TỔNG QUAN VỀ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN GIA CÔNG LỖ TRÊN MÁY TIỆN (MĐ24)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Gia công lỗ trên máy tiện (Mã mô đun: MĐ24) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại, do Khoa Cơ khí Động lực thuộc Trường Cao đẳng Cơ giới (Quảng Ngãi) biên soạn dưới sự chủ biên của tác giả Nguyễn Đình Kiên. Trong cấu trúc chương trình khung gồm 126 tín chỉ và 2.805 giờ đào tạo, mô đun MĐ24 được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và mô đun chuyên môn tiên quyết, bao gồm: MH07 (Vẽ kỹ thuật), MH08 (Autocad), MH09 (Cơ lý thuyết), MH10 (Sức bền vật liệu), MH11 (Dung sai – Đo lường kỹ thuật), MH12 (Vật liệu cơ khí), MH15 (Tổ chức quản lý sản xuất) và MĐ22 (Tiện trụ ngắn, trụ bậc, tiện trụ dài $l \approx 10d$).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình tập trung vào việc hình thành hệ thống chuẩn đầu ra toàn diện:

  • Kiến thức: Trình bày thông số hình học mũi khoan xoắn và dao tiện lỗ; xác định yêu cầu kỹ thuật khi khoan, tiện lỗ; nhận dạng bề mặt và lưỡi cắt của dụng cụ; phân tích nguyên nhân sai hỏng và biện pháp khắc phục.
  • Kỹ năng: Mài mũi khoan và dao tiện lỗ đạt độ nhám bề mặt Ra 1,25 $\mu\text{m}$, đúng góc độ; vận hành máy tiện để khoan lỗ, tiện lỗ suốt, lỗ bậc, lỗ kín và tiện rãnh trong lỗ đạt cấp chính xác 8–10, độ nhám bề mặt cấp 4–5, tuân thủ an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện kỷ luật thao tác, tính cẩn thận, khả năng làm việc độc lập và bảo đảm an toàn thiết bị.

Cấu trúc giáo trình được xây dựng theo mô đun đào tạo tích hợp với tổng thời lượng 60 giờ (gồm 11 giờ lý thuyết, 47 giờ thực hành và 2 giờ kiểm tra). Nội dung tiếp cận trực tiếp từ thao tác chuẩn bị dụng cụ cắt đến quy trình gia công từng bề mặt lỗ cụ thể trên máy tiện vạn năng.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Giáo trình phân chia tiến trình đào tạo thành 7 bài học chuyên biệt với trình tự logic từ chuẩn bị dụng cụ đến thực hiện các nguyên công gia công lỗ phức tạp:

  1. Bài 1: Mũi khoan, mài mũi khoan (MĐ24.1 - 7 giờ: 3 LT, 4 TH)

    • Cấu tạo mũi khoan xoắn kim loại: Phần làm việc (phần trụ định hướng có 2 đường viền giảm ma sát, 2 lưỡi cắt chính, 1 lưỡi cắt ngang, 2 lưỡi cắt phụ), phần cổ (ghi ký hiệu vật liệu như Y10A, Y12A, thép gió và đường kính), phần chuôi (chuôi trụ hoặc chuôi côn có chuôi bẹt).
    • Thông số hình học: Góc xoắn/thoát phoi $\omega$ phân loại theo vật liệu gia công (Loại N: $\omega = 16^\circ \div 40^\circ$; Loại H: $\omega = 10^\circ \div 19^\circ$; Loại W: $\omega = 30^\circ \div 45^\circ$), góc sắc $\beta$, góc sau $\alpha$, góc nghiêng của lưỡi cắt ngang $\psi = 55^\circ$, góc mũi khoan $2\varphi = 120^\circ$ (góc nghiêng lưỡi cắt chính $\varphi = 60^\circ$).
    • Quy trình mài: Mài mặt sau chính thứ nhất và thứ hai trên máy mài hai đá, kiểm tra góc độ bằng dưỡng đo, mài lẹm hai bên mặt sau để rút ngắn lưỡi cắt ngang nhằm giảm lực tiến dao.

