Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Gia công trên máy tiện 2 (Mã mô đun: CG19MĐ07) là tài liệu học tập chuyên môn nghề bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại ở trình độ Cao đẳng. Tài liệu được ban hành theo Quyết định số 186/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam), do nhóm tác giả gồm Lê Anh Dũng (Chủ biên) và An Đình Quân trực tiếp biên soạn. Trong tiến trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại gồm 108 tín chỉ, mô đun này có thời lượng 6 tín chỉ (tổng cộng 150 giờ đào tạo), được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành mô đun tiên quyết là Gia công trên máy tiện 1 (CG19MĐ02).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể trên ba phương diện chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức (A1–A8): Người học trình bày được quy trình an toàn lao động trong xưởng tiện; giải thích đúng yêu cầu kỹ thuật và quy trình công nghệ gia công các chi tiết phức tạp gồm trục lệch tâm gá trên hai mũi tâm, mặt định hình bằng dao định hình, trục dài kém cứng vững sử dụng giá đỡ (luynet) di động và cố định, ren vuông ngoài/trong và ren thang ngoài/trong; đồng thời phân tích được các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa.
  • Kỹ năng (B1–B10): Người học lập được quy trình công nghệ, trực tiếp thực hiện gá đặt, điều chỉnh máy, mài dao và gia công hoàn thiện các bề mặt chi tiết đạt độ chính xác kích thước, độ nhẵn bóng bề mặt theo bản vẽ kỹ thuật; sử dụng thành thạo các dụng cụ kiểm tra như thước cặp (1/10, 1/20, 1/50 mm), đồng hồ so, calip ren, panme và dưỡng đo.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C3): Rèn luyện tính kỷ luật lao động, tính cẩn thận, khả năng làm việc độc lập, tuân thủ nghiêm ngặt quy định an toàn vệ sinh công nghiệp tại vị trí làm việc.

Cấu trúc giáo trình gồm Bài mở đầu về an toàn lao động và 07 bài học chuyên đề. Cách tiếp cận của giáo trình tuân thủ mô hình đào tạo tích hợp giữa lý thuyết công nghệ và bài tập thực hành thao tác trên máy tiện vạn năng. Điểm đặc thù của tài liệu là phân bổ thời lượng thực hành lên đến 116 giờ (chiếm 77,3% tổng quỹ thời gian mô đun), tập trung hoàn toàn vào kỹ thuật gia công các bề mặt phức tạp, đòi hỏi kỹ năng định vị, gá đặt đồ gá phụ và kiểm soát lực cắt.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai qua 07 bài học chuyên môn và 01 bài mở đầu với tiến trình logic từ kỹ thuật gá đặt phức tạp đến gia công bề mặt cong và hệ thống các mối ghép ren truyền động:

  1. Bài mở đầu: Hướng dẫn an toàn lao động trong xưởng (12 giờ tích hợp): Quy định các bước kiểm tra máy móc, thiết bị điện, hệ thống bôi trơn trước khi vận hành; nguyên tắc an toàn khi máy đang cắt gọt (không thay đổi tốc độ khi trục chính đang quay, tra dầu vào vị trí quy định tối thiểu 3 lần/ngày, không gá phôi/dụng cụ lên băng máy); quy trình vệ sinh, thu dọn phoi bằng móc cọ và cắt cầu dao điện sau ca làm việc.
  2. Bài 1: Tiện trục lệch tâm gá trên hai mũi tâm (20 giờ: 4 giờ lý thuyết, 16 giờ thực hành): Khái niệm các chi tiết lệch tâm (trục khuỷu, bánh lệch tâm, bạc lệch tâm). Phương pháp lấy dấu, xác định khoảng lệch tâm $e$, gá đặt trên mâm cặp 4 chấu độc lập hoặc hai mũi chống tâm. Kỹ thuật sử dụng trục kiểm và đồng hồ so để thiết lập độ đồng tâm của hai mũi tâm máy tiện. Thông số hình học và cách mài dao tiện vai ($\gamma = 10^\circ, \alpha = 8^\circ, \varphi = 90^\circ, \varphi_1 = 10^\circ, \epsilon = 80^\circ$) và dao cắt rãnh ($\gamma = 5^\circ, \alpha = 10^\circ, \varphi = 3^\circ, \varphi_1 = 3^\circ$). Trình tự gia công cổ biên trước, cổ chính sau trên phôi thép C45 hoặc CT3.
  3. Bài 2: Tiện mặt định hình bằng dao định hình (22 giờ: 4 giờ lý thuyết, 17 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Nguyên lý tạo hình bề mặt cong lồi, lõm, mặt cầu bằng phương pháp phối hợp hai chuyển động chạy dao dọc và ngang bằng tay. Cấu tạo, thông số hình học và kỹ thuật gá đặt dao định hình dạng đĩa, dao vê cung tròn mũi nhọn (gá bán kính mũi dao ngang tâm máy, thân dao vuông góc tâm chi tiết). Bảng sơ đồ nguyên công gia công cung tròn lồi R2, R4, cung tròn lõm R3 ở dải tốc độ $n = 224 \text{ vòng/phút}$. Kỹ thuật kiểm tra biên dạng bằng dưỡng đo theo khe hở ánh sáng.
  4. Bài 3: Tiện trụ dài kém cứng vững dùng giá đỡ di động và cố định (24 giờ: 4 giờ lý thuyết, 19 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Khái niệm chi tiết kém cứng vững khi tỷ lệ chiều dài trên đường kính $l/d > 8$ (hoặc $l \ge 10d$). Cấu tạo và công dụng của luynet cố định (bắt chặt trên băng máy) và luynet di động (lắp trên bàn xe dao) có vấu tỳ bằng đồng thau hoặc con lăn. Quy trình tiện phân đoạn kết hợp đảo đầu chi tiết; kiểm soát dung sai kích thước $\pm 0,1 \text{ mm}$, độ nhám bề mặt $R_z40$, độ vuông góc mặt đầu $\le 0,02 \text{ mm}$, độ đồng tâm $\le 0,01 \text{ mm}$.
  5. Bài 4: Tiện ren vuông ngoài (24 giờ: 4 giờ lý thuyết, 19 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Thông số hình học của profin ren vuông gồm bước ren $P$, đường kính đỉnh $D_1 = d - P$, khe hở đáy $Z = 0,125 \text{ mm}$, chiều cao lý thuyết $H = P/2$, chiều cao thực tế $h = P/2 + Z$, chiều rộng ren $l_1 = P/2 - 0,05 \text{ mm}$, chiều rộng đáy $l_2 = P/2 + 0,05 \text{ mm}$. Góc mài dao tiện thô ($\gamma = 4 \div 6^\circ, \alpha = 12 \div 15^\circ, \alpha_1 = \alpha_2 = 3 \div 5^\circ$) và dao tiện tinh ($\gamma = 0^\circ$). Quy trình công nghệ tiện ren ngoài V20x4, ren trái tam giác M24LH; yêu cầu ren đạt cấp chính xác 7–6, độ nhám cấp 4–5.
  6. Bài 5: Tiện ren vuông trong (20 giờ: 4 giờ lý thuyết, 15 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Cấu tạo dao tiện ren lỗ cán trụ; góc trước dao thô $\gamma = 4 \div 6^\circ$, dao tinh $\gamma = 0^\circ$; góc sau chính $\alpha = 12 \div 15^\circ$; góc sau phụ $\alpha_1 = \alpha_2 = 3 \div 5^\circ$. Yêu cầu kỹ thuật sườn ren vuông góc đường tâm, đáy ren song song đường tâm, kiểm tra độ ăn khớp bằng calip trục ren tiêu chuẩn.
  7. Bài 6: Tiện ren thang ngoài (16 giờ: 4 giờ lý thuyết, 11 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Phương pháp gia công profin ren hình thang ngoài (góc profin $30^\circ$), tính toán thông số profin, kỹ thuật lùi dao, ăn dao ngang và ăn dao nghiêng theo sườn ren.
  8. Bài 7: Tiện ren thang trong (24 giờ: 4 giờ lý thuyết, 19 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Kỹ thuật tiện ren thang trong lỗ suốt và lỗ bậc, phương pháp kiểm soát biến dạng thân dao tiện lỗ, gá đặt dao ngang tâm và kiểm tra profin ren thang bằng dưỡng chuyên dụng.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Lý thuyết cắt gọt kim loại: Mối quan hệ giữa vận tốc cắt $V = \frac{\pi \cdot d \cdot n}{1000}$ (m/phút), lượng chạy dao $S$ (mm/vòng) và chiều sâu cắt $t$ (mm). Chế độ cắt phân định rõ theo từng giai đoạn: tiện thô ($t = 4 \div 6 \text{ mm}, S = 0,1 \div 1,3 \text{ mm/vg}$), tiện bán tinh ($t = 2 \div 4 \text{ mm}$) và tiện tinh ($t = 0,1 \div 1 \text{ mm}, S = 0,03 \div 0,1 \text{ mm/vg}$).
  • Nguyên lý định vị và gá đặt: Cơ chế định vị chi tiết trên hai mũi tâm kết hợp tốc kẹp và mâm đẩy tốc; phương pháp rà tròn và rà phẳng bằng đồng hồ so; cơ chế triệt tiêu rung động và biến dạng uốn khi gia công trục dài bằng hệ thống chấu tỳ luynet.
  • Hình học dụng cụ cắt: Sự thay đổi của góc trước $\gamma$, góc sau chính $\alpha$, góc nghiêng chính $\varphi$, góc nghiêng phụ $\varphi_1$ và góc mũi dao $\epsilon$ theo trạng thái tĩnh và trạng thái động khi tiện mặt trụ, tiện rãnh định hình và tiện ren.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật: Mài sửa đúng góc độ các loại dao tiện vai, dao cắt rãnh, dao định hình bán kính, dao ren vuông và ren thang; gá dao chính xác theo tâm máy bằng dưỡng gá dao; cài đặt hộp bánh răng thay thế và tay gạt hộp chạy dao để tiện đúng bước ren $P$.
  • Kỹ năng phân tích công nghệ: Phân tích nguyên nhân sai hỏng như chi tiết bị côn do lệch tâm ụ động, bước ren bị sai do gạt nhầm tay gạt hộp bước tiến hoặc mòn trục vitme, ren bị vỡ profin do gá dao sai tâm hoặc đai ốc hai nửa bị rơ lỏng; từ đó đưa ra biện pháp khắc phục chính xác.
  • Năng lực thực hành: Lập bảng tiến trình công nghệ nguyên công, thao tác vận hành máy tiện vạn năng an toàn, thực hiện phương pháp cắt thử đo đạc để điều chỉnh lượng dịch chuyển bàn trượt ngang qua du xích, sử dụng thành thạo thước cặp, panme và dưỡng kiểm khe hở ánh sáng.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach)

