TỔNG QUAN VÀ NỘI DUNG CHUYÊN MÔN GIÁO TRÌNH THÁO LẮP CÁC CỤM MÁY CÔNG CỤ

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Tháo lắp các cụm máy công cụ (Mã số mô đun: MĐ33) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử trình độ Cao đẳng, do Trường Cao đẳng Nghề Việt Nam - Hàn Quốc Thành phố Hà Nội tổ chức biên soạn và lưu hành nội bộ năm 2019. Ban biên soạn giáo trình gồm có Lưu Huy Hạnh (Chủ biên), Nguyễn Anh Dũng và Trương Văn Hợi.

Trong chương trình đào tạo, mô đun MĐ33 có vị trí là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc, được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và các mô đun chuyên môn nghề tiên quyết bao gồm MĐ22, MĐ23 và MĐ24.

Mục tiêu học tập của giáo trình bao gồm:

  • Trình bày cấu tạo, chức năng và nguyên lý làm việc của các cụm trục truyền động, cụm bàn gá, cụm trục chính, hệ thống thủy lực và hệ thống khí nén trong máy công cụ cắt gọt kim loại.
  • Lập quy trình công nghệ và trình bày chính xác các bước thao tác tháo, lắp từng cụm máy.
  • Thực hiện kỹ thuật tháo, lắp các cụm kết cấu cơ khí, hệ thống thủy lực - khí nén đạt yêu cầu kỹ thuật và dung sai lắp ghép.
  • Tổ chức mặt bằng làm việc ngăn nắp, chấp hành đúng các quy định an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.
  • Hình thành tác phong công nghiệp, kỹ năng làm việc độc lập và kỹ năng phối hợp nhóm trong quá trình thực hành, sản xuất.

Cấu trúc giáo trình được thiết kế với tổng thời lượng 60 giờ, bao gồm 6 giờ lý thuyết và 54 giờ dành cho thực hành, thực tập, bài tập, thảo luận và kiểm tra. Điểm đặc sắc của giáo trình là sự định lượng cụ thể về quy trình công nghệ, các thông số kỹ thuật sửa chữa (dung sai, độ mòn, lực ép, tỷ lệ hóa chất làm sạch) và tích hợp các bảng chẩn đoán dạng hỏng - nguyên nhân - biện pháp khắc phục tương ứng cho từng cụm máy.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình gồm 5 bài học chính với tiến trình phân bổ nội dung và thời gian cụ thể:

  • Bài 1. Tháo, lắp trục truyền động (10 giờ: 2 giờ lý thuyết, 8 giờ thực hành):

    • Kiến thức trọng tâm: Cấu tạo, nguyên lý làm việc của cụm cơ cấu vít - đai ốc; cơ cấu truyền động vô cấp tốc độ (kiểu bánh đai côn và kiểu Xvêtôdarôv); bộ truyền đai (đai dẹt, đai thang, đai tròn, đai lược, đai răng; công suất truyền $P \le 40 - 50\text{ kW}$, vận tốc $v = 5 - 30\text{ m/s}$); bộ truyền xích (xích con lăn, xích ống, xích răng; khoảng cách trục $a \le 8\text{ m}$); bộ truyền bánh răng (bánh răng trụ răng thẳng, bánh răng nghiêng song song, bánh răng côn, bánh răng - thanh răng); phân loại trục tâm và trục truyền (trục trơn, trục bậc, trục then hoa; phân biệt trục cứng và trục mềm có tỷ lệ $l/d \ge 5$).
    • Kỹ thuật tháo lắp và sửa chữa: Kỹ thuật tháo bu lông, vít cấy bằng đầu kẹp con lăn, đầu kẹp miếng chặn, mũi xoáy răng côn, mũi chiết rãnh trái, ta rô ren ngược, hàn đai ốc phụ; phương pháp tháo chi tiết lắp chặt bằng máy ép thủy lực và vam 2-3 móc; dung dịch tẩy rửa muội than (pha chế gồm 24g xút, 35g canxi cacbonat, 1,5g nước thủy tinh, 25g xà phòng lỏng trong 1 lít nước, đun nóng 80 - 90°C); thành phần keo dán đai (60% keo nguyên chất, 15% gelatin, 25% cồn); phương pháp nắn trục nguội và nắn trục nóng (nung ở nhiệt độ $150 - 450^\circ\text{C}$ đối với trục đường kính $d > 50\text{ mm}$); kỹ thuật hàn nối trục vát mép $90^\circ$ và chốt định vị $\phi 5 - \phi 10\text{ mm}$.

