xoay vạn năng hoặc xoay đầu máy đứng; phay mặt bậc bằng dao phay trụ, dao phay mặt đầu, dao phay ngón, dao phay đĩa; phân tích các dạng sai hỏng khi phay bậc.

  • Phần 3: Gia công tiện (85 giờ - 13 bài):

    • Bài 1, 2 & 3: Tổng quan nghề tiện, vận hành máy tiện vạn năng, đồ gá: Cấu tạo hộp tốc độ trục chính, bàn xe dao, bàn trượt dọc, bàn trượt trên, hộp bước tiến, bánh răng thay thế, mâm cặp 3 chấu tự định tâm, mâm cặp 4 chấu không tự định tâm, mũi tâm cố định, mũi tâm ngược, luynet tĩnh, luynet động, ống kẹp đàn hồi, mâm đẩy tốc và tốc kẹp; bảo dưỡng băng máy và tra dầu bôi trơn.
    • Bài 4: Dao tiện và mài dao tiện: Cấu tạo dao tiện liền khối, dao hàn, dao ghép mảnh hợp kim kẹp vít; thông số hình học phần cắt; sự biến đổi góc độ làm việc khi gá dao cao hơn hoặc thấp hơn tâm máy; kỹ thuật mài dao và dưỡng kiểm tra góc mài.
    • Bài 5 đến 13: Các nguyên công tiện cơ bản và chuyên sâu: Tiện mặt đầu và khoan lỗ tâm; tiện trụ trơn; tiện trụ bậc; tiện rãnh và tiện cắt đứt; khoan lỗ trên máy tiện; tiện lỗ suốt; tiện lỗ bậc; tiện côn ngoài và tiện côn trong bằng phương pháp xoay ổ dao trên.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình hình thành nền tảng lý thuyết kỹ thuật cắt gọt kim loại thông qua các nội dung:

  • Bản chất quá trình cắt gọt: Cơ chế tạo phoi, sự hớt bỏ lớp kim loại thừa trên phôi để đạt kích thước, hình dáng hình học, vị trí tương quan và độ nhám bề mặt theo yêu cầu bản vẽ.

  • Nguyên lý gá đặt và định vị: Quy tắc 6 điểm định vị khi gia công; nguyên tắc gá kẹp trên ê tô (chiều cao nhô lên của chi tiết khỏi má kẹp nhỏ nhất, bố trí phôi đối xứng để lực kẹp phân bố đều); phương pháp rà gá bằng đồng hồ so và thước ke góc.

  • Chế độ cắt gọt: Mối quan hệ giữa tốc độ cắt ($V$, m/phút), đường kính phôi/dụng cụ ($D$, mm) và tốc độ quay trục chính ($n$, vòng/phút) qua công thức:

    $$n = \frac{1000 \cdot V}{\pi \cdot D}$$

    Lựa chọn chiều sâu cắt ($t$), lượng chạy dao ($s$) dựa trên sổ tay công nghệ và tính chất cơ lý của vật liệu gia công.

