THƯ MỤC HỌC THUẬT VÀ BẢN MÔ TẢ GIÁO TRÌNH: GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI 2

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Gia công cắt gọt kim loại 2 (Mã mô đun: MECM63118) là tài liệu giảng dạy và học tập chính thức do Trường Cao đẳng Dầu khí (tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu) biên soạn và ban hành nội bộ theo Quyết định số 207/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022. Tài liệu do ThS. Trần Kim Khánh làm Chủ biên cùng sự tham gia biên soạn của ThS. Lê Anh Dũng.

Trong cấu trúc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí (thuộc nhóm nghề Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí), mô đun này mang tính chất chuyên môn nghề bắt buộc với khối lượng 3 tín chỉ, tương đương tổng thời lượng 75 giờ học. Về vị trí đào tạo, mô đun được bố trí giảng dạy sau khi sinh viên đã hoàn thành các môn học nền tảng cơ sở và kỹ năng nghề bậc thấp, bao gồm: Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (MECM52003, MECM62012), Vật liệu cơ khí (MECM53002), Dung sai lắp ghép (MECM53001), Cơ kỹ thuật (MECM64011), Gia công nguội cơ bản (MECM53104) và Gia công cắt gọt kim loại 1 (MECM54105). Kiến thức và kỹ năng thực hành của mô đun là điều kiện tiên quyết để người học tiếp tục theo học các mô đun chuyên ngành tiếp theo như: Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 1 & 2 (MECM53107, MECM63120), Sửa chữa - Bảo dưỡng Quạt (MECP65148), Sửa chữa - Bảo dưỡng máy nén khí (MECM53108) và Sửa chữa - Bảo dưỡng động cơ đốt trong (MECM54109).

Mục tiêu học tập của giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên hệ thống kiến thức toàn diện về cấu tạo, nguyên lý làm việc của máy tiện và máy phay; nguyên tắc định vị, kẹp chặt và chuẩn công nghệ; quy trình thiết kế công nghệ và kỹ năng gia công phay rãnh vuông, phay rãnh then, tiện ren tam giác ngoài và tiện ren tam giác trong. Chuẩn đầu ra yêu cầu người học vận hành máy đạt cấp chính xác từ 6 đến 10, độ nhám bề mặt cấp 4–5, mài dao thép gió đạt độ nhám Ra 1,25 $\mu\text{m}$, đồng thời kiểm tra thành phẩm bằng các dụng cụ đo chuyên dụng và phân tích, xử lý các dạng sai hỏng trong quá trình cắt gọt.

Giáo trình tiếp cận theo mô hình đào tạo kỹ năng nghề tích hợp, phân bổ cấu trúc thành hai phần trọng tâm: Phần 1: Gia công phay và Phần 2: Gia công tiện. Tỷ trọng thực hành chiếm ưu thế với 58/75 giờ (tương đương 77,3% tổng thời lượng), kết hợp phân tích nguyên nhân sai hỏng và hướng dẫn quy trình kiểm tra dung sai đo lường.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai qua 2 phần và 4 bài học cụ thể:

