Giáo trình Mô đun Thiết kế cơ khí Ngành Cơ điện tử, Trình độ Cao đẳng - Trường CĐ Kỹ thuật Công nghệ BR-VT

• Tác giả: Trần Trường Lam
• Trường học: Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu
• Chuyên ngành: Cơ điện tử
• Đề tài: Thiết kế cơ khí
• Loại tài liệu: Giáo trình mô đun
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bà Rịa - Vũng Tàu

Tóm tắt

I. Tổng quan giáo trình mô đun thiết kế cơ khí nghề cơ điện tử

Giáo trình mô đun thiết kế cơ khí là tài liệu đào tạo chính thức dành cho sinh viên ngành cơ điện tử trình độ cao đẳng tại Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu. Tài liệu được ban hành năm 2020 theo Quyết định của Hiệu trưởng trường, trên cơ sở kế thừa nội dung bài giảng hiện có và cập nhật kiến thức mới. Giáo trình bao gồm hai phần chính: hình học họa hình, phép chiếu, phương pháp thực hiện bản vẽ kỹ thuật và phần thiết kế sử dụng AutoCAD. Nội dung được biên soạn ngắn gọn, bám sát tính chất nghề đào tạo, tuân thủ chương trình khung của Tổng cục Dạy nghề. Mô đun trang bị cho sinh viên khả năng đọc hiểu, thiết lập và trình bày bản vẽ kỹ thuật đạt tiêu chuẩn quốc gia TCVN. Đây là nền tảng quan trọng để người học tiếp cận các môn chuyên sâu về cơ khí và tự động hóa trong chương trình cơ điện tử.

1.1. Mục tiêu đào tạo của mô đun thiết kế cơ khí

Mô đun thiết kế cơ khí hướng đến trang bị kiến thức nền tảng về họa hình kỹ thuật cho sinh viên cơ điện tử. Người học nắm vững quy ước trình bày bản vẽ theo tiêu chuẩn TCVN 6-85 về chữ và số kỹ thuật. Sinh viên thực hành dựng hình học phẳng, hình học không gian và biểu diễn vật thể trên bản vẽ hai chiều. Mục tiêu cuối cùng là giúp sinh viên đọc hiểu bản vẽ cơ khí, tự thiết kế và chỉnh sửa bản vẽ bằng phần mềm AutoCAD phiên bản mới.

1.2. Đối tượng và phạm vi áp dụng giáo trình

II. Phân tích nội dung chương trình thiết kế cơ khí chi tiết

Chương trình thiết kế cơ khí gồm nhiều bài học được sắp xếp logic từ cơ bản đến nâng cao. Bài 1 giới thiệu tiêu chuẩn trình bày bản vẽ kỹ thuật, vật liệu và dụng cụ vẽ. Bài 2 tập trung vào vẽ hình học: dựng đường thẳng song song, vuông góc, chia đều đoạn thẳng và đường tròn, vẽ các đường cong điển hình. Bài 3 trình bày khái niệm hình chiếu vuông góc với các phép chiếu điểm, đường thẳng, mặt phẳng và khối hình học. Bài 4 giới thiệu hình trích và phương pháp biểu diễn vật thể. Bài 5 hướng dẫn hình chiếu trục đo và cách dựng. Bài 6 quy ước vẽ các mối ghép cơ khí bao gồm mối ghép ren, mối ghép then, mối ghép bulong. Chương trình được xây dựng theo nguyên tắc từ đơn giản đến phức tạp, đảm bảo sinh viên tiếp thu kiến thức một cách có hệ thống.

2.1. Phần hình học họa hình và phép chiếu cơ bản

Phần hình học họa hình cung cấp kỹ năng dựng hình cơ bản trên mặt phẳng. Sinh viên học cách dựng đường thẳng song song bằng phương pháp dùng hai đường tròn đồng bán kính. Phương pháp dựng đường thẳng vuông góc sử dụng kỹ thuật giao điểm hai đường tròn có tâm tại hai điểm trên đường thẳng. Phần phép chiếu vuông góc giới thiệu sáu hình chiếu cơ bản: chiếu chính, chiếu bằng, chiếu cạnh, chiếu phải, chiếu dưới và chiếu sau. Hình chiếu chính được chọn sao cho phản ánh đặc trưng hình dạng của vật thể rõ ràng nhất.

