Giáo trình Nguội cơ bản (Mã số: MĐ 17) – Nghề Cắt gọt kim loại

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Nguội cơ bản (Mã số mô đun: MĐ 17) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc nghề Cắt gọt kim loại ở trình độ Cao đẳng nghề. Tài liệu được ban hành kèm theo Quyết định số 120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 của Tổng Cục trưởng Tổng cục Dạy nghề (nay là Tổng cục Giáo dục nghề nghiệp, Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội), do kỹ sư Nguyễn Ngọc Công làm chủ biên.

Trong cấu trúc chương trình khung quốc gia, Nguội cơ bản giữ vị trí là mô đun kỹ thuật cơ sở bắt buộc, được bố trí giảng dạy sau khi học sinh - sinh viên đã hoàn thành các môn học lý thuyết cơ sở gồm: MH07, MH11, MH12 và MH15. Mô đun này đóng vai trò nền tảng, trang bị kỹ năng vận hành công cụ cầm tay và ý thức an toàn công nghiệp trước khi người học tiếp cận các mô đun chuyên môn chuyên sâu về máy công cụ như tiện, phay, bào, mài và gia công CNC.

Mục tiêu học tập tổng quát của mô đun bao gồm:

  • Trình bày công dụng, phạm vi sử dụng của các loại dụng cụ gia công cầm tay và thiết bị đo kiểm trong nghề cơ khí.
  • Lựa chọn chính xác các loại giũa, cưa, đục, dụng cụ cắt ren và đồ gá phù hợp với từng dạng bề mặt chi tiết.
  • Xác định chuẩn vạch dấu, chuẩn đo và chuẩn gá đặt chi tiết theo yêu cầu bản vẽ kỹ thuật.
  • Xây dựng và thực hiện quy trình gia công nguội cơ bản (đo kiểm, vạch dấu, cưa, uốn, nắn, giũa, khoan, khoét, doa, cắt ren bằng bàn ren và ta rô) đạt sai lệch kích thước trong phạm vi cho phép.
  • Mài sửa dụng cụ cắt gọt và dụng cụ vạch dấu.
  • Phân tích các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
  • Tuân thủ quy định về an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp và bảo quản trang thiết bị xưởng.

Giáo trình có tổng thời lượng 75 giờ, được thiết kế theo phương thức tích hợp lý thuyết và thực hành, trong đó thời lượng thực hành chiếm tỷ trọng chủ đạo (60 giờ thực hành, 14 giờ lý thuyết và 1 giờ kiểm tra tích hợp). Cấu trúc nội dung gồm 8 bài học, sắp xếp theo tiến trình công nghệ gia công cơ học từ cơ bản đến phức tạp.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Chương trình mô đun Nguội cơ bản được phân bổ thành 8 bài học chuyên đề cụ thể:

                                  PHÂN PHỐI THỜI LƯỢNG MÔ ĐUN MĐ 17 (75 GIỜ)
  Bài 1: An toàn xưởng (4h)         [LT: 3h | TH: 1h]
  Bài 2: Đo kiểm - Vạch dấu (8h)     [LT: 2h | TH: 6h]
  Bài 3: Cưa, cắt kim loại (4h)     [LT: 1h | TH: 3h]
  Bài 4: Uốn, nắn kim loại (4h)     [LT: 1h | TH: 3h]
  Bài 5: Giũa kim loại (12h)        [LT: 2h | TH: 10h]
  Bài 6: Khoan, khoét, doa (7h)     [LT: 2h | TH: 5h]
  Bài 7: Cắt ren cầm tay (10h)      [LT: 1h | TH: 9h]
  Bài 8: Bài tập tổng hợp (26h)     [LT: 2h | TH: 23h | KT: 1h]
  • Bài 1: Nội qui xưởng nguội - An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp (4 giờ): Cung cấp các quy định thực tập xưởng cơ khí, nguyên tắc tổ chức không gian làm việc trên bàn nguội, tiêu chuẩn an toàn cho dụng cụ cầm tay (búa, đục, giũa, cưa, ê-tô) và an toàn vận hành máy khoan, máy mài, máy cắt đĩa.
  • Bài 2: Đo kiểm – Vạch dấu (8 giờ): Cấu tạo, nguyên lý đọc và phương pháp sử dụng thước lá, thước cặp (độ chính xác 0,1 mm; 0,05 mm; 0,02 mm), pan-me (độ chính xác 0,01 mm). Kỹ thuật sử dụng mũi vạch dấu, đài vạch, com-pa, chấm dấu (con tu), phương pháp vạch dấu phẳng theo dựng hình/theo dưỡng và vạch dấu khối hộp.
  • Bài 3: Cưa, cắt kim loại (4 giờ): Cấu tạo khung cưa, lưỡi cưa tay, kéo cắt kim loại tấm (kéo tay, kéo cần kiểu bệ và kiểu đòn bẩy); kỹ thuật cưa thép thanh, cưa tôn mỏng kẹp phiến gỗ, cưa ống kim loại; kỹ thuật cắt kim loại tấm theo đường thẳng, đường cong, đường gấp khúc (phương pháp khoan mồi Ø3, Ø4, Ø5).
  • Bài 4: Uốn, nắn kim loại (4 giờ): Lý thuyết biến dạng dẻo của kim loại qua trục trung hòa; kỹ thuật uốn thanh dẹt vuông góc; uốn ống kim loại (uốn nóng 600–700°C độn cát mịn, uốn nguội với bán kính $R = 2D$ hoặc $R \ge 3D$); kỹ thuật nắn thẳng thanh kim loại, tấm mỏng $< 5\text{ mm}$ trên đe và khối V (bao gồm kỹ thuật nắn chi tiết tôi thể tích).
  • Bài 5: Giũa kim loại (12 giờ): Cấu tạo, phân loại giũa, kỹ thuật giũa mặt phẳng song song, mặt phẳng vuông góc, giũa góc hẹp và mặt cong.
  • Bài 6: Khoan, khoét, doa lỗ (7 giờ): Phương pháp gá đặt, xác định chế độ cắt và kỹ thuật khoan lỗ thông suốt, khoan lỗ kín, khoét mở rộng lỗ và doa lỗ đạt độ nhẵn bóng bề mặt.
  • Bài 7: Cắt ren bằng dụng cụ cầm tay (10 giờ): Cấu tạo và thông số hình học của ta-rô, bàn ren; quy trình cắt ren trong (lỗ ren) và cắt ren ngoài (trục ren) bằng tay; kỹ thuật bôi trơn và xử lý kẹt phoi.
  • Bài 8: Bài tập tổng hợp (26 giờ): Tích hợp liên hoàn các nguyên công: đọc bản vẽ, đo kiểm, vạch dấu, cưa, giũa, khoan, ta-rô để gia công chi tiết cơ khí hoàn chỉnh đạt dung sai kỹ thuật.

Progression logic của giáo trình tuân thủ tuần tự công nghệ chế tạo cơ khí: bắt đầu từ việc thiết lập ý thức an toàn và xác định chuẩn kích thước (Bài 1, 2) $\rightarrow$ gia công phá thô, tạo phôi ban đầu (Bài 3, 4) $\rightarrow$ gia công định hình chính xác bề mặt và lỗ (Bài 5, 6, 7) $\rightarrow$ hoàn thiện sản phẩm tổng hợp hoàn chỉnh (Bài 8).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình trang bị hệ thống kiến thức lý thuyết cơ sở liên quan chặt chẽ đến vật liệu và kỹ thuật đo:

  • Nguyên lý đo lường cơ khí: Nguyên lý chuyển động của cặp trục vít - đai ốc trên pan-me (bước ren vít $s = 0,5\text{ mm}$, độ chính xác $0,01\text{ mm}$); cơ cấu du tiêu trên thước cặp với các thang chia $1/10$ ($0,1\text{ mm}$), $1/20$ ($0,05\text{ mm}$) và $1/50$ ($0,02\text{ mm}$).
  • Cơ chế biến dạng dẻo trong uốn nắn: Phân tích sự dịch chuyển vật liệu qua trục trung hòa, hiện tượng co dãn của các lớp kim loại (vùng chịu kéo ở phía ngoài và vùng chịu nén ở phía trong tâm uốn), từ đó xác định chiều dài phôi khai triển và biện pháp chống móp ống bằng phương pháp nén chặt cát mịn.
  • Quy chuẩn vật liệu chế tạo dụng cụ:
    • Lưỡi cưa tay: chế tạo từ thép carbon dụng cụ Y10, Y12, Y12A; chiều dày $0,6 \div 0,8\text{ mm}$, bề rộng $12 \div 15\text{ mm}$, chiều dài $250 \div 300\text{ mm}$.
    • Khung cưa: thép 45 tiết diện $5 \times 20\text{ mm}$.
    • Mũi vạch dấu và đài vạch: thép Y10 hoặc Y12, đầu tôi cứng mài nhọn góc $\alpha = 15^\circ \div 20^\circ$.
    • Chấm dấu (con tu): thép Y7 hoặc Y8, đường kính $8 \div 12\text{ mm}$, chiều dài $90 \div 150\text{ mm}$, góc mài đỉnh nhọn $60^\circ$.
    • Lưỡi kéo cắt: thép CD70 hoặc CD80, nhiệt luyện đạt độ cứng $52 \div 60\text{ HRC}$, góc cắt $75^\circ$.
    • Thước cặp: thép hợp kim CrNi, thép trắng hoặc thép đặc biệt.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng đo kiểm và vạch dấu: Đọc và thao tác đo kích thước ngoài, kích thước trong, độ sâu bằng thước cặp và pan-me đạt độ chính xác đến $\pm 0,02\text{ mm}$; kỹ thuật dựng hình vạch dấu phẳng, sử dụng dưỡng mẫu (dưỡng tôn mỏng $0,5\text{ mm}$ hoặc dưỡng phức tạp dày $\ge 2\text{ mm}$), xác định chuẩn gá đặt và chuẩn kích thước trên khối hộp.
  • Kỹ năng thao tác gia công thủ công:
    • Cưa đứt phôi thép định hình, cưa tôn mỏng (kẹp giữa các phiến gỗ phẳng với điều kiện chiều dày vật liệu lớn hơn khoảng cách 3 bước răng), cưa ống kim loại xoay tròn theo mạch khép kín.
    • Cắt kim loại tấm bằng kéo tay (chiều dày $0,5 \div 1,0\text{ mm}$) và kéo cần đòn bẩy (chiều dày đến $3\text{ mm}$).
    • Uốn thanh dẹt vuông góc không có bán kính $R$ trên ê-tô; uốn ống kim loại bằng đồ gá con lăn; nắn phẳng thanh và tấm kim loại cong vênh trên đe và khối V.
  • Kỹ năng kiểm soát sai hỏng và an toàn: Phát hiện nguyên nhân sai lệch kích thước (đặt sai thước, mòn dụng cụ, sai vạch trùng), mạch cưa bị xiên/lệch dấu, lưỡi cưa mẻ/vỡ, góc uốn bị nứt/biến dạng; thực hiện quy trình mài sắc lại mũi vạch, chấm dấu và bảo dưỡng định kỳ thiết bị đo.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình đào tạo nghề tích hợp (Integrated Vocational Training Method), phối hợp giảng dạy lý thuyết chuyên môn và huấn luyện kỹ năng thực hành trực tiếp tại xưởng nguội.

                   CẤU TRÚC ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THEO MÔ HÌNH TÍCH HỢP

Phương pháp tổ chức học tập và đánh giá bao gồm:

  • Tổ chức bài tập thực hành theo quy trình công nghệ: Các bài học đều thiết lập bảng hướng dẫn từng bước (Step-by-step procedure) gắn liền với hình vẽ minh họa, yêu cầu kỹ thuật, trang bị dụng cụ và tiêu chuẩn kiểm tra. Ví dụ: Bài tập vạch dấu khuy khóa cửa; Bài tập tính chiều dài phôi uốn góc vuông ($l_1 = 80\text{ mm}$, $l_2 = 120\text{ mm}$, bề dày $S = 4\text{ mm}$); Bài tập cưa đứt phôi kim loại định hình.
  • Phương pháp đánh giá kết quả học tập: Đánh giá định lượng dựa trên bảng tiêu chí (Rubric) chi tiết với 3 nhóm tiêu chuẩn theo hệ số xác định:
    1. Kiến thức (Hệ số 0,3): Đánh giá qua bài kiểm tra tự luận, trắc nghiệm và vấn đáp về cấu tạo dụng cụ, quy trình công nghệ, góc đặt dụng cụ và các quy chuẩn an toàn lao động.
    2. Kỹ năng (Hệ số 0,5): Đánh giá trực tiếp qua quá trình thao tác (chuẩn bị thiết bị, độ thành thạo khi gá kẹp, tư thế cưa/giũa/đo) và chất lượng sản phẩm gia công (độ chính xác kích thước, độ rõ nét của đường vạch dấu, độ đồng đều và độ sâu của vết chấm dấu).
    3. Thái độ (Hệ số 0,2): Đánh giá tác phong công nghiệp (đi học đúng giờ, không vi phạm nội quy, bố trí chỗ làm việc khoa học), tinh thần làm việc nhóm, thực hiện đầy đủ trang thiết bị bảo hộ (quần áo, giày, mũ, kính bảo hộ) và công tác vệ sinh máy móc, phân xưởng.
  • Hướng dẫn tự học và rèn luyện: Người học chủ động nghiên cứu bản vẽ chi tiết trước buổi học, rèn luyện kỹ năng đọc bản vẽ cơ khí, tra cứu bảng nguyên nhân sai hỏng để tự điều chỉnh lực ấn, tư thế đứng khi cưa/giũa, và tuân thủ nguyên tắc lau chùi, bôi dầu bảo quản dụng cụ đo lường sau ca làm việc.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Ban hành theo chương trình khung quốc gia chuẩn hóa: Giáo trình được xây dựng dựa trên kết quả phân tích nghề Cắt gọt kim loại, chuẩn hóa theo Quyết định số 120/QĐ-TCDN năm 2013 của Tổng cục Dạy nghề, đảm bảo tính thống nhất trong hệ thống các trường cao đẳng và trung cấp nghề trên toàn quốc.
  • Tích hợp chi tiết quy chuẩn an toàn thiết bị gia công phụ trợ: Tài liệu quy định các thông số kỹ thuật an toàn cụ thể tại xưởng nguội:
    • Máy mài hai đá: Khe hở giữa tấm đỡ và đá mài bắt buộc $\ge 2\text{ mm}$; vị trí điểm mài dụng cụ phải cao hơn tâm đá không quá $10\text{ mm}$; kiểm tra độ đảo của đá mài; cấm mài vào mặt cạnh của đá; cấm thao tác khi không có tấm kính chắn bảo vệ.
    • Máy khoan bàn/cần: Phôi gia công bắt buộc phải kẹp chặt trên ê-tô hoặc đồ gá chuyên dùng; tuyệt đối cấm sử dụng bao tay khi vận hành trục chính máy khoan.
    • Máy cắt đĩa: Đá cắt phải đồng tâm với trục, có nắp bao che bảo vệ; phôi cắt phải được kẹp chặt vào bàn gá; người vận hành không đứng trực diện với hướng quay của đĩa cắt.
  • Chuẩn hóa các mẹo công nghệ xử lý phôi phức tạp: Giáo trình đưa ra các giải pháp công nghệ trực quan cho các bài toán gia công nguội khó:
    • Giải pháp chống mẻ răng cưa khi cắt tôn mỏng bằng cách kẹp giữa hai phiến gỗ.
    • Giải pháp chống bẹp ống mỏng khi uốn bằng phương pháp nung $600 \div 700^\circ\text{C}$ và đầm nén cát mịn.
    • Quy trình khoan lỗ mồi giải phóng ứng suất tại các đỉnh góc (Ø3 cho tôn $0,5 \div 0,6\text{ mm}$, Ø4 cho tôn $0,8 \div 1,0\text{ mm}$, Ø5 cho tôn $1,2 \div 1,5\text{ mm}$) trước khi cắt bằng kéo tay.
    • Kỹ thuật gõ búa vào phần lõm để giải phóng ứng suất thớ kim loại khi nắn các chi tiết tấm $< 5\text{ mm}$ đã qua tôi thể tích.