  • 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): Trình bày các yêu cầu kỹ thuật về dung sai bề rộng rãnh, độ nhám, độ vuông góc và sai số vị trí tương quan. Hướng dẫn quy trình gá rà ê tô bằng đồng hồ so đảm bảo song song với hướng chạy bàn máy; kỹ thuật gá dao phay ngón, dao phay mặt đầu; chế độ cắt gọt ($v, s, t$); kỹ thuật phay thô, phay tinh rãnh vuông theo phương pháp phay nghịch; quy trình đo kiểm bằng calip, thước cặp, thước panme ngoài, panme đo sâu và căn mẫu; phân tích dạng sai hỏng (rãnh lệch tâm, không song song, sai kích thước) và biện pháp phòng ngừa.
    • Bài 2: Phay rãnh then (17 giờ): Thiết lập phương pháp gia công rãnh then thông suốt, then hở và then kín trên chi tiết dạng trục. Quy định các phương pháp gá kẹp phôi bằng khối V, mỏ kẹp tự định tâm hoặc ê tô có miếng đệm đồng; kỹ thuật sử dụng dao phay đĩa và dao phay ngón; phương pháp kiểm tra kích thước then bằng calip trục/tấm giới hạn và thước cặp; tổng hợp bảng nguyên nhân - biện pháp khắc phục sai số kích thước, sai lệch vị trí tương quan, sai lệch biên dạng profin và độ nhám bề mặt chưa đạt.
  • 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 hình học của ren hệ Mét (góc profin $\alpha = 60^\circ$) và ren hệ Anh ($\alpha = 55^\circ$); các phương pháp lấy chiều sâu cắt (phương pháp phản hồi mau khi tiện ren lẻ, dùng đồng hồ chỉ đầu ren); 3 phương pháp dẫn dao cắt ren (tiến dao ngang, tiến dao kết hợp ngang - dọc, tiến dao nghiêng góc $30^\circ$); cấu tạo và quy trình mài dao tiện ren thép gió/hợp kim; quy trình công nghệ gia công chi tiết ren ngoài M24 gồm 15 bước; kỹ thuật kiểm tra ren bằng đai ốc mẫu (đầu lọt/đầu không lọt), thước kẹp, dưỡng ren và panme đo ren gián tiếp bằng 3 kim đo.
    • Bài 2: Tiện ren tam giác trong (18 giờ): Hệ thống hóa các thông số ren lỗ; phương pháp lấy chiều sâu cắt thô và tinh ($t = 0,05\text{ mm}$); kỹ thuật dẫn dao theo đường ren cũ; cấu tạo, góc mài và phương pháp gá dao tiện lỗ ngang tâm; phân tích các dạng phế phẩm khi tiện ren trong (bước ren sai, ren bị mẻ, biên dạng bị tù, bề mặt không trơn láng); quy trình đo kiểm ren lỗ bằng dưỡng kiểm và calip ren.

progression logic của nội dung đi từ việc thiết lập các bề mặt định hình cơ bản (rãnh vuông, rãnh then bằng phương pháp phay) đến gia công các bề mặt xoắn ốc phức tạp (ren tam giác ngoài và ren tam giác trong bằng phương pháp tiện); kết hợp chặt chẽ giữa tính toán thông số lý thuyết, vận hành máy công cụ và đo kiểm thành phẩm.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng các khối kiến thức lý thuyết cơ học và chế tạo máy ứng dụng:

  • Lý thuyết chế độ cắt gọt kim loại: Vận tốc cắt $V$ xác định theo cặp vật liệu gia công và vật liệu dụng cụ cắt (đối với dao thép gió tiện thép: $V = 18 \div 30\text{ m/phút}$, tiện gang: $V = 10 \div 15\text{ m/phút}$; dao hợp kim tiện thép: $V = 100 \div 150\text{ m/phút}$, tiện gang: $V = 40 \div 60\text{ m/phút}$). Tốc độ quay trục chính tính toán theo công thức $n = \frac{1000V}{\pi D}$ (khuyến nghị thực tập $n < 100\text{ vòng/phút}$ với đường kính $D = 25\text{ mm}$).
  • Hệ thống thông số hình học ren tam giác:
    • Bước ren tiêu chuẩn $P$, bước xoắn $P_h = n \cdot P$.
    • Chiều cao lý thuyết $H = 0,86603 \cdot P$; chiều cao thực hành $h = 0,61343 \cdot P$.
    • Đường kính đáy ren ngoài thực hành: $d_3 = d - 1,22686 \cdot P$; đường kính đáy ren trong thực hành: $D_3 = d + 0,144 \cdot P$.
    • Đường kính trung bình: $d_2 = D_2 = d - 0,64952 \cdot P$.
    • Góc nâng ren: $\tan \gamma = \frac{P}{\pi \cdot d_2}$; bán kính góc lượn mũi dao: $r = \frac{H}{6} = 0,144 \cdot P$.
    • Bề rộng đỉnh ren bu lông: $L = 0,125 \cdot P$; bề rộng đỉnh ren đai ốc: $L_1 = 0,250 \cdot P$.
  • Nguyên tắc định vị và kẹp chặt: Phân tích chuẩn gá đặt, chuẩn đo lường, khử bậc tự do bằng khối V, ê tô máy và chống tâm mâm tốc.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Gá đặt và rà dao đúng tâm; mài dao tiện ren thép gió đúng góc độ ($\alpha = 12^\circ \div 15^\circ$, $\gamma = 5^\circ \div 12^\circ$, góc mũi $2\varphi = 60^\circ$ hoặc $55^\circ$ có trừ lượng mòn $10'' \div 20''$); thiết lập thông số máy phay/máy tiện.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đọc bản vẽ chi tiết cơ khí; phân tích nguyên nhân phát sinh sai số kích thước, sai số hình học và độ nhám; áp dụng công thức đo ren 3 kim: $$\text{Ren hệ Mét: } d_{tb} = M - 3d + 0,866 \cdot S$$ $$\text{Ren hệ Anh: } d_{tb} = M - 3,166d + 0,961 \cdot S$$ (với $M$ là kích thước đo qua 3 kim, $d$ là đường kính kim đo).
  • Kỹ năng thực hành (Practical competencies): Gia công hoàn chỉnh chi tiết rãnh và ren trên phôi thép CT3 đạt cấp chính xác 6–10, độ nhám cấp 4–5; sử dụng thành thạo thước cặp, panme đo sâu, panme ngoài, calip ren và dưỡng ren.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình quy định cụ thể phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá theo định hướng tích cực:

  • Phương pháp giảng dạy của giáo viên: Áp dụng kết hợp diễn giảng ngắn gọn, nêu vấn đề, hướng dẫn sinh viên tra cứu tài liệu tiêu chuẩn và giải quyết các bài tập tình huống gia công. Người dạy phân chia nhóm nhỏ để hướng dẫn thực hành tại xưởng, kiểm tra kỹ thuật mài dao, thao tác gá đặt phôi và giám sát an toàn lao động trước khi cho phép quay trục chính máy công cụ.
  • Phương pháp học tập của sinh viên: Học tập kết hợp cá nhân và làm việc nhóm (mỗi nhóm từ 4 đến 6 người). Nhóm trưởng phân công nhiệm vụ nghiên cứu bài học trước khi đến lớp, thảo luận phương án gá kẹp, phân tích bản vẽ và viết báo cáo nhóm. Sinh viên phải tham gia tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết (nghỉ học quá 30% số tiết lý thuyết bắt buộc phải học lại).
  • Bài tập và thực hành xưởng: Thực hiện theo các phiếu tiến trình công nghệ (như phiếu gia công ren ngoài M24 qua 15 bước: vạt mặt đầu, khoan tâm, tiện trụ $\phi 25,5$, tiện rãnh $\phi 16$ dài 60 mm, tiện rãnh $\phi 12$, vát mép $2\times 45^\circ$, tiện ren M24).
  • Quy định kiểm tra và đánh giá kết quả: Đánh giá kết quả học tập tuân thủ Quy chế đào tạo Cao đẳng chính quy ban hành theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội:
    • Điểm kiểm tra thường xuyên và định kỳ (Trọng số 40%): Gồm 01 bài kiểm tra thường xuyên (vấn đáp/hỏi miệng sau 15 giờ học) và 01 bài kiểm tra định kỳ (tự luận/trắc nghiệm/thực hành sau 45 giờ học).
    • Điểm thi kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Tổ chức sau 75 giờ học dưới hình thức trắc nghiệm lý thuyết kết hợp thực hành gia công trực tiếp chi tiết máy trên máy phay/tiện.
    • Thang điểm: Chấm theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân), sau đó quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính pháp lý và tiêu chuẩn hóa đào tạo: Giáo trình được ban hành năm 2022 theo Quyết định số 207/QĐ-CĐDK của Trường Cao đẳng Dầu khí, cập nhật hoàn toàn theo khung chương trình đào tạo tín chỉ và biểu mẫu quy định của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội.
  • Định hướng chuyên biệt cho ngành Dầu khí: Các bài thực hành gia công được thiết kế phục vụ trực tiếp cho công tác gia công chi tiết phụ tùng sửa chữa, bảo dưỡng các cụm máy công nghiệp dầu khí như máy bơm, quạt gió công nghiệp và máy nén khí.
  • Tính trực quan và ứng dụng công nghệ đo kiểm: Tài liệu tích hợp danh mục 30 hình vẽ kỹ thuật mô tả cấu tạo dao, sơ đồ gá đặt ê tô, các phương pháp dịch chuyển bàn máy và sơ đồ kiểm tra độ sâu rãnh, đo ren bằng các dụng cụ từ đơn giản đến dụng cụ đo kiểm gián tiếp chính xác cao (panme đo ren 3 kim).
  • Kế thừa hệ thống tài liệu chuyên khảo uy tín: Nội dung giáo trình được tổng hợp và đối chiếu từ các công trình nghiên cứu, sách giáo trình chuyên ngành cơ khí của các cơ sở giáo dục đại học hàng đầu trong nước:
    1. Cơ sở công nghệ chế tạo máy (Đặng Văn Nghìn, Lê Minh Ngọc – ĐHBK TP.HCM, NXB KHKT, 1992).
    2. Công nghệ chế tạo máy (Nguyễn Ngọc Đào, Hồ Viết Bình – ĐHSPKT TP.HCM, NXB KHKT, 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 – ĐHSPKT TP.HCM).
    7. Vẽ kỹ thuật cơ khí (PGS. Trần Hữu Quế – NXB Giáo Dục).