2.2. Phần biểu diễn vật thể và hình chiếu trục đo

Phần biểu diễn vật thể bao gồm hình trích và hình cắt. Hình cắt là hình biểu diễn phần còn lại của vật thể sau khi tưởng tượng cắt đi phần giữa mặt phẳng cắt và người quan sát. Hình chiếu phụ được sử dụng khi vật thể có chi tiết nghiêng so với mặt phẳng chiếu cơ bản. Hình chiếu trục đo giúp hình dung không gian ba chiều của vật thể. Tiêu chuẩn nhà nước cho phép xoay hình chiếu phụ về vị trí thuận tiện trên bản vẽ, sử dụng mũi tên cong để ký hiệu.

III. Phương pháp giảng dạy và công cụ hỗ trợ học tập thiết kế cơ khí

Phương pháp giảng dạy mô đun thiết kế cơ khí kết hợp lý thuyết với thực hành vẽ trên giấy và phần mềm máy tính. Giáo viên hướng dẫn sinh viên thực hành dựng hình bằng compa, thước kẻ, êke theo quy trình từng bước cụ thể. Phần AutoCAD được giảng dạy với các phiên bản mới nhất, giúp sinh viên làm quen với công cụ thiết kế hiện đại trong ngành công nghiệp. Phương pháp chia nhỏ bài tập theo mức độ khó tăng dần đảm bảo mọi sinh viên đều theo kịp tiến độ. Bài tập thực hành được soạn riêng, thay đổi theo năm đào tạo và xu thế công nghiệp thế giới. Giáo viên khuyến khích sinh viên có ý thức trách nhiệm, chủ động trong học tập. Phương pháp đánh giá kết hợp giữa kiểm tra lý thuyết và đánh giá sản phẩm bản vẽ thực tế.

3.1. Sử dụng phần mềm AutoCAD trong thiết kế bản vẽ

AutoCAD là công cụ không thể thiếu trong đào tạo thiết kế cơ khí hiện đại. Giáo trình cập nhật các phiên bản AutoCAD mới nhất để sinh viên tiếp cận công nghệ tiên tiến. Sinh viên thực hành vẽ bản vẽ kỹ thuật trên máy tính, từ hình chiếu 2D đến mô hình 3D. Phần mềm cho phép chỉnh sửa nhanh, lưu trữ và in ấn bản vẽ đạt tiêu chuẩn. Kỹ năng sử dụng AutoCAD giúp sinh viên cơ điện tử đáp ứng yêu cầu công việc thực tế tại các nhà máy, xí nghiệp.

3.2. Vật liệu dụng cụ vẽ và tiêu chuẩn bản vẽ kỹ thuật

Vật liệu vẽ bao gồm compa, thước kẻ, êke, bút chì kỹ thuật các loại độ cứng khác nhau. Tiêu chuẩn nhà nước TCVN 6-85 quy định cụ thể về chữ và số trên bản vẽ kỹ thuật. Sinh viên phải nắm vững cách sử dụng dụng cụ vẽ để tạo bản vẽ chính xác, sạch đẹp. Quy cách trình bày bản vẽ bao gồm khổ giấy, đường kẻ, tỷ lệ, ghi kích thước theo quy định. Việc tuân thủ tiêu chuẩn đảm bảo bản vẽ được đọc hiểu thống nhất trong toàn ngành cơ khí.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tế của giáo trình thiết kế cơ khí

Giáo trình mô đun thiết kế cơ khí đóng vai trò quan trọng trong đào tạo nghề cơ điện tử trình độ cao đẳng tại Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu. Kiến thức từ giáo trình được ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất cơ khí, chế tạo máy, tự động hóa công nghiệp. Sinh viên tốt nghiệp có khả năng đọc hiểu bản vẽ kỹ thuật, thiết kế chi tiết máy và lắp ráp cụm máy. Giáo trình được biên soạn trên nền tảng kế thừa tài liệu giảng dạy hiện có, kết hợp nội dung mới phù hợp xu thế công nghiệp. Trong quá trình sử dụng, giáo trình cần được liên tục cập nhật và hoàn thiện dựa trên ý kiến đóng góp từ giảng viên và sinh viên. Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho mọi người học quan tâm đến lĩnh vực thiết kế cơ khí và cơ điện tử.

