Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Gia công cắt gọt kim loại 2 (Mã mô đun: CK19MĐ02) là tài liệu giảng dạy và học tập chính thức thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí (chuyên ngành Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí), được ban hành theo Quyết định số 189/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (PVMTC), Tập đoàn Dầu khí Việt Nam. Giáo trình do ThS. Trần Kim Khánh (Chủ biên) và ThS. Lê Anh Dũng biên soạn.

Trong cấu trúc chương trình đào tạo tổng thể gồm 89 tín chỉ (2160 giờ), mô đun Gia công cắt gọt kim loại 2 mang tính chất là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc (nhóm II.2), có khối lượng 3 tín chỉ với thời lượng 75 giờ học (gồm 14 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành/thực tập và 3 giờ kiểm tra). Về mặt vị trí tiến trình, mô đun được bố trí giảng dạy sau các môn học cơ sở như Vẽ kỹ thuật (CK19MH01, CK19MH02), Dung sai (CK19MH05), Vật liệu cơ khí (CK19MH04), Cơ kỹ thuật (CK19MH03), Gia công nguội cơ bản (CG19MĐ01), Gia công cắt gọt kim loại 1 (CK19MĐ01); đồng thời là môn học tiên quyết trước khi người học tiếp cận các mô đun bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị chuyên sâu như Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 1 & 2 (CK19MĐ05, CK19MĐ06), Sửa chữa - Bảo dưỡng Quạt (BQMN19MĐ02), Sửa chữa - Bảo dưỡng máy nén khí (CK19MĐ07) và Sửa chữa - Bảo dưỡng động cơ đốt trong (CK19MĐ08).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng tới việc trang bị cho người học các kiến thức về chế độ cắt gọt, kết cấu, nguyên lý vận hành máy phay, máy tiện; đồng thời hình thành kỹ năng thực hành gia công phay rãnh vuông, phay rãnh then và tiện ren tam giác ngoài, tiện ren tam giác trong đạt yêu cầu kỹ thuật về độ nhám cấp 4–5 (Ra1.25) và cấp chính xác kích thước từ 6 đến 10 theo tiêu chuẩn công nghệ cơ khí.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ thành 2 phần chuyên môn gồm 4 bài học chính và các đợt kiểm tra đánh giá:

                            GIÁO TRÌNH CK19MĐ02
                        (Tổng: 3 tín chỉ / 75 giờ)
 PHẦN 1: GIA CÔNG PHAY                                 PHẦN 2: GIA CÔNG TIỆN
  (30 giờ: 4 LT, 25 TH, 1 KT)                           (45 giờ: 10 LT, 32 TH, 3 KT)
Bài 1:          Bài 2:                                Bài 1:          Bài 2:
Phay rãnh       Phay rãnh                             Tiện ren        Tiện ren
vuông           then                                  tam giác ngoài  tam giác trong
(12 giờ)        (17 giờ)                              (24 giờ)        (18 giờ)

  • Phần 1: Gia công Phay (Thời lượng: 30 giờ – 4 giờ lý thuyết, 25 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra):

    • Bài 1: Phay rãnh vuông (12 giờ): Cung cấp các thông số hình học rãnh vuông, yêu cầu kỹ thuật về độ rộng, độ sâu, độ nhám, độ vuông góc và sai số vị trí. Trình bày quy trình gá rà ê tô bằng đồng hồ so (yêu cầu má ê tô song song phương chạy bàn máy), gá dao phay mặt đầu hoặc dao phay ngón, gá phôi, thiết lập chế độ cắt ($s, t, v$), phay thô rãnh rộng 11,5 mm sâu 4,5 mm theo chiều phay nghịch, phay tinh đạt kích thước bản vẽ và kiểm tra bằng calip, panme, panme đo sâu, căn mẫu. Phân tích nguyên nhân và giải pháp phòng ngừa sai hỏng kích thước, sai số vị trí tương quan và độ phẳng.
    • Bài 2: Phay rãnh then (17 giờ): Giới thiệu yêu cầu kỹ thuật theo bản vẽ chi tiết rãnh then trên trục; phương pháp phay rãnh then thông suốt/hở bằng dao phay đĩa; phương pháp phay rãnh then kín bằng dao phay ngón trên máy phay; kỹ thuật định vị kẹp chặt chi tiết dạng trục bằng khối V hoặc mỏ kẹp tự định tâm; kỹ thuật đo kiểm bằng calip tấm, calip nút giới hạn tròn, thước cặp. Hướng dẫn nhận diện sai số hình dạng do độ đảo dao, mài dao định hình sai và rung động công nghệ.