Giáo trình áp dụng phương pháp dạy học tích hợp, kết hợp thuyết trình ngắn nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu công nghệ với trực quan hóa thao tác mẫu tại xưởng. Đối với phần lý thuyết liên quan đến thao tác tay trên máy tiện, giảng viên phân tích chuyển động, giải thích tư thế làm việc chuẩn xác và trình diễn mẫu trước khi giao bài tập cho sinh viên.

Bài tập và tình huống công nghệ

Sau mỗi bài học, giáo trình bố trí hệ thống câu hỏi thảo luận và tình huống thực hành, ví dụ:

  • Bài 1: Trình bày phương pháp gá trục lệch tâm trên mâm cặp 3 chấu và 4 chấu; phân biệt chi tiết lệch tâm và trục khuỷu.
  • Bài 2: Kể tên các loại dao gia công mặt định hình; so sánh chế độ cắt khi tiện mặt định hình so với tiện mặt trụ trơn.
  • Bài 3: Tính toán tốc độ cắt khi tiện trụ ngoài; phân tích yêu cầu kỹ thuật khi gá phôi trên mâm cặp 3 vấu kết hợp một đầu chống tâm.
  • Bài 4: Vẽ hình, xác định thông số hình học của dao tiện ren vuông ngoài; giải thích nguyên nhân sườn ren không vuông góc với đường tâm chi tiết.

Quy trình tổ chức thực hành

Sinh viên học tập theo mô hình nhóm nhỏ (8–10 sinh viên/nhóm thảo luận; 2 sinh viên/1 máy tiện vạn năng). Nhóm trưởng phân công thành viên nghiên cứu bản vẽ chi tiết, tính toán chế độ cắt ($n, s, t$), lập phiếu tiến trình công nghệ. Giảng viên duyệt quy trình trước khi sinh viên nhận phôi thép (C45, CT3) và tiến hành gia công thực tế trên máy tiện vạn năng, máy mài 2 đá và máy khoan.