  2. Bài 2: Khoan lỗ trên máy tiện (MĐ24.2 - 6 giờ: 1 LT, 5 TH)

    • Kỹ thuật gá lắp: Gá phôi trên mâm cặp (chiều dài trong chấu kẹp 40–50 mm, ngoài chấu kẹp 40–60 mm), rà tròn bằng phấn; gá mũi khoan qua bầu kẹp mang ranh (chuôi trụ) hoặc bạc côn trung gian vào nòng ụ động (chuôi côn).
    • Kỹ thuật công nghệ: Tiện mặt đầu và khoan mồi định tâm; chế độ cắt tính theo công thức $V = \frac{\pi \cdot D \cdot n}{1000}$ (m/phút) dựa trên bảng tra vận tốc cắt cho phôi thép cacbon kết cấu $\sigma_b = 75\text{ kG/mm}^2$ dùng mũi khoan thép gió P18; quy trình khoan lỗ suốt có tưới dung dịch làm nguội và rút phoi chu kỳ; phương pháp khoan lỗ bậc (khoan đường kính lớn $\varnothing 30\text{ mm}$ trước, đường kính nhỏ $\varnothing 20\text{ mm}$ sau để giảm tổng chiều dài hành trình cắt từ 80 mm xuống 50 mm); phương pháp khoan đáy phẳng bằng mũi khoan đầu phẳng.
    • Nhận diện và xử lý dạng sai hỏng: Lỗ lệch tâm, kích thước lỗ sai, bề mặt lỗ có độ nhám không đạt.

  3. Bài 3: Dao tiện lỗ, mài dao tiện lỗ (MĐ24.3 - 8 giờ: 3 LT, 4 TH, 1 KT)

    • Cấu tạo dao: Dao liền khối, dao hàn chắp và dao cán rời (sử dụng cán rời khi lỗ sâu trên 100 mm và đường kính lớn hơn 35 mm nhằm tăng độ cứng vững).
    • Thông số hình học tĩnh: Dao tiện lỗ suốt có góc nghiêng chính $\varphi = 75^\circ$, góc nghiêng phụ $\varphi_1 = 15^\circ$, góc nâng lưỡi cắt chính $\lambda < 0$ (đẩy phoi ra ngoài); dao tiện lỗ bậc và lỗ kín có góc $\varphi = 90^\circ \div 95^\circ$, $\varphi_1 = 15^\circ$, $\lambda > 0$.
    • Quy trình mài dao: Mài mặt sau chính, mài mặt sau phụ, mài mặt trước tạo góc trước $\gamma$, kiểm tra độ tiếp xúc bằng dưỡng đo góc.

  4. Bài 4: Tiện lỗ suốt (MĐ24.4 - 8 giờ: 1 LT, 7 TH)

    • Trình tự gá đặt dao lỗ suốt có cán song song đường tâm máy, điều chỉnh bàn trượt dọc và ngang, cắt thử, đo kiểm kích thước bằng calip trục/lỗ và thước cặp.

  5. Bài 5: Tiện lỗ bậc (MĐ24.5 - 14 giờ: 1 LT, 13 TH)

    • Phương pháp điều chỉnh cữ chặn chiều sâu, phân chia lượng dư gia công, kỹ thuật xén mặt bậc vuông góc tâm trục bằng dao có $\varphi = 90^\circ \div 95^\circ$.

  6. Bài 6: Tiện lỗ kín (MĐ24.6 - 12 giờ: 1 LT, 10 TH, 1 KT)

    • Kỹ thuật gia công lỗ không thông suốt, khống chế chiều sâu cắt của đáy lỗ, phối hợp chuyển động tiến dao dọc và ngang để làm phẳng đáy lỗ.