  • Hình học dụng cụ cắt: Các góc cơ bản của phần cắt dao tiện (góc trước $\gamma$, góc sau $\alpha$, góc nghiêng chính $\varphi$), góc mũi khoan, góc chêm của đục và răng cưa; sự thay đổi góc độ hình học thực tế khi dao gá lệch tâm.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác vạch dấu chính xác bằng mũi vạch và chấm dấu; đánh búa đúng tư thế khi đục thô; cưa tay nhịp nhàng với tốc độ 60 lần/phút; giũa phẳng, giũa cong, giũa lỗ đạt độ bóng và độ chính xác kích thước; mài sửa mũi khoan và dao tiện đúng góc độ; vận hành thành thạo bảng điều khiển, hộp số, cần gạt chạy dao tự động trên máy phay và máy tiện vạn năng; gá lắp các loại đầu taro, bàn ren, bầu kẹp mũi khoan chuôi côn.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đọc và bóc tách yêu cầu kỹ thuật trên bản vẽ chi tiết cơ khí; lập quy trình công nghệ gia công chi tiết; phân tích nguyên nhân gây sai hỏng hình học (chi tiết tiện bị côn, biến dạng tang trống, yên ngựa do độ cứng vững kém hoặc lệch tâm; mạch cưa bị lệch; lỗ khoan bị rộng miệng hoặc lệch tâm) để đưa ra biện pháp khắc phục.
  • Kỹ năng đo kiểm và thực hành (Practical competencies): Sử dụng thành thạo thước cặp cơ khí, thước panme đo ngoài/đo trong, dưỡng góc, thước đo góc vạn năng, đồng hồ so; kiểm tra độ phẳng, độ song song, độ vuông góc và độ nhám bề mặt chi tiết sau gia công.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình định hướng quy trình giảng dạy và học tập kết hợp giữa lý thuyết chuyên môn và rèn luyện kỹ năng thực hành xưởng:

Yếu tố Quy định và phương thức tổ chức
Phương pháp giảng dạy (Đối với người dạy) - Áp dụng phương pháp dạy học tích cực: thuyết trình ngắn, diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề.
- Nêu tình huống kỹ thuật, hướng dẫn đọc tài liệu tra cứu và sổ tay gia công.
- Thị phạm trực tiếp các thao tác kỹ thuật mẫu tại xưởng (mài dao, gá phôi, rà gá, vận hành máy).
- Phân chia nhóm nhỏ (4-6 người học) để giao bài tập thực hành, câu hỏi thảo luận và theo dõi an toàn lao động.
Phương pháp học tập (Đối với người học) - Nghiên cứu trước nội dung bài học trong giáo trình trước khi đến lớp.
- Tham dự tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết (người học vắng $> 30%$ phải học lại môn).
- Tổ chức tự học và làm việc nhóm: mỗi thành viên trong nhóm 4-6 người nhận phân công chuẩn bị từng chủ đề kỹ thuật trước giờ học lý thuyết và thực hành.
- Tuân thủ nghiêm ngặt nội quy an toàn xưởng, bảo hộ lao động và vệ sinh công nghiệp.
Bài tập và thực hành xưởng - Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết theo bản vẽ kỹ thuật (ví dụ: Bản vẽ gia công cắt phôi 01, bài tập phay bậc, tiện trục bậc, cắt ren).
- Thực hành gia công các phôi mẫu trên máy khoan, máy phay và máy tiện vạn năng.
- Thực hiện các bài tập phân tích tình huống sai hỏng kích thước và đưa ra giải pháp hiệu chỉnh máy.
Phương thức đánh giá kết quả - Căn cứ theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH về đào tạo theo hệ thống tín chỉ.
- Thang điểm đánh giá: thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân), quy đổi sang điểm chữ (A, B, C, D, F) và thang điểm 4.
- Cơ cấu điểm thành phần:
  + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) & Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2): Chiếm tổng trọng số 40% (Đánh giá sau 45 giờ và 145 giờ bằng hình thức vấn đáp, viết trắc nghiệm/tự luận, thực hành xưởng).
  + Điểm thi kết thúc mô đun: Chiếm trọng số 60% (Đánh giá sau 165 giờ học bằng bài thi kết hợp trắc nghiệm lý thuyết và thao tác thực hành gia công chi tiết trên máy).