4.1. Ứng dụng kiến thức thiết kế cơ khí trong ngành cơ điện tử

Kiến thức thiết kế cơ khí là nền tảng không thể thiếu cho nghề cơ điện tử. Sinh viên áp dụng kỹ năng vẽ bản vẽ để thiết kế hệ thống cơ khí trong dây chuyền tự động hóa. Khả năng đọc hiểu bản vẽ giúp kỹ sư cơ điện tử phối hợp hiệu quả với bộ phận cơ khí trong sản xuất. Các mối ghép ren, then, bulong được quy ước trong giáo trình xuất hiện thường xuyên trong thiết bị công nghiệp. Năng lực thiết kế cơ khí mở rộng cơ hội việc làm cho sinh viên tốt nghiệp ngành cơ điện tử.

4.2. Định hướng phát triển và cập nhật giáo trình

Giáo trình cần được cập nhật thường xuyên để theo kịp tiến bộ công nghệ trong ngành cơ khí. Các phiên bản AutoCAD mới và phần mềm CAD/CAM hiện đại cần được bổ sung vào nội dung đào tạo. Ý kiến đóng góp từ doanh nghiệp sử dụng lao động giúp chương trình đào tạo sát với thực tế công việc. Xu hướng công nghiệp 4.0 đặt ra yêu cầu mới về kỹ năng thiết kế số hóa cho sinh viên cơ điện tử. Việc liên tục cải tiến giáo trình đảm bảo chất lượng đào tạo đáp ứng nhu cầu thị trường lao động.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐTSV/04/04 Ban hành lần: 3 UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: THIẾT KẾ CƠ KHÍ NGÀNH/NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ:CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐKTCN ngày……. của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA-VŨNG TÀU, NĂM 2020 1 BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Mục đích của giáo trình là để phục vụ cho đào tạo chuyên ngành Cơ điện tử của trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu. Nội dung của giáo trình đã được xây dựng trên cơ sở kế thừa những nội dung bài giảng đang được giảng dạy ở nhà trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng đào tạo, phục vụ cho đội ngũ giáo viên, học sinh – sinh viên trong nhà trường. Giáo trình được biên soạn ngắn gọn đề cập những nội dung cơ bản theo tính chất của các ngành nghề đào tạo mà nhà trường tự điều chỉnh cho thích hợp và không trái với quy định của chương trình khung đào tạo của Tổng Cục Dạy Nghề đã ban hành. Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.ĐT-SV/04/04 LỜI GIỚI THIỆU Thiết kế cơ khí là môn học dành cho sinh viên ngành cơ điện tử. Nội dung của giáo trình được xây dựng trên cơ sở kế thừa những tài liệu đang được giảng dạy tại trường, kết hợp với những nội dung mới nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Giáo trình biên soạn ngắn gọn, cơ bản tùy theo tính chất của ngành nghề đào tạo mà nhà trường đang tự điều chỉnh cho phù hợp với xu thế mới. Giáo trình gồm 2 phần về hình học họa hình, các phép chiếu và phương pháp thực hiện bản vẽ và phần thiết kế Autocad với các phiên bản mới được cập nhật hiện nay. Phần bài tập được soạn riêng vì thay đổi theo năm đào tạo và xu thế công nghiệp thế giới. Trong quá trình biên soạn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ các thầy cô và các bạn học sinh- sinh viên để hoàn thiện cuốn sách này. Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 02 tháng 06 năm 2020 Biên soạn Trần Trường Lam 3 BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 MỤC LỤC TRANG BÀI 1: TIÊU CHUẨN TRÌNH BÀY BẢN VẼ KỸ THUẬT . Vật liệu – dụng cụ vẽ và cách sử dụng. Tiêu chuẩn nhà nước về bản vẽ .Chử và số (TCVN 6 – 85) . 