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên đào tạo chính quy: Học sinh, sinh viên theo học trình độ Cao đẳng và Trung cấp thuộc ngành nghề Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí và nghề Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí.
  • Điều kiện tiên quyết đối với người học: Đòi hỏi sinh viên phải nắm vững kiến thức khoa học tự nhiên phổ thông và đã hoàn thành các môn học cơ sở: Vẽ kỹ thuật cơ khí, Vật liệu cơ khí và công nghệ kim loại, Cơ học lý thuyết - Sức bền vật liệu, Dung sai lắp ghép, Gia công nguội và Gia công cắt gọt kim loại 1.
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chính thức, làm căn cứ biên soạn giáo án tích hợp, thiết kế bài tập xưởng, lập phiếu đánh giá kỹ năng nghề và xây dựng ngân hàng đề thi kết thúc mô đun.
  • Tài liệu tham khảo chuyên môn: Kỹ thuật viên bảo trì cơ khí, công nhân sửa chữa tại các trạm nén khí, nhà máy lọc dầu, nhà máy chế biến khí và xí nghiệp cơ khí có nhu cầu tra cứu chế độ cắt, phương pháp mài dao và quy trình đo kiểm ren/rãnh.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này được biên soạn cho đối tượng nào?

Tài liệu biên soạn riêng cho sinh viên bậc Cao đẳng nghề Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí và nghề Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học giáo trình?

Người học bắt buộc phải hoàn thành các học phần cơ sở: Vẽ kỹ thuật 1 & 2, Vật liệu cơ khí, Dung sai lắp ghép, Cơ kỹ thuật và Gia công cắt gọt kim loại 1 để đáp ứng khả năng đọc bản vẽ và tính toán chế độ cắt.

3. Giáo trình này có điểm gì khác biệt về mặt cấu trúc?

Giáo trình tinh giản lý thuyết hàn lâm, tập trung 77,3% thời lượng cho kỹ năng thực hành phay rãnh (vuông, then) và tiện ren (tam giác trong, tam giác ngoài), đi kèm bảng nhận diện sai hỏng và quy trình công nghệ mẫu.

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

Sinh viên cần đọc trước nội dung bài học, nghiên cứu các hình vẽ kỹ thuật, tính toán chế độ cắt ($v, s, t$) theo công thức, lập bảng quy trình trước khi vào xưởng và thực hiện nghiêm ngặt quy định an toàn khi thao tác máy.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo giáo trình không?

Giáo trình sử dụng kèm các bản vẽ gia công mẫu (như bản vẽ phay rãnh, bản vẽ trục ren M24), video kỹ thuật thao tác máy, hệ thống phôi thép CT3 tại xưởng thực hành và danh mục 7 tài liệu tham khảo chuyên khảo về Tiện, Phay, Dung sai và Công nghệ chế tạo máy.

Kết luận

Giáo trình Gia công cắt gọt kim loại 2 (Mã mô đun: MECM63118) cung cấp cấu trúc kiến thức công nghệ chuẩn xác và quy trình thực hành chi tiết đối với kỹ thuật phay rãnh và tiện ren tam giác. Nội dung giáo trình bảo đảm sự liên kết chặt chẽ giữa lý thuyết tính toán thông số hình học, quy trình công nghệ gia công chi tiết máy và phương pháp kiểm tra đo lường chất lượng sản phẩm.

Sau khi hoàn thành mô đun này, người học hoàn thiện kỹ năng thao tác máy công cụ cơ bản để chuyển tiếp sang các học phần chuyên sâu về bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị động lực và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Để mở rộng kiến thức, người học được khuyến nghị tra cứu thêm các tài liệu tham khảo chuẩn mực về Công nghệ chế tạo máy và Kỹ thuật Tiện của các tác giả Đặng Văn Nghìn, Nguyễn Ngọc Đào, Dương Văn Linh và Hoàng Xuân Nguyên.