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính pháp lý và chuẩn hóa cấp cơ sở: Giáo trình được biên soạn chính thức theo Quyết định số 194/QĐ-CĐDK ngày 25/03/2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí, chuẩn hóa nội dung đào tạo chuyên môn cho Khoa Cơ khí Động lực.
  • Tỷ trọng thực hành chiếm ưu thế: Trong tổng số 165 giờ đào tạo, thời lượng dành cho thực hành, thí nghiệm, thảo luận và bài tập là 133 giờ (chiếm 80,6% tổng thời lượng mô đun). Cấu trúc này đặt trọng tâm vào việc hình thành kỹ năng tay nghề và phản xạ thao tác máy cho người học.
  • Tích hợp toàn diện 3 công nghệ gia công cơ bản: Tài liệu tích hợp trọn vẹn cả ba phân hệ gia công cơ khí gồm Gia công nguội (28 giờ), Gia công phay (52 giờ) và Gia công tiện (85 giờ) trong một giáo trình đồng bộ 230 trang, giúp người học nắm bắt logic chuyển tiếp từ gia công tay đến gia công máy cắt gọt.
  • Kế thừa hệ thống tài liệu chuyên ngành tiêu chuẩn: Nội dung giáo trình được tổng hợp và đối chiếu từ các tài liệu tham khảo cơ khí trong nước:
    1. Cơ sở Công nghệ Chế tạo máy – Đặng Văn Nghìn, Lê Minh Ngọc (Đại học Bách khoa TP.HCM, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1992).
    2. Công nghệ Chế tạo máy – Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình (Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2000).
    3. Máy cắt kim loại – GS. Nguyễn Ngọc Cẩn (Cục Xuất bản Bộ Thông tin, 1991).
    4. Dung sai lắp ghép – Hoàng Xuân Nguyên (NXB Giáo dục, 1984).
    5. Kỹ thuật Tiện – Nguyễn Quang Châu dịch (NXB Giáo dục, 1994).
    6. Kỹ thuật Tiện – Dương Văn Linh, Trần Thế San, Nguyễn Ngọc Đào (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM).
    7. Vẽ kỹ thuật cơ khí – PGS. Trần Hữu Quế (NXB Giáo dục).
  • Gắn liền với an toàn và quy trình xưởng dầu khí: Giáo trình quy định chi tiết các tiêu chuẩn an toàn lao động đặc thù (trang bị lưới chắn phoi, quy cách chêm cán búa, quy tắc tháo lắp mâm cặp và kiểm tra mức dầu bôi trơn băng máy), đáp ứng yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt của ngành dầu khí.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên và học viên:
    • Người học hệ Trung cấp và Cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí.
    • Học viên các chương trình đào tạo nghề cắt gọt kim loại, cơ khí chế tạo, bảo dưỡng cơ khí nhà máy lọc - hóa dầu cần tài liệu học tập mô đun thực tập chuyên môn nghề.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites):
    • Đã hoàn thành chương trình khoa học tự nhiên bậc trung học phổ thông.
    • Đã tích lũy các môn học cơ sở ngành cơ khí bắt buộc trong chương trình khung:
      • Hình học họa hình (Mã: CK19MH10 - 120 giờ)
      • Hóa đại cương (Mã: CNH19MH09 - 30 giờ)
      • Vẽ kỹ thuật 1 (Mã: CK19MH01 - 45 giờ)
      • Vật liệu cơ khí (Mã: CK19MH04 - 45 giờ)
      • Dung sai (Mã: CK19MH05 - 45 giờ)
      • An toàn, vệ sinh lao động (Mã: ATMT19MH01 - 30 giờ)
      • Khối kiến thức về cơ học lý thuyết và sức bền vật liệu.
  • Giảng viên và cán bộ quản lý đào tạo:
    • Giảng viên Khoa Cơ khí Động lực dùng làm giáo trình giảng dạy chuẩn, làm căn cứ xây dựng đề cương bài giảng, thiết kế phiếu hướng dẫn thực hành và ngân hàng đề thi kiểm tra định kỳ, kết thúc mô đun.
  • Kỹ thuật viên và cán bộ kỹ thuật:
    • Làm tài liệu tra cứu nội bộ về chế độ cắt, bảng góc mài dao tiện, quy trình bảo dưỡng máy tiện vạn năng, máy phay và các phương pháp kiểm tra kích thước hình học khi phục hồi chi tiết máy tại xưởng sửa chữa.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này được thiết kế dành cho đối tượng người học nào?

Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập chính thức cho sinh viên trình độ Trung cấp và Cao đẳng nghề Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí, đồng thời áp dụng cho các hệ đào tạo nghề cơ khí liên quan.

2. Người học cần đáp ứng các điều kiện tiên quyết nào trước khi học mô đun này?

Người học phải hoàn thành các môn học cơ sở ngành cơ khí trước đó, bao gồm: Hình học họa hình (CK19MH10), Vẽ kỹ thuật 1 (CK19MH01), Vật liệu cơ khí (CK19MH04), Dung sai lắp ghép (CK19MH05), An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01), cùng nền tảng kiến thức về cơ học lý thuyết và sức bền vật liệu.

3. Cấu trúc nội dung của giáo trình có điểm gì khác biệt so với giáo trình cắt gọt kim loại thông thường?

Giáo trình tích hợp đồng bộ cả ba phần kỹ năng nghề (Gia công nguội, Gia công phay, Gia công tiện) trong cùng một tập tài liệu 230 trang. Cấu trúc thời lượng tập trung 133 giờ thực hành trên tổng số 165 giờ học, định hướng trực tiếp vào việc chế tạo và phục hồi các chi tiết máy phục vụ sửa chữa thiết bị công nghiệp dầu khí.

4. Quy định về tự học và điều kiện tham dự thi kết thúc mô đun như thế nào?

Người học cần nghiên cứu bài học trước khi lên lớp, tham gia thảo luận nhóm (4-6 người) theo các chủ đề được phân công. Người học phải tham dự tối thiểu 70% số tiết lý thuyết; trường hợp vắng quá 30% thời lượng lý thuyết sẽ không đủ điều kiện dự thi và phải học lại môn. Kết quả mô đun tính theo trọng số: kiểm tra thường xuyên và định kỳ 40%, thi kết thúc môn 60%.

5. Giáo trình có những tài liệu bổ trợ và nguồn tra cứu nào đi kèm?

Giáo trình bao gồm hệ thống 28 hình vẽ và sơ đồ hướng dẫn thao tác, bảng tra chế độ cắt, danh mục câu hỏi ôn tập cuối mỗi bài, cùng 7 đầu sách tham khảo chuyên ngành từ Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Nhà xuất bản Giáo dục, Trường Đại học Bách khoa TP.HCM và Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.

Kết luận

Giáo trình Gia công cắt gọt kim loại 1 (Mã: CK19MĐ01) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề hoàn chỉnh của Trường Cao đẳng Dầu khí, trang bị hệ thống kiến thức lý thuyết cơ sở và quy trình thao tác gia công kim loại bằng tay và bằng máy.

Lộ trình học tập đề xuất được phân chia theo 3 giai đoạn:

  1. Giai đoạn 1 (28 giờ): Nắm vững kỹ thuật gia công nguội, quy cách chọn ê tô, lấy dấu, cưa, đục, giũa, khoan và cắt ren.
  2. Giai đoạn 2 (52 giờ): Tiếp cận kỹ thuật phay mặt phẳng song song, vuông góc, phay nghiêng và phay bậc trên máy phay đứng và máy phay ngang.
  3. Giai đoạn 3 (85 giờ): Vận hành máy tiện vạn năng, mài dao tiện, thực hiện các nguyên công tiện trụ trơn, tiện bậc, tiện rãnh, cắt đứt, khoan lỗ, tiện lỗ và tiện mặt côn.

Nguồn tài liệu học tập bổ trợ chính bao gồm hệ thống giáo trình cơ sở chế tạo máy, sổ tay dung sai lắp ghép, các tiêu chuẩn gia công cơ khí Việt Nam và trang thiết bị thực hành tại xưởng Khoa Cơ khí Động lực - Trường Cao đẳng Dầu khí.