  7. Bài 7: Tiện rãnh trong lỗ (MĐ24.7 - 6 giờ: 1 LT, 5 TH)

    • Phương pháp gá dao tiện rãnh trong lỗ, điều chỉnh độ vươn cán dao, xác định vị trí rãnh theo bản vẽ và kỹ thuật đo kiểm đường kính đáy rãnh.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Lý thuyết cắt gọt kim loại: Động học chuyển động cắt, cơ chế hình thành phoi trong không gian kín của lỗ, quy luật biến dạng phoi và hệ số co rút phoi khi thay đổi góc trước $\gamma$.
  • Cơ học phân rã lực cắt: Mối quan hệ giữa góc nghiêng chính $\varphi$ với các thành phần lực cắt: $$\begin{cases} P_x = P_n \cdot \sin\varphi \ P_y = P_n \cdot \cos\varphi \end{cases}$$ Khi tăng $\varphi$ từ $60^\circ$ lên $90^\circ$, lực hướng kính $P_y$ giảm rõ rệt, đây là nguyên lý cốt lõi để triệt tiêu rung động khi gia công lỗ có tỷ số chiều dài trên đường kính ($L/D$) lớn.
  • Nguyên lý chuẩn hóa gá đặt và đo kiểm: Quy tắc định vị phôi trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm, nguyên lý truyền động côn Morse giữa nòng ụ động và chuôi dụng cụ, phương pháp đo kiểm kích thước hình học bằng dưỡng calip giới hạn.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật thao tác: Mài sắc mũi khoan xoắn và các loại dao tiện lỗ đạt độ nhám Ra 1,25 $\mu\text{m}$; gá phôi đạt độ đồng tâm; cân chỉnh tâm mũi khoan trùng với tâm máy tiện bằng mũi tâm trước.
  • Kỹ năng phân tích công nghệ: Tính toán thông số chế độ cắt ($V, s, t$); xác định nguyên nhân hư hỏng phôi (phôi rỗ, trục chính máy bị đảo, mặt đầu không vuông góc, mài hai lưỡi cắt chính không đều) để đưa ra biện pháp khắc phục.
  • Năng lực thực hành gia công: Vận hành máy tiện thực hiện các nguyên công tiện lỗ suốt, lỗ bậc, lỗ kín và tiện rãnh đạt cấp chính xác 8–10 và độ nhám bề mặt cấp 4–5.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp kết hợp giữa lý thuyết chuyên môn và thực hành nghề nghiệp tại xưởng cơ khí, trong đó thời lượng thực hành chiếm 78,3% tổng số giờ học (47 giờ thực hành trên tổng số 60 giờ).

Phương pháp tổ chức của giảng viên

  • Lý thuyết: Sử dụng phương pháp dạy học tích cực, thuyết trình ngắn kết hợp trình chiếu hình vẽ cấu tạo góc độ cắt, nêu vấn đề về các dạng sai hỏng thực tế để người học thảo luận.
  • Thực hành: Thực hiện thao tác mẫu trực tiếp trên máy tiện, phân tích từng bước công nghệ và sửa sai tại chỗ cho từng học viên. Tổ chức cho sinh viên thực hành theo nhóm nhỏ trên phôi thực tế.

Phương pháp học tập của sinh viên

  • Nghiên cứu tài liệu: Chuẩn bị trước bài học từ tài liệu tham khảo và giáo trình, phân tích bản vẽ kỹ thuật chi tiết trước khi vận hành máy.
  • Thảo luận và làm việc nhóm: Mỗi nhóm gồm 2–3 sinh viên cùng thực hiện bài tập thực hành, đo kiểm chéo sản phẩm và lập báo cáo kết quả gia công.
  • Quy định chuyên cần: Sinh viên phải tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng mô đun tích hợp; trường hợp vắng quá 30% số giờ buộc phải học lại toàn bộ mô đun.

Phương pháp kiểm tra và đánh giá

Quy trình đánh giá tuân thủ Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội với cơ cấu điểm số như sau:

Thành phần đánh giá Trọng số Hình thức tổ chức Thời điểm Chuẩn đầu ra đánh giá
Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% (Tổng hợp cùng định kỳ) Viết, tự luận, trắc nghiệm hoặc hỏi đáp trực tiếp Sau mỗi 10 giờ học A1, A2, C1, C2
Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) Nằm trong điểm quá trình Tự luận kết hợp bài tập thực hành gia công chi tiết Sau 20 giờ thực hành A1, A2, A3, A4, A5, B1, C1, C2
Thi kết thúc mô đun 60% Vấn đáp lý thuyết và thực hành trực tiếp trên máy Kết thúc 60 giờ A1, A2, A3, A4, A5, B1, B2, C1, C2

Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc mô đun được chấm theo thang điểm 10, làm tròn đến một chữ số thập phân.