  • Bài 2. Tháo, lắp cụm bàn gá (12 giờ: 2 giờ lý thuyết, 9 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra):

    • Kiến thức trọng tâm: Cụm bàn gá dao máy tiện (bàn dao dọc, bàn dao ngang, bàn xoay, bàn trượt dọc phụ, đài gá dao 12 bu lông đầu vuông); cụm bàn gá phôi máy bào B365 (bàn gá gang cấp chính xác 2, xà ngang mộng chữ nhật, cơ cấu cóc ăn khớp bánh răng Z23 - Z102 - Z36/Z36 - Z0/Z36); hệ bàn máy khoan (rãnh chữ T, mặt trượt đuôi én, căn hình thang, bánh răng côn); cụm băng máy (băng máy tiện ren vít 1A62, các mặt dẫn hướng 1-3, 4-6, 7-8 và các mặt chuẩn 9, 11, 12).
    • Tiêu chuẩn sửa chữa băng máy: Độ mòn cho phép của băng máy tiện khi gia công chi tiết dài 100 - 300mm (gia công thô: 0,3mm; bán tinh: 0,08mm; tinh: 0,02mm); tiêu chuẩn vết sơn tiếp xúc kiểm tra bằng khung $25 \times 25\text{ mm}$ (máy chính xác cao: 20 vết; máy chính xác thường: 16 vết; mặt trượt băng máy: 10 vết); quy định mối hàn trên băng máy (chiều dài $\le 1,5\text{ m}$ không quá 3 mối hàn; $> 1,5\text{ m}$ không quá 6 mối hàn); sai lệch độ thẳng băng máy tiện không quá $0,02/1000\text{ mm}$, độ không song song cho phép $0,12/1000\text{ mm}$.

  • Bài 3. Tháo, lắp cụm trục chính (14 giờ: 2 giờ lý thuyết, 11 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra):

    • Kiến thức trọng tâm: Khảo sát cấu tạo và nguyên lý của hộp trục chính máy tiện, kết cấu trục chính, công tác chuẩn bị, lập quy trình công nghệ và kỹ thuật tháo lắp cụm trục chính.

  • Bài 4. Tháo, lắp hệ thống thuỷ lực (12 giờ: 11 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra):

    • Kiến thức trọng tâm: Công dụng, cấu tạo và nguyên lý hệ thống thủy lực máy công cụ; phân loại, tính chất dầu thủy lực; quy trình tháo lắp, an toàn và xử lý sự cố hệ thống thủy lực.

  • Bài 5. Tháo, lắp hệ thống khí nén (12 giờ: 11 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra):

    • Kiến thức trọng tâm: Cấu tạo, nguyên lý thiết bị khí nén trong máy công cụ; quy trình kỹ thuật tháo lắp hệ thống khí nén; công tác an toàn và kiểm tra thực hành kết thúc mô đun.

Logic phát triển nội dung: Giáo trình xây dựng mạch kiến thức tuyến tính từ các cụm cơ cấu truyền động cơ sở (trục, đai, xích, bánh răng) đến các cơ cấu mang dao/phôi và dẫn hướng (bàn gá, băng máy), tiếp nối bằng bộ phận tạo chuyển động chính (cụm trục chính), và hoàn thiện ở các hệ thống truyền dẫn động lực - điều khiển (thủy lực, khí nén).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Lý thuyết cơ học và truyền động: Nguyên lý truyền động ma sát (bộ truyền đai), truyền động ăn khớp (bộ truyền xích, bánh răng), nguyên lý biến đổi chuyển động quay thành tịnh tiến (cơ cấu vít me - đai ốc, bánh răng - thanh răng, cơ cấu cóc máy bào).
  • Lý thuyết ma sát, mài mòn và bôi trơn: Các dạng mòn bề mặt trượt (mòn mài, mòn dính bám, mòn mỏi); cơ chế bôi trơn cưỡng bức so với bôi trơn thủ công trong việc tăng tuổi thọ bề mặt làm việc lên 1,25 - 1,5 lần.
  • Nguyên lý chuẩn công nghệ trong sửa chữa: Khai thác các bề mặt không bị mài mòn trong quá trình làm việc (mặt 9, 11, 12 trên băng máy tiện 1A62 hoặc đường tâm trục chính trên máy phay) làm chuẩn kiểm tra để cạo phục hồi độ phẳng, độ thẳng và độ vuông góc.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác chuẩn xác các dụng cụ tháo lắp chuyên dụng (cờ lê miệng/vòng, cờ lê lực, vam tháo vòng bi, đầu kẹp bulông gãy, búa nguội, tông đồng, đột); thực hiện các kỹ thuật phục hồi cơ khí (cạo rà mặt phẳng, nắn trục cong, mạ crôm ngõng trục, tiện ép bạc sửa chữa moay-ơ theo công thức $P_e = f_e \cdot d \cdot l \cdot p$, dán nối đai truyền).
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Khảo sát hiện tượng, phân tích nguyên nhân sai hỏng cơ học (độ đảo bánh đai, độ võng xích $\Delta = 0,02L$, hành trình chết trục vít vượt quá $1/40$ vòng khi chạy dao cơ khí hoặc $1/10$ vòng khi chạy dao tay); đề xuất biện pháp xử lý tương ứng.
  • Kỹ năng thực hành chuyên môn (Practical competencies): Đọc bản vẽ lắp và sơ đồ động máy công cụ; lập biên bản kiểm tra tình trạng máy trước khi tháo; lập phiếu hướng dẫn công nghệ tháo lắp hợp lý; sắp xếp vị trí làm việc và bảo quản chi tiết theo đúng thứ tự tháo dỡ.