Phương pháp kiểm tra và đánh giá

Quy trình đánh giá kết quả học tập tuân thủ Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:

  • Điểm đánh giá quá trình (Trọng số 40%): Bao gồm điểm kiểm tra thường xuyên (hệ số 1, thực hiện 2 cột điểm sau 70 giờ học bằng hình thức viết, thuyết trình hoặc báo cáo) và điểm kiểm tra định kỳ (hệ số 2, gồm 6 bài kiểm tra sau mỗi khối 30 giờ thực hành theo chuẩn A4, B4, C3).
  • Điểm thi kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Thực hiện sau 150 giờ học bằng bài thi tổng hợp lý thuyết (tự luận, trắc nghiệm) và bài thi kỹ năng thực hành gia công chi tiết phức tạp, đánh giá toàn diện các chuẩn đầu ra từ A1–A8, B1–B10 và C1–C3. Điểm môn học chấm theo thang điểm 10, làm tròn đến một chữ số thập phân.

Hướng dẫn tự học

Sinh viên bắt buộc phải chuẩn bị bài trước khi đến lớp thông qua tài liệu phát tay và giáo trình; tham dự tối thiểu 70% tổng số tiết lý thuyết (người học vắng quá 30% số tiết lý thuyết bắt buộc phải học lại mô đun). Thực hiện nghiêm túc giờ tự học cá nhân và thảo luận nhóm để hoàn thiện bản vẽ quy trình trước khi vào xưởng.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Thiết kế theo chuẩn đầu ra tích hợp nghề Cắt gọt kim loại: Giáo trình được chuẩn hóa theo chương trình đào tạo Cao đẳng được phê duyệt năm 2020 của Trường Cao đẳng Dầu khí, cập nhật phương pháp dạy học giải quyết vấn đề trực tiếp trên sản phẩm gia công cơ khí.
  • Tập trung vào các nguyên công tiện phức tạp: Khác với các tài liệu tiện cơ bản chỉ dừng lại ở tiện mặt trụ trơn hoặc ren tam giác hệ Mét, giáo trình Gia công trên máy tiện 2 đi sâu vào các bài toán công nghệ có độ khó cao: xử lý biến dạng trục mảnh ($l/d > 8$) bằng luynet, kỹ thuật dịch tâm gia công trục khuỷu, phối hợp hai tay dao vê cung tròn định hình và kỹ thuật tiện các loại ren truyền lực (ren vuông, ren thang).
  • Tính gắn kết với thực tế sản xuất công nghiệp: Bản vẽ chi tiết gia công trong giáo trình mô phỏng các kết cấu thực tế trong ngành chế tạo máy và cơ khí dầu khí như trục truyền động, vitme đai ốc ren thang, cổ trục khuỷu máy nén khí, tay gạt định hình.
  • Hệ thống hóa nguyên nhân sai hỏng và cách khắc phục: Mỗi bài học đều có bảng tổng hợp chi tiết về sai lệch hình học (côn, lệch bước ren, sườn ren nghiêng, bề mặt rung rỗ), chỉ rõ nguyên nhân do mài dao, gá dao hay điều chỉnh máy, giúp sinh viên hình thành tư duy kiểm soát chất lượng sản phẩm.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên chuyên ngành: Sinh viên trình độ Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại (thường được bố trí học vào năm thứ hai trong khung chương trình 3 năm).
  • Kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở gồm: Vẽ kỹ thuật 1, 2 (CK19MH01, CK19MH02), Cơ kỹ thuật (CK19MH03), Vật liệu cơ khí (CK19MH04), Dung sai (CK19MH05), An toàn – vệ sinh lao động (ATMT19MH01), Cơ sở công nghệ gia công kim loại (CG19MH03) và mô đun Gia công trên máy tiện 1 (CG19MĐ02).
  • Giảng viên và cán bộ hướng dẫn thực hành: Sử dụng làm căn cứ biên soạn giáo án tích hợp, thiết kế bài tập thực hành gia công chi tiết mẫu, lập bảng định mức vật tư tiêu hao (thép thanh C45, CT3, dầu bôi trơn, dao tiện) và xây dựng barem chấm điểm kỹ năng nghề.
  • Kỹ thuật viên và công nhân cơ khí: Tài liệu phục vụ tham khảo cho thợ tiện vạn năng, kỹ thuật viên bảo trì cơ khí tại các nhà máy, xí nghiệp cần tra cứu thông số mài dao ren vuông, ren thang và kỹ thuật tiện trục kém cứng vững.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Giáo trình này dành cho đối tượng nào và ở học kỳ mấy?

