Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Kỹ thuật nguội (Mã mô đun: MD 14) được biên soạn theo chương trình đào tạo nghề Điện công nghiệp ở trình độ Cao đẳng nghề, ban hành theo Quyết định số 1955/QĐ-CĐGTVTTWI-ĐT ngày 22 tháng 12 năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Giao thông vận tải Trung ương I. Trong cấu trúc chương trình đào tạo, mô đun này giữ vai trò là mô đun kỹ thuật cơ sở, được bố trí giảng dạy sau khi người học hoàn thành các môn học Vẽ kỹ thuật, An toàn điện và học song song với các môn học kỹ thuật cơ sở khác.

Mục tiêu học tập của giáo trình tập trung vào việc trang bị cho người học hệ thống kiến thức cơ bản về phương pháp và quy trình công nghệ gia công nguội; hình thành kỹ năng thực hiện các nguyên công nguội cơ bản (vạch dấu, đục, giũa, cưa, khoan, khoét, doa, nắn, uốn) đúng quy trình kỹ thuật; sử dụng thành thạo các dụng cụ gia công cầm tay và thiết bị đo kiểm; chế tạo các chi tiết đơn giản phục vụ công tác lắp đặt, bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị điện và thiết bị lạnh theo bản vẽ kỹ thuật; đồng thời rèn luyện ý thức an toàn lao động và bảo quản trang thiết bị xưởng.

Giáo trình có tổng thời lượng đào tạo là 40 giờ, bao gồm 10 giờ lý thuyết, 28 giờ thực hành và 2 giờ kiểm tra. Nội dung được kết cấu thành Bài mở đầu và 7 bài chuyên đề kỹ thuật. Cách tiếp cận của giáo trình đi từ việc hướng dẫn sử dụng dụng cụ đo lường chính xác, kỹ thuật vạch dấu định hình, đến các nguyên công cắt gọt bóc tách kim loại (đục, giũa, cưa, khoan, khoét, doa) và biến dạng dẻo (nắn, uốn). Điểm đặc sắc của tài liệu là việc gắn kết trực tiếp các thông số kỹ thuật của vật liệu cơ khí (thép carbon dụng cụ nhóm Y, CD; thép hợp kim; nhiệt độ tôi, ram) với từng thao tác gia công cơ khí phục vụ chuyên ngành Điện công nghiệp.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình được phân chia thành 8 đơn vị bài học theo trình tự phát triển kỹ năng gia công cơ khí:

  • Bài mở đầu: Tổng quan về kỹ thuật nguội (2 giờ lý thuyết): Giới thiệu khái niệm, vị trí của kỹ thuật nguội trong sản xuất và đời sống; phân tích đặc điểm gia công thủ công bằng dụng cụ cầm tay và các yêu cầu về kiến thức dung sai, vật liệu, nhiệt luyện đối với người thợ cơ điện.
  • Bài 1: Sử dụng dụng cụ đo (4 giờ: 1 giờ lý thuyết, 3 giờ thực hành): Trình bày cấu tạo, công dụng, phương pháp đo và bảo quản các dụng cụ đo kiểm cơ khí, bao gồm: thước lá (thép Y7/Y8, vạch chia 0,5–1 mm), thước cặp (độ chính xác 1/10 mm, 1/20 mm, 1/50 mm; công thức đọc trị số $L = m + k \cdot a/n$), panme đo ngoài (bước đo 25 mm, độ chính xác 0,01 mm, cơ cấu con cóc hạn chế lực) và thước đứng đế gang xám lắp mũi vạch.
  • Bài 2: Vạch dấu mặt phẳng và vạch dấu khối (3 giờ: 1,5 giờ lý thuyết, 1 giờ thực hành, 0,5 giờ kiểm tra): Hệ thống hóa ba loại dấu (dấu gia công, dấu kiểm tra, dấu phụ); giới thiệu dụng cụ vạch dấu (mũi vạch thép CD100/CD120, compa thép 45 tôi cứng, đài vạch, mũi núng CD70/CD80 góc mài 45–50°); dụng cụ kê đỡ (khối D, khối V góc $60^\circ, 90^\circ, 120^\circ$, bàn máp gang xám, kích đỡ); quy trình vạch dấu mặt phẳng và vạch dấu khối theo bản vẽ chi tiết cờ lê và phôi búa nguội.
  • Bài 3: Đục kim loại (7 giờ: 1,5 giờ lý thuyết, 5 giờ thực hành, 0,5 giờ kiểm tra): Cấu tạo đục thép Y7A/Y8A tôi ram ở $780\text{--}800^\circ\text{C}$ (đục bằng, đục nhọn, đục cong); góc mài lưỡi cắt theo vật liệu (gang: $70^\circ$, thép: $60^\circ$, đồng/nhôm: $30\text{--}45^\circ$); kỹ thuật chọn chiều cao ê-tô, góc đứng ($45^\circ$), góc chân ($70^\circ$ và $45^\circ$); ba phương pháp vung búa (cổ tay với lớp cắt $<0,5\text{ mm}$, khuỷu tay với lớp cắt $>0,5\text{ mm}$, cánh tay với lớp cắt $1,5\text{--}2\text{ mm}$); kỹ thuật đục thô và đục tinh.
  • Bài 4: Giũa kim loại (12 giờ: 1 giờ lý thuyết, 10,5 giờ thực hành, 0,5 giờ kiểm tra): Cấu tạo giũa thép carbon Y8, Y9, Y10, Y12; phân loại theo hình dạng mặt cắt (giũa dẹt, vuông, tam giác góc $>60^\circ$, tròn) và theo cỡ răng (Loại I: $11,5\text{--}12\text{ răng}/10\text{ mm}$, sai lệch $0,02\text{--}0,08\text{ mm}$; Loại II–VI giũa mịn: $40\text{--}63\text{ răng}/10\text{ mm}$, sai lệch $0,01\text{--}0,05\text{ mm}$); tư thế đứng, lực tỳ đẩy giũa và kỹ thuật gia công mặt phẳng, mặt trụ (chuyển tiếp đa giác 8 cạnh lên 16 cạnh), mặt cong lồi/lõm.
  • Bài 5: Cưa kim loại (Cưa bằng tay) (4 giờ: 1,5 giờ lý thuyết, 2,5 giờ thực hành): Cấu tạo khung cưa chữ U, lưỡi cưa thép Y8, Y9, Y10 ($250\text{--}300\text{ mm}$, dày $0,6\text{--}0,8\text{ mm}$); nguyên tắc chọn bước răng ($16\text{--}18\text{ răng}/25\text{ mm}$ cho thép/gang; $22\text{--}24\text{ răng}$ cho vật liệu thanh; $24\text{--}32\text{ răng}$ cho tấm mỏng $<1\text{ mm}$); kỹ thuật mở mạch bước sóng; thao tác cưa với tốc độ $30\text{--}60\text{ lần/phút}$.
  • Bài 6: Khoan, khoét, doa kim loại (3,5 giờ: 1 giờ lý thuyết, 2,5 giờ thực hành): Phương pháp gia công lỗ bằng mũi khoan ruột gà; dao khoét thép gió (dao liền khối $3\text{--}4\text{ lưỡi}$ cho $\varnothing 12\text{--}20\text{ mm}$, dao ghép 4 lưỡi cho $\varnothing >20\text{ mm}$); dao doa trụ và côn (độ côn $1/50\text{--}1/30$, $4\text{--}12\text{ răng}$, đạt độ nhẵn $R_z = 1,6\text{--}0,40,\mu\text{m}$, lượng dư doa thô $0,1\text{--}0,15\text{ mm}$, doa tinh $0,02\text{--}0,05\text{ mm}$).
  • Bài 7: Nắn, uốn kim loại (4,5 giờ: 0,5 giờ lý thuyết, 3 giờ thực hành, 0,5 giờ kiểm tra): Nguyên công nắn nguội và nắn gia nhiệt (thép CT3 ở $800\text{--}1000^\circ\text{C}$, hợp kim nhôm ở $350\text{--}470^\circ\text{C}$); công thức tính kích thước phôi uốn ($L = \pi D_{tb}$, $L = a + b + \frac{1}{2}\pi r$); kỹ thuật uốn thanh dẹt và uốn ống nhồi cát/nhựa thông có nút gỗ thông hơi (chiều dài nút bằng $2\text{--}3$ lần đường kính ống).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xác lập các nền tảng kỹ thuật cơ khí gồm:

  • Nguyên lý đo lường cơ khí chính xác: Phép đọc du xích trên thước cặp, nguyên lý ren trục vít trên panme và cách xác định sai số do nhiệt độ, bề mặt gia công thô hoặc thao tác kẹp đo.
  • Khoa học vật liệu và nhiệt luyện dụng cụ: Phân loại thép carbon kết cấu, thép carbon dụng cụ (mác thép Y7, Y8, Y9, Y10, Y12, Y7A, Y8A, CD70, CD80, CD100, CD120) và thép gió; chế độ nung nhiệt luyện (nhiệt độ tôi $780\text{--}800^\circ\text{C}$, chiều dài đoạn tôi ram $15\text{--}25\text{ mm}$).
  • Nguyên lý cắt gọt kim loại thủ công: Tác động của góc cắt, hướng lực búa, độ căng của lưỡi cưa, chuyển động đẩy giũa và chế độ làm nguội/bôi trơn đối với chất lượng bề mặt gia công.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng đo kiểm và định chuẩn: Sử dụng thành thạo thước cặp $1/20\text{ mm}$, $1/50\text{ mm}$, panme đo ngoài $0\text{--}25\text{ mm}$ (đo dây ê-may $0,3\text{--}2,0\text{ mm}$), lấy chuẩn kích thước và vạch dấu tọa độ trên mặt phẳng và khối 3D.
  • Kỹ năng gia công cắt gọt cầm tay: Thực hiện thao tác đục phẳng, đục rãnh song song; cưa mạch thẳng trên vật liệu tấm và ống; giũa các bề mặt vuông góc, song song, góc vát $45^\circ$, mặt trụ và mặt cong đảm bảo sai lệch kích thước trong phạm vi $\pm 0,1\text{ mm}$.
  • Kỹ năng vận hành máy và định hình kim loại: Vận hành máy khoan bàn/khoan đứng để khoan, khoét, doa lỗ; nắn phẳng phôi tấm biến dạng; tính toán chiều dài phôi và uốn định hình thanh dẹt, uốn ống kim loại không bị bẹp, nứt.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình đào tạo mô đun tích hợp, kết hợp giữa bài giảng lý thuyết ngắn gọn và các phiên thực hành trực tiếp tại xưởng cơ khí:

  • Tỷ lệ phân bổ thời gian: Tổng số 40 giờ học được cơ cấu gồm 10 giờ lý thuyết (chiếm 25%), 28 giờ thực hành kỹ năng (chiếm 70%) và 2 giờ kiểm tra định kỳ (chiếm 5%).
  • Quy trình hướng dẫn thực hành: Mỗi bài học thực hành được chuẩn hóa theo các bước: nghiên cứu bản vẽ kỹ thuật $\rightarrow$ chuẩn bị dụng cụ, phôi liệu $\rightarrow$ làm sạch, bôi màu $\rightarrow$ vạch dấu, đóng chấm tâm $\rightarrow$ gá kẹp phôi trên ê-tô/bàn máy $\rightarrow$ thực hiện thao tác cắt gọt/gia công $\rightarrow$ kiểm tra độ phẳng, kích thước và sửa bavia.
  • Hệ thống bài tập gia công định hình: Các bài tập thực hành được xây dựng trực tiếp trên các sản phẩm mẫu cụ thể:
    • Bài tập Bài 1: Đo kiểm chi tiết máy bằng thước cặp $1/20\text{ mm}, 1/50\text{ mm}$; đo đường kính 5 loại dây ê-may bằng panme; xác định tâm chi tiết trục bậc $\varnothing 25^{+0,1}\text{ mm}, \varnothing 27^{-0,05}\text{ mm}$ bằng thước đứng.
    • Bài tập Bài 2: Vạch dấu mặt phẳng chi tiết cờ lê 12–14 (dựng hàm cờ lê, vẽ các cung nối R10, R11, R18, R28, R38); vạch dấu khối chi tiết búa nguội (xác định tâm lỗ $\varnothing 14, \varnothing 16, \varnothing 29, \varnothing 54$, vẽ các cung R3, R7, R8, R80 và mặt vát).
    • Bài tập Bài 3: Đục rãnh thẳng song song trên phôi búa nguội (sâu 4 mm, rộng 5 mm, cách nhau 10 mm, sai lệch kích thước $\pm 0,2\text{ mm}$); đục phẳng mặt phôi búa giới hạn $30,5\text{ mm}$.
    • Bài tập Bài 4: Giũa 3 mặt phẳng vuông góc (sai lệch $\pm 0,1\text{ mm}$); giũa các mặt phẳng song song, vuông góc và chéo góc $45^\circ$ trên phôi búa nguội (kích thước $29,5\text{ mm}$ và $121\text{ mm}$).
    • Bài tập Bài 5: Cưa mạch thẳng kích thước $75\text{ mm}$ nối hai mặt vát búa nguội.
    • Bài tập Bài 6: Khoan 2 lỗ song song trên phôi búa nguội đảm bảo khoảng cách tâm và độ đồng trục.
    • Bài tập Bài 7: Uốn thanh thép dẹt có kích thước $a = 200\text{ mm}, b = 100\text{ mm}, r = 50\text{ mm}, s = 2\text{ mm}$.
Tên bài học Lý thuyết (giờ) Thực hành (giờ) Kiểm tra (giờ) Sản phẩm / Bài tập thực hành
Bài mở đầu 2 0 0 Phân tích đặc điểm, yêu cầu nghề nguội
Bài 1: Dụng cụ đo 1 3 0 Đo dây ê-may, đo chi tiết trục bậc $\varnothing 25, \varnothing 27$
Bài 2: Vạch dấu 1,5 1 0,5 Vạch dấu cờ lê 12–14, vạch dấu phôi búa nguội
Bài 3: Đục kim loại 1,5 5 0,5 Đục rãnh song song, đục phẳng mặt phôi búa
Bài 4: Giũa kim loại 1 10,5 0,5 Giũa 3 mặt vuông góc, giũa vát $45^\circ$ phôi búa
Bài 5: Cưa kim loại 1,5 2,5 0 Cưa mạch thẳng nối mặt vát phôi búa ($75\text{ mm}$)
Bài 6: Khoan, khoét, doa 1 2,5 0 Khoan 2 lỗ song song trên phôi búa nguội
Bài 7: Nắn, uốn kim loại 0,5 3 0,5 Uốn thanh thép dẹt ($a=200, b=100, r=50, s=2\text{ mm}$)
Tổng cộng 10 28 2 40 giờ
  • Phương pháp đánh giá và tự học: Đánh giá kết quả thông qua sản phẩm gia công thực tế (kiểm tra kích thước bằng thước cặp, panme, kiểm tra độ phẳng bằng thước kiểm khe sáng, kiểm tra góc vuông bằng ê-ke). Người học tự rèn luyện thông qua hệ thống câu hỏi ôn tập lý thuyết và phiếu hướng dẫn công nghệ đi kèm ở cuối mỗi bài.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Quy chuẩn hóa thông số thao tác định lượng: Toàn bộ các hướng dẫn thao tác trong giáo trình đều đi kèm thông số vật lý và hình học cụ thể, không mô tả định tính. Điển hình như: góc đứng thao tác giũa và đục tạo góc $45^\circ$ với cạnh má ê-tô; chân trái cách bàn nguội $150\text{--}200\text{ mm}$ góc $30^\circ$, chân phải đặt góc $75^\circ$; vị trí cầm búa cách cuối cán $15\text{--}30\text{ mm}$; vị trí giữ đục cách đầu đục $20\text{--}25\text{ mm}$; khoảng cách giữa ê-tô và người thợ khi cưa là $200\text{ mm}$.
  • Tích hợp ứng dụng ngành Điện và Thiết bị lạnh: Giáo trình lồng ghép các bài tập gia công phục vụ trực tiếp cho nghề Điện công nghiệp và sửa chữa điện lạnh như: đo đường kính dây quấn ê-may bằng panme, gia công dưỡng cờ lê, khoan lỗ bắt bu-lông gá lắp thiết bị, uốn ống dẫn và nắn thẳng các thanh dẫn kim loại sau hàn/nhiệt luyện.
  • Chuẩn hóa quy trình an toàn và kiểm soát phế phẩm: Mỗi bài học đều thiết lập danh mục nguyên nhân gây sai hỏng chi tiết và quy định an toàn nghiêm ngặt (trang bị kính bảo hộ, lưới chắn phoi khi đục, cấm dùng miệng hoặc khí nén thổi mạt phoi cưa/khoan, chống rung bàn nắn bằng đế gỗ, sử dụng búa gỗ khi uốn ống và nắn kim loại màu/tấm mỏng).