Đối tượng sử dụng giáo trình

                   CÁC ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG GIÁO TRÌNH MĐ 17
  • Học sinh - Sinh viên: Người học hệ Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề thuộc chuyên ngành Cắt gọt kim loại, Công nghệ chế tạo máy, Cơ điện tử và Sửa chữa thiết bị cơ khí.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở trước đó trong chương trình đào tạo, bao gồm: MH07 (Vẽ kỹ thuật cơ khí), MH11 (Dung sai và đo lường kỹ thuật), MH12 (Vật liệu học và xử lý nhiệt), và MH15 (Cơ học cơ sở/Nguyên lý cắt gọt).
  • Giảng viên và Giáo viên thực hành: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuẩn quốc gia để xây dựng đề cương chi tiết, giáo án tích hợp lý thuyết - thực hành, tổ chức hướng dẫn thao tác mẫu tại xưởng và làm căn cứ chấm điểm định lượng cho các bài tập kiểm tra kỹ năng.
  • Kỹ thuật viên xưởng và Người tự học: Làm tài liệu tham khảo kỹ thuật để chuẩn hóa các thao tác gia công nguội cầm tay, phương pháp đo kiểm kích thước chính xác và các biện pháp bảo hộ, vệ sinh an toàn trong môi trường sản xuất cơ khí.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này được thiết kế cho cấp độ và chuyên ngành đào tạo nào?

Giáo trình được biên soạn chính thức cho trình độ Cao đẳng nghề thuộc nghề Cắt gọt kim loại, đồng thời làm tài liệu học tập kỹ thuật cơ sở cho các ngành khối cơ khí chế tạo theo khung chương trình của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội.

2. Sinh viên cần hoàn thành những môn học nào trước khi học mô đun Nguội cơ bản?

Người học bắt buộc phải hoàn thành 4 môn học tiên quyết gồm: MH07, MH11, MH12 và MH15 nhằm đảm bảo khả năng đọc bản vẽ kỹ thuật, hiểu biết về dung sai đo lường và tính chất cơ lý của vật liệu kim loại.

3. Tỷ lệ phân bổ thời gian giữa lý thuyết và thực hành trong mô đun là bao nhiêu?

Mô đun có tổng quỹ thời gian 75 giờ, phân bổ cụ thể: 14 giờ lý thuyết (chiếm khoảng 18,7%), 60 giờ thực hành rèn luyện kỹ năng xưởng (chiếm 80%), và 1 giờ kiểm tra kết thúc mô đun (được tính bằng giờ thực hành).

4. Hệ số đánh giá kết quả học tập của mô đun được quy định như thế nào?

Kết quả học tập toàn diện của người học được tổng hợp từ 3 tiêu chí theo hệ số: Kiến thức chuyên môn (Hệ số 0,3), Kỹ năng thực hành thao tác (Hệ số 0,5), và Thái độ - Tác phong công nghiệp, an toàn lao động (Hệ số 0,2).

5. Dụng cụ đo kiểm trong giáo trình có thể đo được những phạm vi dung sai nào?

Giáo trình hướng dẫn sử dụng thước cặp với 3 cấp thang đo: $1/10$ ($0,1\text{ mm}$), $1/20$ ($0,05\text{ mm}$), $1/50$ ($0,02\text{ mm}$); pan-me đo ngoài, đo trong, đo sâu đạt độ chính xác đến $0,01\text{ mm}$; và các nguyên công cưa cắt đạt độ chính xác kích thước $\le 0,5\text{ mm}$.

Kết luận

Giáo trình Nguội cơ bản (MĐ 17) do Tổng cục Dạy nghề ban hành là tài liệu học thuật cơ sở, chuẩn hóa toàn diện các kỹ năng gia công cơ khí bằng dụng cụ cầm tay, kỹ thuật đo kiểm và an toàn lao động cho nghề Cắt gọt kim loại.

                           LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHỀ

Thông qua 75 giờ đào tạo tích hợp, mô đun xác lập nền tảng kỹ năng vận hành công cụ, khả năng phân tích nguyên nhân sai hỏng và tác phong công nghiệp chuẩn mực. Đây là điều kiện kỹ thuật cần thiết để sinh viên tiếp tục chuyển tiếp sang các mô đun công nghệ gia công cắt gọt chuyên sâu trên máy công cụ vạn năng và máy CNC. Tài liệu được sử dụng kết hợp cùng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật đo lường chế tạo máy và bản vẽ gia công thực hành tại các cơ sở đào tạo nghề cơ khí.