Giáo trình được biên soạn phục vụ đào tạo sinh viên hệ Cao đẳng chính quy nghề Cắt gọt kim loại tại Trường Cao đẳng Dầu khí. Môn học thuộc nhóm chuyên môn nghề bắt buộc (Mã số CG19MĐ07), thường được giảng dạy ở giai đoạn giữa khóa học sau khi sinh viên đã nắm vững kỹ thuật tiện mặt trụ cơ bản.

2. Cần hoàn thành những môn học nào trước khi học mô đun này?

Sinh viên bắt buộc phải tích lũy mô đun Gia công trên máy tiện 1 (CG19MĐ02), đồng thời có kiến thức nền tảng vững chắc về Dung sai lắp ghép, Vẽ kỹ thuật cơ khí, Vật liệu học và các quy định an toàn lao động trong xưởng cơ khí.

3. Điểm khác biệt căn bản giữa giáo trình Gia công trên máy tiện 1 và Gia công trên máy tiện 2 là gì?

Gia công trên máy tiện 1 trang bị kỹ năng tiện các bề mặt cơ bản (mặt đầu, mặt trụ ngoài, mặt trụ trong, tiện côn, tiện ren tam giác đơn giản). Gia công trên máy tiện 2 tập trung vào các nguyên công phức tạp hơn: gá đặt lệch tâm, gia công trục kém cứng vững dùng giá đỡ luynet, tiện mặt định hình bằng phối hợp hai chuyển động và tiện các loại ren truyền động như ren vuông, ren thang (cả mặt ngoài lẫn mặt trong).

4. Phương pháp học tập và rèn luyện kỹ năng thực hành hiệu quả là gì?

Người học cần nghiên cứu kỹ bản vẽ và lập bảng tiến trình công nghệ trước giờ thực hành; nắm chắc cách mài các góc độ dao cắt theo dưỡng; tuân thủ quy tắc cắt thử đo đạc bằng du xích trước khi tiện toàn bộ chiều dài; thực hiện nghiêm ngặt quy định an toàn và bảo dưỡng tra dầu máy tiện tối thiểu 3 lần/ngày.

5. Giáo trình sử dụng những nguồn tài liệu tham khảo chính nào?

Tài liệu được biên soạn dựa trên sự kế thừa và đối chiếu từ các giáo trình chuyên ngành cơ khí:

  • Kỹ thuật tiện – Tác giả Đỗ Đức Cường (Bộ Cơ khí Luyện kim).
  • Kỹ thuật tiện – Tác giả Đnhejnưi, Chĩkin, Tôknô (NXB Mir, Mát-xcơ-va, 1981, do Nguyễn Quang Châu dịch).
  • Thực hành cơ khí – Tác giả Trần Thế San, Hoàng Trí, Nguyễn Thế Hùng (NXB Đà Nẵng).

Kết luận

Giáo trình Gia công trên máy tiện 2 đóng vai trò hoàn thiện hệ thống kỹ năng gia công cơ khí cắt gọt trên máy tiện vạn năng cho sinh viên trình độ Cao đẳng. Với 150 giờ đào tạo tích hợp (116 giờ thực hành xưởng), tài liệu trang bị đầy đủ cơ sở lý thuyết cắt gọt, kỹ thuật gá đặt phôi phức tạp, nguyên lý mài dao chuyên dụng và phương pháp gia công các chi tiết định hình, trục lệch tâm, ren vuông và ren thang đạt cấp chính xác theo tiêu chuẩn kỹ thuật.

Trong tiến trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại, việc hoàn thành mô đun này là tiền đề kỹ thuật bắt buộc để người học tiếp tục phát triển chuyên môn ở các mô đun công nghệ cao tiếp theo như Gia công trên máy tiện CNC 2 (CG19MĐ08), tham gia Thực tập sản xuất (CG19MĐ11) và thực hiện Khóa luận tốt nghiệp (CG19MĐ12). Sinh viên có thể tham khảo bổ sung các sổ tay công nghệ chế tạo máy và các tài liệu chuyên khảo về kỹ thuật tiện của NXB Mir và Bộ Cơ khí Luyện kim để mở rộng kiến thức công nghệ gia công.