Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Tiện 3: Tiện Ren Truyền Động & Định Hình do nhóm tác giả Nguyễn Thị Quỳnh, Phạm Minh Đạo và Trần Sĩ Tuấn biên soạn, được Nhà xuất bản Lao Động phát hành năm 2009 tại Hà Nội. Giáo trình được xây dựng trên cơ sở chương trình khung quốc gia về đào tạo nghề Cắt gọt kim loại, ban hành kèm theo Quyết định số 30/2008/QĐ-BLĐTBXH ngày 04/4/2008 của Bộ trưởng Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội. Trong cấu trúc đào tạo nghề, đây là tập thứ ba trong bộ giáo trình 3 cuốn chuyên ngành Tiện (Tập 1 gồm Tiện cơ bản và Tiện trục dài không dùng giá đỡ; Tập 2 gồm Tiện kết hợp, Tiện lỗ, Tiện côn và Tiện ren tam giác; Tập 3 gồm Tiện ren truyền động, Tiện định hình và Tiện chi tiết có gá lắp phức tạp).

Mục tiêu học tập của tài liệu tập trung vào việc trang bị cho người học kiến thức đánh giá các yếu tố hình học của ren truyền động (ren vuông, ren thang quốc tế $30^\circ$, ren thang Acme $29^\circ$; ren trái, ren phải; ren trong, ren ngoài); rèn luyện kỹ năng tính toán kích thước, mài sửa và gá đặt dao cắt, điều chỉnh máy tiện vạn năng, lựa chọn chế độ cắt và thực hiện quy trình gia công chi tiết ren đạt độ chính xác kỹ thuật, năng suất và an toàn lao động.

Về cấu trúc và cách tiếp cận, giáo trình được thiết kế theo hình thức mô-đun tích hợp lý thuyết và thực hành. Phân bổ thời lượng của mô-đun "Tiện ren truyền động" gồm 100 giờ đào tạo (10 giờ lý thuyết, 86 giờ thực hành và 4 giờ kiểm tra). Điểm đặc trưng của giáo trình là gắn kết chặt chẽ giữa công thức hình học, thông số chế độ cắt, bảng hướng dẫn công nghệ từng bước và phiếu thực hành có bản vẽ kỹ thuật chi tiết.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Mô-đun "Tiện ren truyền động" trong giáo trình được phân chia thành 4 bài học trọng tâm:

  1. Bài 1: Tiện ren vuông ngoài (3 giờ lý thuyết, 22 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Cung cấp công dụng, hình dáng, kích thước mối ghép ren vuông không tiêu chuẩn; xác định các công thức tính toán: chiều cao ren $h_1 = (P + Z)/2$, bề rộng đỉnh ren và đáy ren $l_1 = l_2 = 0{,}5P$, đường kính chân ren $d_1 = d - (P + Z)$; phân tích các góc hình học của dao thép gió ($\gamma = 5^\circ$ khi tiện thô, $\gamma = 0^\circ$ khi tiện tinh, góc sau chính $\alpha = 10^\circ \div 12^\circ$, góc sau phụ $\alpha_{1\text{trái}} = \mu + 2^\circ$, góc nâng của ren $\tan \mu = P_n / (\pi d_{tb})$); kỹ thuật tiện bằng một dao hoặc nhiều dao; phiếu hướng dẫn gia công trục ren vuông ngoài $V24 \times 4$.
  2. Bài 2: Tiện ren vuông trong (2 giờ lý thuyết, 22 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Xác định các yêu cầu kỹ thuật và công thức hình học của ren vuông trong ($D_1 = d - P$, $D_2 = d + 2a_1$); phương pháp gia công đai ốc, giảm vận tốc cắt $25%$ và tăng số lần chạy dao so với ren ngoài; quy trình gia công đai ốc ren vuông $V24 \times 4$ với các bước tiện mặt đầu, khoan lỗ $\phi 17\text{ mm}$, tiện lỗ $\phi 20\text{ mm}$ và tiện ren trong.
  3. Bài 3: Tiện ren thang ngoài (2 giờ lý thuyết, 22 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Trình bày tiêu chuẩn ren thang một mối theo TCVN 4673-89 (góc đỉnh $30^\circ$) và ren thang Acme (góc đỉnh $29^\circ$); các công thức tính: chiều cao lý thuyết $H = 1{,}866P$, chiều cao ren ngoài $h_1 = 0{,}5P + a_c$, bề rộng đáy ren $L_2 = 0{,}366P$, bề rộng đỉnh ren $L_1 = 0{,}366P - 0{,}53a_c$; các sơ đồ tiến dao ngang hoặc tiến dao xiên một góc $\varepsilon/2$ (xoay bàn trượt trên một góc $75^\circ$); quy trình tiện chi tiết trục ren thang $Tr24 \times 5$.
  4. Bài 4: Tiện ren thang trong (3 giờ lý thuyết, 20 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra): Phân tích hình dáng và kích thước ren thang trong quốc tế ($H_1 = 0{,}5P + a_c$, $D_1 = d - P$, $L_2 = 0{,}366P - 0{,}53a_c$, $L_1 = 0{,}366P$); cấu tạo dao liền và dao chắp; sơ đồ chạy dao theo hướng kính; quy trình gia công đai ốc ren thang $Tr24 \times 5$ kết hợp tiện trụ ngoài $\phi 32\text{ mm}$ trên trục gá.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Lý thuyết cắt gọt kim loại chuyên sâu: Cơ chế tạo phoi khi tiện ren có diện tích tiếp xúc lớn; hiện tượng phoi khó thoát do góc trước biến thiên giữa sườn trái và sườn phải; cách xử lý góc mài trên dao và giải pháp xoay dao để cân bằng góc trước.
  • Tiêu chuẩn kỹ thuật ren truyền động: Tiêu chuẩn hóa thông số ren theo TCVN 4673-89; phân biệt ren bước hệ mét và các hệ ren đặc thù; quan hệ hình học giữa bước ren ($P$), bước xoắn ($P_n$), góc nâng ren ($\mu$), đường kính trung bình ($d_2, D_2$), khe hở hướng kính ($Z, a_c$).
  • Nguyên lý tính toán động học máy tiện: Phương pháp tra bảng và thiết lập hộp bước tiến; nguyên lý tính toán bộ bánh răng thay thế khi gia công bước ren không nằm trong bảng hướng dẫn của máy tiện vạn năng.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng tính toán và chuẩn bị công nghệ: Tính toán chính xác các kích thước danh nghĩa và dung sai hình học; mài sửa góc dao thép gió theo dưỡng; gá dao đúng tâm máy và song song/vuông góc với tâm chi tiết.
  • Kỹ năng vận hành và gia công: Điều chỉnh tốc độ trục chính ($n = 70 \div 110\text{ vòng/phút}$), phân chia chiều sâu cắt cho các lát cắt thô ($t = 0{,}1 \div 0{,}2\text{ mm}$) và lát cắt tinh ($t = 0{,}05\text{ mm}$); phối hợp tay gạt ly hợp đai ốc hai nửa; sử dụng dung dịch trơn nguội.
  • Kỹ năng kiểm tra và kiểm soát sai hỏng: Sử dụng thước cặp có đuôi đo sâu, calip ren, dưỡng kiểm góc và đai ốc/trục ren chuẩn để đánh giá chất lượng sản phẩm; nhận biết nguyên nhân và biện pháp khắc phục các dạng sai hỏng (sai bước ren, sai góc biên dạng, ren bị nghiêng, sườn ren không vuông góc, ren bị phá hủy, độ nhám bề mặt không đạt).

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp trong đào tạo nghề kỹ thuật, tổ chức quá trình dạy - học thông qua 4 giai đoạn cụ thể:

  • Học lý thuyết chuyên môn trên lớp: Giảng viên truyền đạt các công thức tính toán kích thước, quy chuẩn hình học dao cắt, bảng tra thông số chế độ cắt và phân tích quy trình công nghệ gia công.
  • Thảo luận nhóm và lập quy trình: Người học chia nhóm nhỏ để thảo luận về kích thước chi tiết, góc mài dao, phương án gá đặt, lập trình tự các bước thực hiện và điền vào phiếu thực hành công nghệ trước khi vận hành máy.
  • Trình diễn mẫu và làm thử: Giáo viên thao tác mẫu từng bước từ gá phôi, gá dao theo dưỡng, cắt thử đường ren mờ kiểm tra bước xoắn đến gia công cắt gọt thực tế. Học sinh thực hiện làm thử dưới sự giám sát và nhận xét của giáo viên.
  • Thực hành độc lập và đánh giá: Học sinh tự chuẩn bị phôi (thép C45), dụng cụ cắt (dao ngoài T15K6, dao tiện ren thép gió), đồ gá (mâm cặp ba vấu, mũi tâm, tốc kẹp) và thực hiện tiện theo phiếu hướng dẫn.

Phương pháp đánh giá kết quả hoàn thành mô-đun được phân định thành 3 tiêu chí:

  1. Đánh giá kiến thức: Kiểm tra vấn đáp, bài kiểm tra viết tự luận và trắc nghiệm về công thức tính toán, góc dao, chế độ cắt và phương pháp xử lý sai hỏng.
  2. Đánh giá kỹ năng: Sử dụng bảng kiểm (checklist) quan sát quá trình thao tác, kỹ năng sử dụng dụng cụ đo, độ an toàn và đánh giá độ chính xác của sản phẩm gia công theo bản vẽ.
  3. Đánh giá thái độ: Kiểm tra tính nghiêm túc, ý thức bảo quản máy móc thiết bị, tuân thủ quy trình an toàn lao động và chấp hành thời gian.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính pháp lý và chuẩn hóa giáo trình: Nội dung được biên soạn chuẩn hóa theo khung chương trình quốc gia ban hành kèm Quyết định số 30/2008/QĐ-BLĐTBXH, đảm bảo tính đồng bộ giữa các cơ sở đào tạo nghề trên toàn quốc.
  • Tích hợp tiêu chuẩn TCVN 4673-89: Tài liệu đưa vào các bảng kích thước cơ bản của mối ghép ren thang một mối dùng cho đường kính từ $10\text{ mm}$ đến $48\text{ mm}$, cung cấp đầy đủ thông số khe hở ($a_c$), bán kính cung lượn ($R_1, R_2$) và chiều cao tiếp xúc làm việc ($H_3$).
  • Thiết kế phiếu hướng dẫn thực hành chi tiết: Mỗi bài học đều có phiếu hướng dẫn phân bước công nghệ rõ ràng kèm hình vẽ minh họa, thông số chế độ cắt cụ thể (tốc độ $n$, lượng tiến dao $s$, chiều sâu cắt $t$) cho từng bước gia công từ tiện mặt đầu, khoan tâm, tiện trụ, tiện rãnh thoát dao đến tiện ren.
  • Quy chuẩn an toàn và bảo dưỡng công nghiệp: Giáo trình quy định các thao tác kiểm tra máy trước khi vận hành (kiểm tra tốc độ trục chính trước khi đóng đai ốc hai nửa, điều chỉnh vít khử độ rơ bàn trượt, theo dõi màu phoi và âm thanh cắt gọt để phát hiện rung động hoặc mòn dao).

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên, học sinh: Dành cho học sinh trình độ Trung cấp nghề và sinh viên Cao đẳng nghề thuộc các chuyên ngành Cắt gọt kim loại, Công nghệ kỹ thuật cơ khí, Chế tạo máy.
  • Điều kiện tiên quyết: Người học cần hoàn thành Giáo trình Tiện 1 (các nguyên công tiện mặt trụ trơn cơ bản, tiện trục dài) và Giáo trình Tiện 2 (tiện mặt côn, tiện lỗ, tiện ren tam giác hệ mét và hệ inch); nắm vững an toàn xưởng máy và kỹ năng đọc bản vẽ cơ khí.
  • Giảng viên và cán bộ đào tạo: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chính khóa, xây dựng kế hoạch bài giảng tích hợp, thiết kế bài tập thực hành gia công cơ khí và xây dựng tiêu chí bảng kiểm đánh giá tay nghề.
  • Kỹ thuật viên tại xưởng sản xuất: Dùng làm tài liệu tham khảo để tra cứu nhanh kích thước mối ghép ren vuông, ren thang, góc mài dao tiện ren truyền động và chế độ cắt khi gia công các chi tiết trục vít me, đai ốc truyền động trên máy tiện vạn năng.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được thiết kế chuyên biệt cho học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp nghề và Cao đẳng nghề ngành Cắt gọt kim loại, cùng các kỹ thuật viên tiện muốn nâng cao tay nghề tiện ren truyền động.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học bắt buộc phải nắm vững kỹ năng tiện mặt trụ ngoài, tiện lỗ, khoan tâm và đã thực hành thành thạo nguyên công tiện ren tam giác trên máy tiện vạn năng (được trang bị trong Giáo trình Tiện 1 và Tiện 2).

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Giáo trình kết hợp trực tiếp giữa lý thuyết tính toán và phiếu hướng dẫn công nghệ từng bước cho từng bài thực hành cụ thể, có bản vẽ chế tạo hoàn chỉnh kèm bảng tra cứu thông số chế độ cắt và bảng tổng hợp sai hỏng, nguyên nhân, cách khắc phục.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học cần kết hợp việc tính toán các thông số kích thước ren trên giấy theo công thức lý thuyết, hoàn thành hệ thống câu hỏi trắc nghiệm/tự luận sau mỗi bài, đối chiếu với phiếu hướng dẫn công nghệ trước khi thực hành trên máy tiện.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Tài liệu nằm trong bộ 3 cuốn gồm: Giáo trình Tiện 1 (Tiện cơ bản, tiện trục dài), Giáo trình Tiện 2 (Tiện kết hợp, tiện lỗ, tiện côn, tiện ren tam giác) và các tiêu chuẩn viện dẫn như TCVN 4673-89.

Kết luận

Giáo trình Tiện 3: Tiện Ren Truyền Động & Định Hình là tài liệu chuyên môn chuẩn hóa quy trình công nghệ gia công ren vuông và ren thang (trong và ngoài) trên máy tiện vạn năng theo khung đào tạo nghề quốc gia. Lộ trình tiếp cận kiến thức đi từ nguyên lý hình học, công thức tính toán, chế độ cắt đến quy trình thao tác và kiểm soát sai hỏng sản phẩm. Tài liệu cung cấp cơ sở dữ liệu kỹ thuật hoàn chỉnh phục vụ công tác giảng dạy, học tập và tra cứu thực hành trong lĩnh vực cắt gọt kim loại.