Điểm nổi bật và cập nhật

Kế thừa học thuật cơ khí kinh điển

Nội dung giáo trình được tổng hợp và chuẩn hóa dựa trên các công trình nghiên cứu và tài liệu chuyển giao kỹ thuật cơ khí cơ bản tại Việt Nam:

  • Hệ thống dữ liệu tính toán chế độ cắt trích xuất từ Sổ tay Công nghệ chế tạo máy (tập 1, 2, 3) của PGS. Nguyễn Đắc Lộc, PGS. Lê Văn Tiến, PGS. Ninh Đức Tốn, PGS. Trần Xuân Việt (NXB Khoa học và kỹ thuật, 2005).
  • Cơ sở lý thuyết hình học dụng cụ cắt và phân tích động học máy tiện từ Kỹ thuật tiện của GS. TS Trần Văn Địch (NXB Khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2005) và tài liệu Kỹ thuật tiện của A. Xlêpinin (NXB Công nhân kỹ thuật, 1977).
  • Quy trình bài tập thực hành bám sát Giáo trình Tiện 3, 4 của Nguyễn Thị Quỳnh, Phạm Minh Đạo, Trần Sỹ Tuấn (NXB Lao động, 2009) và Thực hành Cắt Gọt Kim Loại trên máy Tiện và Phay của nhóm tác giả Nguyễn Chí Bảo, Nguyễn Hùng Cường, Lê Thế Hưng (NXB Giáo dục Việt Nam).
                            NGUỒN DỮ LIỆU THAM KHẢO CHUẨN HÓA
[Sổ tay CNCTM (2005)]              [Kỹ thuật tiện (2005)]             [Giáo trình Tiện 3, 4]
Nguyễn Đắc Lộc & CS                GS. TS Trần Văn Địch               Nguyễn Thị Quỳnh & CS
(Bảng tra chế độ cắt)               (Hình học dụng cụ cắt)             (Bài tập thực hành xưởng)

Ứng dụng thực tế sản xuất

  • Tối ưu hóa hành trình công nghệ: Ứng dụng kỹ thuật khoan lỗ bậc theo thứ tự đường kính từ lớn đến nhỏ ($\varnothing 30\text{ mm} \rightarrow \varnothing 20\text{ mm}$), giúp rút ngắn 37,5% hành trình cắt không cần thiết, giảm thời gian gia công chi tiết.
  • Xử lý độ cứng vững dao tiện lỗ sâu: Đưa ra hướng dẫn cụ thể về việc chuyển đổi từ dao liền khối sang dao có kết cấu cán rời đối với các lỗ có chiều sâu $L > 100\text{ mm}$ và đường kính $D > 35\text{ mm}$.
  • Giải pháp triệt tiêu rung động: Ứng dụng phân tích phân bố lực $P_y, P_x$ thông qua việc tăng góc nghiêng chính $\varphi = 90^\circ \div 95^\circ$, bảo đảm độ bóng bề mặt khi gia công phôi có tỷ lệ $L/D$ lớn.

Đối tượng sử dụng giáo trình

                       ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG GIÁO TRÌNH MĐ24
[Sinh viên Cắt gọt kim loại]    [Giảng viên chuyên ngành]       [Thợ tiện & Kỹ thuật viên]
Hệ Cao đẳng / Trung cấp         Xây dựng giáo án & tiêu chí     Tra cứu thông số, chế độ cắt,
Học phần chuyên môn bắt buộc    đánh giá kỹ năng thực hành      quy trình sửa chữa sai hỏng
  • Sinh viên chuyên ngành: Học sinh, sinh viên theo học trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại, Công nghệ chế tạo máy và Cơ khí chế tạo.
  • Yêu cầu điều kiện tiên quyết: Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở (Vẽ kỹ thuật, Cơ lý thuyết, Sức bền vật liệu, Dung sai – Đo lường, Vật liệu cơ khí) và các mô đun thao tác máy tiện cơ bản (MĐ22: Tiện trụ trơn, tiện trụ bậc, tiện trụ dài; MĐ23: Tiện rãnh và cắt đứt).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm tài liệu khung để biên soạn giáo án tích hợp, thiết kế hệ thống bài tập thực hành xưởng và xây dựng tiêu chí chấm điểm kỹ năng gia công cơ khí.
  • Kỹ thuật viên và thợ cơ khí: Tài liệu tham khảo tại các xưởng sản xuất cơ khí nhằm tra cứu thông số mài góc độ dụng cụ cắt, bảng tính vận tốc cắt thép kết cấu và quy trình kiểm soát sai hỏng sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp

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

Giáo trình được thiết kế chuyên biệt cho học sinh, sinh viên theo học trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại, đồng thời làm tài liệu đào tạo tay nghề cho công nhân kỹ thuật cơ khí trong các nhà máy sản xuất.

2. Người học cần có kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun MĐ24?

Người học cần hoàn thành các môn học nền tảng về đọc bản vẽ (MH07, MH08), tính toán ứng lực và cơ học (MH09, MH10), xác định dung sai kích thước (MH11), đặc tính vật liệu kim loại (MH12) và đã thực hiện thuần thục thao tác tiện mặt ngoài tại mô đun MĐ22, MĐ23.

3. Giáo trình này có điểm gì khác biệt so với các tài liệu tiện thông thường?

Tài liệu được cấu trúc dưới dạng mô đun tích hợp chuẩn, tập trung chuyên sâu vào kỹ thuật gia công bề mặt lỗ bên trong với tỷ lệ thực hành chiếm gần 80%. Giáo trình cung cấp bảng tra chế độ cắt cho thép gió P18, phân tích tác động của hệ lực cắt ($P_x, P_y, P_z$) và sơ đồ hóa quy trình mài kiểm tra dụng cụ bằng dưỡng chuyên dụng.

4. Phương pháp tự học giáo trình MĐ24 như thế nào để đạt hiệu quả?

Người học nên làm việc theo nhóm 2–3 người, đọc trước lý thuyết thông số hình học của mũi khoan và dao tiện, đối chiếu các bước mài góc độ trên dưỡng đo trước khi thực hành trên đá mài. Sau mỗi bài tiện, cần dùng thước cặp và calip kiểm tra độ nhám và độ đồng tâm để phát hiện sai hỏng theo bảng phân tích của giáo trình.

5. Giáo trình có những tài liệu bổ trợ nào đi kèm?

Giáo trình tích hợp bảng dữ liệu vận tốc cắt của thép kết cấu, hệ thống câu hỏi ôn tập sau mỗi bài học và danh mục 7 tài liệu tham khảo tiêu chuẩn từ các nhà xuất bản chuyên ngành cơ khí tại Việt Nam.

Kết luận

Giáo trình Gia công lỗ trên máy tiện (MĐ24) do Khoa Cơ khí Động lực – Trường Cao đẳng Cơ giới biên soạn cung cấp toàn bộ quy trình công nghệ gia công lỗ từ công đoạn mài dụng cụ cắt đến vận hành tiện lỗ suốt, lỗ bậc, lỗ kín và tiện rãnh trong lỗ đạt cấp chính xác 8–10 và độ nhám cấp 4–5.

Việc hoàn thành mô đun MĐ24 thiết lập nền tảng kỹ năng chuyên môn cần thiết để người học tiếp tục tiến trình đào tạo các mô đun kỹ thuật gia công phức tạp tiếp theo trong chương trình khung, bao gồm:

  • MĐ28 (Tiện côn)
  • MĐ30, MĐ31, MĐ32 (Tiện ren tam giác, ren vuông, ren thang)
  • MĐ36 (Tiện CNC cơ bản)
  • MĐ40 (Doa lỗ trên máy doa vạn năng)
  • MĐ46 (Thực tập sản xuất tại doanh nghiệp)

Tài liệu là một thành phần trong hệ thống học liệu đào tạo nghề cắt gọt kim loại, bảo đảm tính quy chuẩn theo khung pháp lý giáo dục nghề nghiệp hiện hành.