12 BÀI 2: VẼ HÌNH HỌC . Dựng đường thẳng song song, đường thẳng vuông góc, dựng và chia góc . Chia đều đoạn thẳng, chia đều đường tròn .Vẽ nối tiếp .Vẽ một số đường cong hình học . 24 BÀI 3: HÌNH CHIẾU VUÔNG GÓC .Khái niệm về phép chiếu .Hình chiếu của điểm .Hình chiếu của đường thẳng .Hình chiếu của mặt phẳng .Hình chiếu của các khối hình học .Hình chiếu của vật thể đơn giản . 41 BÀI 4: BIỂU DIỄN VẬT THỂ .Hình trích. 56 BÀI 5: HÌNH CHIẾU TRỤC ĐO.Khái niệm về hình chiếu trục đo .Các loại hình chiếu trục đo.Cách dựng hình chiếu trục đo . 63 BÀI 6: VẼ QUY ƯỚC CÁC MỐI GHÉP CƠ KHÍ .Mối ghép ghép ren.Mối ghép then, then hoa và chốt .Mối ghép hàn, đinh tán .Cách vẽ qui ước bánh răng .Vẽ quy ước bánh răng côn . 81 BÀI 7: BẢN VẼ CHI TIẾT – BẢN VẼ LẮP .Khái niệm bản vẽ lắp . Ghi kich thước chi tiết .Ghi dung sai hình học. 100 BÀI 8: THIẾT LẬP BẢN VẼ TRÊN AUTOCAD .Khởi động AutoCad .Các phương pháp nhập toạ độ . Lệnh vẽ đường thẳng Line ( vối các phương pháp nhập toạ độ) .Các thiết lập bản vẽ cơ bản . Giao diện màn hình đồ họa .Thanh công cụ Toolbar. 121 BÀI 9: LÀM VIỆC VỚI ĐỐI TƯỢNG QUẢN LÝ LAYER .Lệnh gán các loại đường cho từng lớp .Tạo các lớp vẽ và màu, đường nét cho từng lớp . 127 BÀI 10: LỆNH VẼ TRÊN THANH CÔNG CỤ DRAW .Lệnh vẽ các đoạn thẳng . Lệnh vẽ đường tròn .Lệnh vẽ cung tròn .Lệnh vẽ Polyline (lệnh vẽ đa tuyến) .Lệnh vẽ hình chữ nhật .Lệnh vẽ đa giác .Lệnh truy bắt điểm . 139 BÀI 10: LỆNH HIỂU CHỈNH BẢN VẼ MODIFY .Phương pháp lựa chọn đối tượng . Các lệnh hiệu chỉnh đối tượng . 143 BÀI 12: GHI KÍCH THƯỚC VÀ HIỆU CHỈNH BẢN VẼ .Ghi kích thước đoạn thẳng .Lệnh vẽ đường kích thước thẳng.Lệnh vẽ các kích thước bán kính cho đường tròn và cung tròn . Lệnh tạo ra dấu tâm hoặc đường thẳng tâm của đường tròn và cung tròn . Ghi đường kính và bán kính .Ghi kích thước góc .Lệnh ghi một loạt kích thước .Lệnh ghi kích thước nhiều đoạn kế tiếp nhau .Ghi kích thước theo đường dẫn .Tạo và sửa đổi kiểu đường kích thước trên cửa sổ lệnh .Hiệu chỉnh các văn bản trên bản vẽ .Lệnh viết nhiều dòng chữ trên bản vẽ thông qua hộp thoại .ĐT-SV/04/04 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Thiết kế cơ khí Mã mô đun: MĐ13 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: - Vị trí: Môn thiết kế cơ khí được học ngay từ đầu năm học thứ nhất, nhằm cung cấp các kiến thức cơ bản về kỹ thuật đọc bản vẽ và xây dựng bản vẽ kỹ thuật. - Tính chất: Là Mođun bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử. Mục tiêu của môn học/mô đun: - Về kiến thức: + Phân tíchkiến thức cơ bản về tiêu chuẩn bản vẽ + Trình được phương pháp vẽ đường thẳng song song, đường thẳng vuông góc, chia đều đoạn thẳng, chia đều đường tròn, vẽ một số đường cong điển hình. + Phân tích phương pháp vẽ hình chiếu vuông góc của điểm, đường, mặt phẳng. + Phân tích phương pháp chiếu góc thứ nhất (PPCG1) và phương pháp chiếu góc thứ ba (PPCG3). + Phân tích khái niệm về hình chiếu trục đo và phương pháp vẽ hình chiếu trục đo xiên cân của vật thể. + Phân tích khái niệm về các loại mối ghép then, ren, bánh răng, đinh tán và hàn. + Phân tíchnguyên lý hình thành bản vẽ lắp, bản vẽ chi tiết. + Phân tíchđược hai hệ thống tọa độ cố định và hệ thống tọa độ định vị lại. + Phân tích được khái niệm về lớp đối tượng (Layer). - Về kỹ năng: + Lựa chọn, sử dụng được các dụng cụ, vật liệu vẽ. + Vẽ dựng được các đường thẳng song song, đường thẳng vuông góc, chia đều đoạn thẳng, chia đều đường tròn, vẽ một số đường cong điển hình. + Vẽ được hình chiếu vuông góc của điểm, đường, mặt phẳng. + Vẽ được hình chiếu của các khối hình học cơ bản. + Vẽ được các hình chiếu của các khối hình đơn giản. + Vẽ được hình chiếu, hình cắt, mặt cắt, hình trích của vật thể theo yêu cầu. + Dựng được hình chiếu trục đo xiên cân của vật thể. + Dựng được hình chiếu trục đo vuông góc đều của vật thể.