  • Phần 2: Gia công Tiện (Thời lượng: 45 giờ – 10 giờ lý thuyết, 32 giờ thực hành, 3 giờ kiểm tra):

    • Bài 1: Tiện ren tam giác ngoài (24 giờ): Cung cấp các thông số biên dạng của ren hệ Mét (góc profin $\alpha = 60^\circ$) và hệ Anh ($\alpha = 55^\circ$); công thức tính bước ren $P$, đường kính ngoài $d$, đường kính đáy lý thuyết $d_1 = d - 1,0825P$, đường kính đáy thực hành $d_3 = d - 1,22686P$, đường kính trung bình $d_2 = d - 0,64952P$, chiều cao lý thuyết $H = 0,86603P$, chiều cao thực hành $h = 0,61343P$, bán kính đáy mũi dao $r = H/6 = 0,144P$, góc nâng ren $\tan\gamma = P / (\pi d_2)$. Trình bày 3 phương pháp dẫn dao: tiến dao theo phương ngang, tiến dao kết hợp ngang - dọc, và tiến dao nghiêng góc $30^\circ$; kỹ thuật mài dao tiện ren thép gió/hợp kim (góc sau chính $\alpha = 12^\circ-15^\circ$, góc mũi dao $60^\circ$ hoặc mài giảm $10''-20''$ với thép gió, $20''-30''$ với hợp kim; góc trước $\gamma = 5^\circ-12^\circ$ khi tiện thô, $\gamma = 0^\circ$ khi tiện tinh); tiến trình gia công tiện trục ren ngoài M24 qua 15 bước công nghệ; phương pháp đo kiểm bằng dưỡng ren, đai ốc mẫu, thước cặp và panme đo ren 3 kim ($d_{tb} = M - 3d + 0,866S$).
    • Bài 2: Tiện ren tam giác trong (18 giờ): Phân tích các thông số profin ren trong, đường kính trong $d_1$, đường kính ngoài $D$, đường kính đáy thực hành đai ốc $D_3 = d + 0,144P$, bước xoắn $P_h = n \cdot p$, hướng xoắn phải/trái. Trình bày phương pháp lấy chiều sâu cắt tiện thô và tiện tinh ($t = 0,05$ mm, hành trình $t = 0$ để làm láng); kỹ thuật gá dao tiện ren trong đúng tâm chi tiết và phương pháp đo kiểm ren lỗ bằng calip ren, dưỡng kiểm.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống kiến thức kỹ thuật dựa trên:

  • Lý thuyết cắt gọt kim loại: Bản chất quá trình cắt, hiện tượng biến dạng phoi, lực cắt, nhiệt cắt và chế độ cắt (chiều sâu cắt $t$, lượng chạy dao $s$, vận tốc cắt $v$, số vòng quay trục chính $n = 1000v / (\pi D)$).
  • Cơ sở hình học dao cắt và ren tiêu chuẩn: Các góc hình học của dao phay mặt đầu, dao phay ngón, dao phay đĩa, dao tiện ren ngoài và ren trong; thông số hình học ren tam giác theo tiêu chuẩn ISO (hệ Mét) và tiêu chuẩn Whitworth (hệ Anh).
  • Nguyên tắc định vị và kẹp chặt: Sáu bậc tự do trong không gian, chuẩn định vị gia công, lực kẹp, kết cấu đồ gá chuyên dùng (khối V, mâm cặp 3 chấu tự định tâm, mũi chống tâm, kẹp tốc, ê tô máy phay).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thiết lập chế độ cắt cho từng bước gia công thô và tinh; mài sửa dao tiện ren bằng thép gió đạt góc độ chính xác và độ nhám Ra1.25; gá đặt dụng cụ cắt và phôi đúng tâm máy; vận hành máy phay, máy tiện vạn năng gia công rãnh và ren đạt cấp chính xác 6–10.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đọc hiểu bản vẽ chế tạo cơ khí; phân tích nguyên nhân gây sai hỏng hình học và chất lượng bề mặt (bước ren sai, ren bị đổ, ren bị tù đầu, rãnh không song song, rung động); tính toán điều chỉnh thông số máy tiện khi tiện ren có bước ren tiêu chuẩn và ren lẻ.
  • Năng lực thực hành đo kiểm (Practical competencies): Sử dụng thành thạo thước cặp, panme đo ngoài, panme đo sâu, đồng hồ so, calip giới hạn, dưỡng ren profin, panme đo ren bằng phương pháp đo gián tiếp qua 3 kim đo.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Mô đun được tổ chức theo phương pháp sư phạm tích hợp trong đào tạo nghề, chú trọng nguyên tắc lấy người học làm trung tâm và gắn liền với thực hành xưởng:

  • Tổ chức giảng dạy lý thuyết: Giảng viên áp dụng các phương pháp giảng dạy tích cực như thuyết trình ngắn nêu vấn đề, hướng dẫn sinh viên phân tích bản vẽ kỹ thuật, đặt câu hỏi gợi mở và xử lý các tình huống sai hỏng thường gặp trong sản xuất cơ khí.
  • Tổ chức thực hành và thảo luận: Sinh viên được chia thành các nhóm nhỏ (4–6 người) để thực hiện các bài tập lập quy trình công nghệ gia công chi tiết (như Bài tập số 1 về gia công trục ren ngoài M24 và phay rãnh then). Mỗi thành viên chịu trách nhiệm từng công đoạn chuẩn bị dao, phôi, rà gá đồ gá và thao tác gia công trên máy dưới sự giám sát an toàn của giảng viên.
  • Phương pháp và thang điểm đánh giá: Căn cứ theo quy chế đào tạo ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:
    • Điểm đánh giá thường xuyên (hệ số 1): Đánh giá qua hình thức hỏi miệng, trắc nghiệm hoặc báo cáo tiến độ sau 15 giờ học.
    • Điểm kiểm tra định kỳ (hệ số 2): Đánh giá bằng bài viết lý thuyết kết hợp bài tập thực hành trên máy sau 45 giờ học.
    • Tỷ lệ điểm tổng kết: Điểm quá trình (thường xuyên + định kỳ) chiếm trọng số 40%; điểm thi kết thúc mô đun (gồm phần lý thuyết và bài thực hành gia công chi tiết hoàn chỉnh sau 75 giờ) chiếm trọng số 60%.
    • Thang điểm: Chấm theo thang điểm 10 (làm tròn đến 1 chữ số thập phân), quy đổi sang thang điểm 4 và điểm chữ (A, B, C, D, F) theo quy định đào tạo tín chỉ.
  • Quy định chuyên cần và tự học: Sinh viên bắt buộc phải tham dự tối thiểu 70% số tiết giảng lý thuyết (vắng quá 30% tổng thời lượng lý thuyết sẽ không đủ điều kiện dự thi kết thúc mô đun và phải học lại). Sinh viên có trách nhiệm đọc trước giáo trình, hoàn thành bài tập nhóm và bản vẽ công nghệ trước mỗi buổi thực hành.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính pháp lý và tiêu chuẩn hóa: Giáo trình được biên soạn, thẩm định và ban hành chính thức theo Quyết định số 189/QĐ-CĐDK của Trường Cao đẳng Dầu khí, chuẩn hóa theo danh mục mô đun nghề quốc gia và các quy định của Thông tư 09/2017/TT-LĐTBXH.
  • Tích hợp dữ liệu từ các giáo trình chuyên ngành tiêu chuẩn: Nội dung kỹ thuật của tài liệu được kế thừa và chọn lọc trực tiếp từ 7 tài liệu tham khảo cơ sở ngành cơ khí tại Việt Nam:
    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 ĐHSPKT TP.HCM).
    7. Vẽ kỹ thuật cơ khí – PGS. Trần Hữu Quế (NXB Giáo Dục).
  • Định hướng ứng dụng trong công nghiệp dầu khí: Nội dung tập trung trực tiếp vào các dạng chi tiết thực tế (rãnh then truyền lực, then bán nguyệt, mối ghép ren tiêu chuẩn M24, ren chịu lực trong hệ thống đường ống và thiết bị quay), phục vụ công tác gia công phụ tùng thay thế và bảo dưỡng sửa chữa các cụm máy bơm, quạt, máy nén khí trong nhà máy lọc hóa dầu và công trình dầu khí biển.
  • Cung cấp bảng quy trình công nghệ chi tiết: Giáo trình xây dựng sẵn các bảng trình tự gia công 15 bước với các thông số chế độ cắt định lượng ($n$ vòng/phút, $s$ mm/vòng, $t$ mm) và hướng dẫn cụ thể về đồ gá (mâm cặp tự định tâm, kẹp tốc, mũi chống tâm, ê tô).