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Cấp trình độ và ngành đào tạo: Giáo trình được thiết kế chuẩn hóa cho học viên, sinh viên trình độ Cao đẳng nghề ngành Điện công nghiệp.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành môn học Vẽ kỹ thuật (để đọc bản vẽ gia công, hình chiếu, ký hiệu kích thước và bán kính góc lượn) và môn An toàn điện; đồng thời học song song với các môn học kỹ thuật cơ sở trong chương trình đào tạo.
  • Mục đích sử dụng của giảng viên: Giảng viên sử dụng giáo trình làm tài liệu chuẩn để giảng dạy lý thuyết chuyên môn, phân bổ thời lượng 40 giờ trên xưởng và xây dựng thang điểm đánh giá kết quả thực hành mô đun MD 14.
  • Mục đích tự học và tra cứu: Thợ cơ điện, kỹ thuật viên lắp đặt, bảo trì thiết bị công nghiệp và hệ thống điện lạnh có thể sử dụng làm tài liệu tra cứu các công thức tính phôi uốn, bảng tra cỡ răng cưa/giũa và quy chuẩn dung sai gia công nguội.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế chuyên biệt cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề ngành Điện công nghiệp, đồng thời là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho công nhân, kỹ thuật viên sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống cơ điện.

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

Học viên cần nắm vững kiến thức môn Vẽ kỹ thuật để đọc hiểu bản vẽ chi tiết cơ khí, kiến thức môn An toàn điện và các nguyên lý cơ bản về dung sai đo lường kỹ thuật.

3. Giáo trình Kỹ thuật nguội ngành Điện công nghiệp có điểm gì khác so với ngành Cắt gọt kim loại?

Giáo trình tập trung vào các kỹ năng gia công cơ khí cầm tay mang tính ứng dụng bổ trợ (đo dây quấn ê-may, vạch dấu, đục rãnh, giũa mặt phẳng lắp ghép, khoan lỗ bắt bu-lông, uốn ống luồn dây), không đi sâu vào các hệ thống máy gia công cắt gọt vạn năng công nghiệp công suất lớn.

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

Người học cần đối chiếu phần mô tả lý thuyết với các hình vẽ minh họa tư thế thao tác (góc đặt chân, vị trí tay cầm búa, góc nghiêng đục/giũa), nắm vững công thức tính toán lượng dư gia công, và thực hiện tuần tự các bài tập thực hành theo các phiếu hướng dẫn từ vạch dấu đến gia công tinh.

5. Giáo trình có bài tập thực hành và bản vẽ kèm theo không?

Mỗi bài học từ Bài 1 đến Bài 7 đều có các bài tập thực hành cụ thể kèm theo bản vẽ kỹ thuật đầy đủ kích thước (như chi tiết cờ lê 12–14, phôi búa nguội, trục bậc, thanh thép uốn dẹt) và định mức thời gian thực hiện chi tiết.

Kết luận

Giáo trình Kỹ thuật nguội (Mã mô đun: MD 14) của Trường Cao đẳng Giao thông vận tải Trung ương I cung cấp hệ thống kiến thức thực hành cơ sở vững chắc về kỹ thuật gia công kim loại bằng tay và cơ khí phục vụ trực tiếp cho nghề Điện công nghiệp. Lộ trình học tập được thiết kế khoa học từ đo lường, vạch dấu đến các phương pháp cắt gọt và biến dạng kim loại với 70% thời lượng thực hành xưởng. Để nâng cao hiệu quả tiếp thu, người học nên kết hợp tra cứu các tài liệu tham khảo về Vẽ kỹ thuật cơ khí, Dung sai lắp ghép và Đo lường kỹ thuật, cùng sổ tay Vật liệu cơ khí và Nhiệt luyện.