ĐT-SV/04/04 + Đọc và vẽ được bản vẽ của các chi tiết có các mối ghép then, ren, bánh răng, đinh tán và hàn. + Tách được các chi tiết từ bản vẽ lắp + Vẽ được bản vẽ lắp từ các chi tiết của nó. + Cài đặt được phần mềm AutoCAD. + Thực hiện được các thao tác chọn đối tượng, truy bắt đối tượng và điều khiển tầm nhìn. + Vận dụng được các lệnh về Layer để thực hiện bản vẽ. + Ghi kích thước với thanh ghi Dimenssion + Chèn văn bản vào bản vẽ và cách hiệu chỉnh văn bản. + Thực hiện được việc thiết lập trang in và định được tỷ lệ bản vẽ. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Người học có khả năng làm việc độc lập hoặc làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau trong học tập và rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc. Nội dung của môn học/mô đun: 7 BM/QT10/P.ĐT-SV/04/04 BÀI 1: TIÊU CHUẨN TRÌNH BÀY BẢN VẼ KỸ THUẬT Giới thiệu: Trình bày các tiêu chuẩn trình bày bản vẽ, về cở chữ, nét vẽ và dụng cụ vẽ. Thực hành vẽ khung vẽ và điền đầy đủ thông tin vào khug tên. Mục tiêu: + Trình bày được những kiến thức cơ bản về tiêu chuẩn bản vẽ + Lựa chọn, sử dụng được các dụng cụ, vật liệu vẽ. + Có ý thức trách nhiệm, chủ động học tập. Nội dung chính: 1. Vật liệu – dụng cụ vẽ và cách sử dụng 1. Vật liệu vẽ và dụng cụ vẽ - Vật liệu vẽ là phương tiện thực hiện bản vẽ dưới dạng tiêu hao : Giấy, bút chì, gom, . - Dụng cụ vẽ : là phương tiện thực hiện bản vẽ dưới dạng tái sử dụng: thước kê, êkệ, compa, rập vê vong tron, . Cách sử dụng các dụng cụ vẽ 1. Ván vẽ Dùng để thay thế cho bàn vé chuyên dùng. Khi sử dụng nên chọn mặt thật phẳng và cạnh trái thật thẳng. Giấy được cố định bên góc trái phía dưới của ván vẽ. Thước T Thước T dùng kết hợp với ván để vẽ những đường thẳng. Đầu thước T luôn áp sát vào ván vẽ. Ê ke Dùng kết hợp với thước T để vẽ các đường thẳng đứng hay các đường xiên 30 độ, 60 độ, 45 độ.3: Thước Ê Ke 1. Compa và thước lỗ tròn: Dùng để vẽ cung hay các đường tròn có bán kính lớn và tiêu chuẩn 9 BM/QT10/P.4: Compa và Thước lỗ tròn 1.5 Gôm (tẩy) Dùng để tẩy, xóa các vết dơ, các nét vẽ sai, thừa trên bản vẽ. Trước khi dùng phải lau sạch đầu gôm. Bút chì Chọn bút chì theo kiểu của ngòi bút. Bút chì mềm (B) bút chì cứng (H) , khuyên dùng bút chì kim. Tiêu chuẩn nhà nước về bản vẽ 2. Đường nét ( Theo TCVN 0008-1993 quy định) Để biểu diễn vật thể, trên bản vẽ kỹ thuật dùng các loại nét vẽ có hình dáng và kích thước khác nhau. Các loại nét vẽ được quy định theo tiêu chuẩn việt nam TCVN. Tên gọi Hình dáng Ứng dụng cơ bản Nét liền đậm - Khung bản vẽ, khung tên Bề rộng S - Cạnh thấy, đường bao thấy - Đường đỉnh ren thấy, đường ren thấy Nét liền mảnh - Đường dóng, đường dẫn , đường kích Bề rộng S/3 thước. - Đường gạch gạch trên mặt - Đường bao mặt cắt chập. - Đường tâm ngắn. - Đường thân mũi tên chỉ hướng. Nét đứt - Cạnh khuất, đường bao khuất Bề rộng S/2 11 BM/QT10/P.