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên và học viên:
    • Sinh viên hệ Cao đẳng và Trung cấp nghề Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí và nghề Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí.
    • Học viên các khóa đào tạo ngắn hạn, bồi dưỡng nâng cao tay nghề bậc thợ cơ khí gia công cắt gọt và bảo trì cơ khí tại các xí nghiệp dầu khí.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites):
    • Kiến thức khoa học tự nhiên ở bậc trung học phổ thông.
    • Hoàn thành các môn học cơ sở: Vẽ kỹ thuật 1 & 2, Dung sai, Vật liệu cơ khí, Cơ kỹ thuật, An toàn vệ sinh lao động và mô đun Gia công cắt gọt kim loại 1.
  • Đối với giảng viên và cán bộ hướng dẫn:
    • Làm tài liệu giảng dạy lý thuyết chuyên môn và hướng dẫn thực hành tại xưởng.
    • Căn cứ xây dựng đề thi, phiếu đánh giá kỹ năng nghề (theo các chuẩn đầu ra kiến thức A1–A11, kỹ năng B1–B10 và năng lực tự chủ C1–C4).
  • Mục đích tự học và tra cứu: Phục vụ kỹ thuật viên bảo dưỡng cơ khí tra cứu thông số hình học ren tam giác, bảng thông số chế độ cắt khi tiện và phay, công thức kiểm tra ren 3 kim và biện pháp xử lý sự cố sai hỏng chi tiết máy.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?

Tài liệu được thiết kế riêng cho sinh viên trình độ Cao đẳng và Trung cấp thuộc chuyên ngành Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí và Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí của Trường Cao đẳng Dầu khí, đồng thời có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các ngành kỹ thuật cơ khí chế tạo máy.

2. Người học cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Sinh viên cần hoàn thành các môn cơ sở gồm: Vẽ kỹ thuật cơ khí (đọc hiểu bản vẽ chế tạo), Dung sai lắp ghép (tra cấp chính xác, dung sai kích thước và độ nhám), Vật liệu cơ khí (tính chất thép CT3, gang, thép hợp kim), Cơ kỹ thuật và kỹ năng vận hành cơ bản ở mô đun Gia công cắt gọt kim loại 1.

3. Giáo trình này có điểm gì khác biệt so với các tài liệu lý thuyết cắt gọt kim loại chung?

Giáo trình tinh giản lý thuyết hàn lâm, tập trung cấu trúc thành mô đun kỹ năng thực hành tích hợp (58/75 giờ thực hành). Nội dung đi thẳng vào 4 dạng bài gia công cốt lõi trong bảo trì thiết bị (phay rãnh vuông, phay rãnh then, tiện ren ngoài, tiện ren trong) với bảng quy trình công nghệ 15 bước và bảng thông số chế độ cắt ($n, s, t$) định lượng.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học cần nghiên cứu kỹ các thông số hình học ren và quy trình gia công trước khi vào xưởng; lập sơ đồ nguyên công theo từng bản vẽ chi tiết; ghi nhớ các bảng nguyên nhân - biện pháp phòng ngừa sai hỏng và tuân thủ tuyệt đối quy định an toàn khi vận hành máy phay, máy tiện.

5. Có những tài liệu bổ trợ và điều kiện thực hành nào đi kèm theo mô đun?

Mô đun đi kèm hệ thống bản vẽ chi tiết gia công (Bản vẽ 01), hệ thống câu hỏi và tình huống thảo luận cuối mỗi bài học, tài liệu tra cứu tiêu chuẩn ren, phòng học chuyên môn hóa trang bị máy phay đứng, máy phay ngang, máy tiện vạn năng, cùng bộ dụng cụ đo chuyên dùng (panme 3 kim, dưỡng ren, calip, đồng hồ so).

Kết luận

Giáo trình mô đun Gia công cắt gọt kim loại 2 (CK19MĐ02) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu đào tạo chuyên môn cung cấp hệ thống kiến thức và quy trình kỹ thuật chuẩn hóa về gia công phay rãnh và tiện ren tam giác. Tài liệu kết hợp chặt chẽ giữa các công thức tính toán hình học cắt gọt tiêu chuẩn với bảng hướng dẫn thao tác thực hành định lượng, phục vụ công tác chế tạo và phục hồi chi tiết cơ khí.

Về lộ trình học tập, sau khi hoàn thành mô đun này, sinh viên có đủ năng lực kỹ thuật để tiếp tục học tập các mô đun chuyên sâu về sửa chữa, bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí, động cơ đốt trong và thực hiện Khóa luận tốt nghiệp (BQMN19MĐ04) thuộc chương trình đào tạo Cao đẳng nghề dầu khí.