Phương pháp giảng dạy và học tập

  • Cách tiếp cận sư phạm: Mô đun được xây dựng theo mô hình đào tạo thực hành tích hợp. Tỷ lệ phân bổ thời gian tập trung vào rèn luyện kỹ năng thao tác xưởng (lý thuyết chiếm 10%, thực hành và kiểm tra chiếm 90%). Giảng viên giảng giải ngắn gọn về nguyên lý, cấu tạo và trực tiếp thị phạm quy trình công nghệ trước khi giao việc cho học viên.
  • Tình huống kỹ thuật và bài tập thực hành: Giáo trình đưa ra các bài tập kỹ thuật gắn liền với thực tế hư hỏng tại xưởng, ví dụ: xử lý tháo vít cấy bị gãy sát mặt phẳng chi tiết bằng mũi chiết rãnh trái; nắn sửa trục truyền bị xoắn bằng đồ gá chuyên dùng và gia nhiệt ram thấp duy trì 3 - 4 giờ; cạo sửa phục hồi băng máy bào và máy phay nằm ngang lấy tâm trục chính làm chuẩn.
  • Tổ chức thực hành: Học sinh - sinh viên thực hành theo nhóm (định mức 4 người/nhóm), làm việc trực tiếp trên thiết bị (máy tiện, máy phay, máy bào, máy khoan, máy ép thủy lực) với đầy đủ vật tư (dầu DO, dầu máy, mỡ bôi trơn, giẻ lau, khay gỗ chứa chi tiết).
  • Phương pháp đánh giá: Kết quả học tập được đánh giá định lượng theo thang điểm 10 quy định tại Bài 1:
    • Kiến thức (công dụng, cấu tạo, nguyên lý, quy trình): 3 điểm (1 điểm công dụng/cấu tạo, 2 điểm quy trình).
    • Kỹ năng tháo lắp (thao tác tháo đúng trình tự: 3 điểm; thao tác lắp đúng trình tự: 2 điểm): 5 điểm.
    • Thái độ làm việc và đảm bảo định mức thời gian: 1 điểm.
    • Công tác an toàn và vệ sinh công nghiệp: 1 điểm.
    • Các Bài 2, 3, 4, 5 đều bố trí 1 giờ kiểm tra thực hành độc lập để đánh giá kỹ năng tay nghề từng phần.
  • Hướng dẫn tự học: Học viên cần đọc trước bản vẽ sơ đồ động của máy, nghiên cứu kỹ các bảng thông số hư hỏng và lập phiếu quy trình công nghệ trước khi vào xưởng thực hành.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính định lượng kỹ thuật chi tiết: Giáo trình đưa ra các số liệu quy chuẩn định lượng phục vụ trực tiếp cho công tác kiểm tra và sửa chữa:
    • Bảng tra chiều rộng đai và chiều dài mối dán tương ứng (từ bản đai $< 25\text{ mm}$ nối $100\text{ mm}$ đến bản đai $> 150\text{ mm}$ nối $175\text{ mm}$).
    • Bảng quy định độ dịch chuyển dọc trục cho phép của đĩa xích theo khoảng cách trục ($a \le 500\text{ mm}$: trượt $0,6 - 1\text{ mm}$; $a = 500 - 1000\text{ mm}$: trượt $1 - 2\text{ mm}$; $a = 1000 - 2000\text{ mm}$: trượt $1,25 - 3\text{ mm}$).
    • Bảng quy định số điểm sơn tiếp xúc trên khung kiểm $25 \times 25\text{ mm}$ cho các bề mặt trượt.
  • Tích hợp các cơ cấu truyền động đa dạng: Giáo trình không chỉ đề cập đến các bộ truyền cơ bản mà còn giới thiệu các cơ cấu điều chỉnh tốc độ vô cấp như cơ cấu bánh đai côn và cơ cấu đĩa ma sát Xvêtôdarôv, kết hợp với các hệ thống điều khiển truyền động hiện đại bằng thủy lực và khí nén.
  • Tính thực tiễn trong môi trường sản xuất: Các nội dung khảo sát gắn liền với những dòng máy công cụ thực tế đang vận hành phổ biến tại các xưởng cơ khí chế tạo như máy tiện ren vít 1A62, máy bào ngang B365, máy phay nằm ngang nhóm II, máy khoan bàn và máy khoan đứng.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Học sinh - Sinh viên: Học sinh, sinh viên theo học trình độ Cao đẳng nghề Cơ điện tử, ngành Cắt gọt kim loại, Bảo trì và Sửa chữa thiết bị cơ khí.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết: Người học cần hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở (Vẽ kỹ thuật cơ khí, Cơ kỹ thuật, Dung sai và Kỹ thuật đo lường) và các mô đun chuyên môn nghề MĐ22, MĐ23, MĐ24 trước khi học mô đun này.
  • Giảng viên và cán bộ đào tạo: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chính thức cho mô đun MĐ33; căn cứ để xây dựng bài giảng tích hợp, biên soạn phiếu hướng dẫn thực hành và phiếu đánh giá kỹ năng tay nghề học viên.
  • Kỹ thuật viên và công nhân cơ điện tử: Sử dụng làm tài liệu tra cứu quy trình công nghệ tháo dỡ, lắp ráp, bảng tra cứu dạng hỏng và phương pháp khắc phục sự cố máy công cụ tại các nhà máy, xí nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

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

Tài liệu được biên soạn phục vụ đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Cơ điện tử, đồng thời phù hợp cho công nhân kỹ thuật, thợ sửa chữa cơ khí cần tài liệu hướng dẫn quy trình tháo lắp và bảo dưỡng máy công cụ cắt gọt.

2. Người học cần đáp ứng kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học cần có kiến thức về đọc bản vẽ kỹ thuật cơ khí, dung sai lắp ghép, nguyên lý máy và đã hoàn thành các mô đun thực hành nghề cơ bản MĐ22, MĐ23, MĐ24.

3. Giáo trình này có điểm gì khác biệt so với các tài liệu lý thuyết máy công cụ thông thường?

Giáo trình tập trung vào kỹ năng thực hành công nghệ tháo lắp và sửa chữa với tỷ lệ 90% thời lượng xưởng. Nội dung cung cấp các bước thao tác cụ thể, bảng chỉ tiêu dung sai, phương pháp kiểm tra bằng dụng cụ đo thực tế và quy trình xử lý các hư hỏng cơ học điển hình.

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

Học viên cần nghiên cứu song song phần nguyên lý cấu tạo với sơ đồ động máy; tự lập phiếu quy trình công nghệ tháo lắp trước khi thao tác; đối chiếu các hiện tượng hư hỏng thực tế với bảng phân tích nguyên nhân và cách khắc phục trong từng bài.

5. Những tài liệu bổ trợ nào cần kết hợp khi sử dụng giáo trình?

Người dạy và người học cần phối hợp tra cứu hồ sơ lý lịch máy, sổ theo dõi tình trạng máy tại xưởng, bản vẽ chi tiết/bản vẽ lắp của từng cụm máy, cùng phiếu kiểm tra độ chính xác xuất xưởng của nhà sản xuất.

Kết luận

Giáo trình Tháo lắp các cụm máy công cụ (MĐ33) cung cấp hệ thống kiến thức chuyên môn và kỹ năng thực hành chuẩn hóa về quy trình tháo, kiểm tra, sửa chữa và lắp ráp các cụm máy cắt gọt kim loại, hệ thống thủy lực và khí nén. Lộ trình đào tạo được xây dựng logic từ các bộ phận truyền động cơ sở (trục, đai, xích, bánh răng) đến các cụm định vị/dẫn hướng (bàn dao, bàn máy, băng máy), cụm trục chính và các hệ thống điều khiển truyền động. Tài liệu phát huy hiệu quả tối đa khi được sử dụng kết hợp cùng bản vẽ kỹ thuật máy công cụ, trang thiết bị đo kiểm và hồ sơ bảo trì thực tế tại các xưởng thực hành cơ khí.