GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: TIỆN LỆCH TÂM, TIỆN ĐỊNH HÌNH (MÃ SỐ: MĐ 34)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Mô đun: Tiện lệch tâm, tiện định hình (Mã số mô đun: MĐ 34) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề thuộc nghề Cắt gọt kim loại ở trình độ Cao đẳng. Tài liệu do Tổ Cắt gọt kim loại, Khoa Cơ khí, Trường Cao đẳng Cơ điện xây dựng Việt Xô biên soạn (Chủ biên: Nguyễn Mai Khang; Tham gia biên soạn: Phạm Công Kiên), ban hành theo Quyết định số 854/QĐ-CĐVX-ĐT ngày 06 tháng 09 năm 2018 của Hiệu trưởng nhà trường tại Ninh Bình năm 2019.

Trong chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại, mô đun MĐ 34 được bố trí giảng dạy sau khi sinh viên đã hoàn thành các môn học cơ sở kỹ thuật và hệ thống mô đun chuyên môn tiên quyết bao gồm MĐ21, MĐ22, MĐ25, MĐ27, MĐ28 và MĐ33.

Mục tiêu học tập của mô đun tập trung trang bị kiến thức và kỹ năng thực hành hoàn chỉnh:

  • Trình bày và nhận dạng chính xác các thông số hình học, bề mặt, lưỡi cắt của dao tiện lệch tâm và dao tiện định hình;
  • Mài sửa dao tiện đạt độ nhám bề mặt $Ra 1,25$, lưỡi cắt thẳng, đúng góc độ kỹ thuật;
  • Xác định đầy đủ các thông số cơ bản và yêu cầu kỹ thuật của chi tiết lệch tâm, chi tiết định hình;
  • Tra cứu bảng chọn chế độ cắt chuyên biệt cho gia công lệch tâm;
  • Vận hành thành thạo máy tiện vạn năng để gia công trục lệch tâm, bạc lệch tâm và bề mặt định hình ngoài/trong đạt cấp chính xác 10–8, độ nhám cấp 4–5;
  • Phân tích nguyên nhân các dạng sai hỏng và áp dụng biện pháp phòng ngừa;
  • Tuân thủ quy định an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.

Giáo trình được cấu trúc theo phương thức tích hợp lý thuyết và thực hành, bao gồm 6 bài học chuyên đề đi kèm phiếu hướng dẫn công nghệ, bài tập ứng dụng có bản vẽ chi tiết và tiêu chí đánh giá năng lực người học.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc nội dung giáo trình gồm 6 bài học chính từ trang 5 đến trang 76, trước phần thư mục tài liệu tham khảo (trang 77):

Cấu trúc mô đun MĐ 34
  • Bài 1: Tiện trục lệch tâm gá trên mâm cặp 4 chấu (Mã bài: MĐ34.1): Trình bày định nghĩa chi tiết lệch tâm (trục có tâm cổ trục $O'$ lệch so với tâm trục chính $O$ một khoảng cách $e$); yêu cầu kỹ thuật về độ lệch tâm, kích thước, độ tương quan bề mặt và độ nhẵn bóng; kỹ thuật lấy dấu bổ đôi tâm $OO$ và tâm lệch $O'O'$ trên khối V bằng ke vuông và đài vạch; phương pháp rà gá 4 chấu độc lập (A, B, C, D); quy trình xác định khoảng dịch tâm $e$ bằng cữ tỳ (kéo giấy mỏng) hoặc đồng hồ so (khoảng dao động kim chỉ bằng $2e$); chế độ cắt giảm 20–30% ở lát cắt đầu và giảm 10–15% ở các lát tiếp theo do lực cắt không cân bằng gây rung động.
  • Bài 2: Tiện bạc lệch tâm bằng phương pháp rà gá (Mã bài: MĐ34.2): Cung cấp kiến thức về bạc lệch tâm có vai và không vai (tâm lỗ $O_1$ lệch tâm ngoài $O$); quy trình tiện mặt đầu, tiện trụ ngoài chuẩn $OO$, lấy dấu tâm lệch $O'$, rà gá trên mâm cặp 4 chấu, tiện đường kính vai bạc $O'O'$, tiện má bạc phẳng vuông góc với tâm trục; kỹ thuật khoan lỗ suốt (lượng dư 2mm mỗi phía) và tiện lỗ đạt cấp chính xác 10–8, độ nhám cấp 4–5.
  • Bài 3: Tiện bạc lệch tâm gá trên mâm cặp ba vấu tự định tâm (Mã bài: MĐ34.3): Phương pháp gia công dùng miếng căn đệm lót tại một vấu kẹp. Với độ lệch $e < 5\text{ mm}$, xác định tỷ số $A = e/D$ ($D$ là đường kính mặt bị kẹp), tra Bảng 3 để lấy hệ số $K$ ($A$ từ 0,005 đến 0,200) và tính chiều dày căn $t = K \cdot D$. Với độ lệch $e > 5\text{ mm}$, sử dụng công thức thực hành $h = 1,5e \cdot (1 + \frac{e}{2D})$; kiểm soát dung sai kích thước $\pm 0,1\text{ mm}$, độ không đồng trục $< 0,05\text{ mm}$; kỹ thuật khoan lỗ tốc độ vòng quay $S = 700\text{ vg/ph}$.
  • Bài 4: Tiện trục lệch tâm gá trên hai mũi tâm (Mã bài: MĐ34.4): Áp dụng cho chi tiết trục lệch tâm dài và trục khuỷu có 2 hoặc 3 cặp lỗ tâm; phương pháp vạch dấu bổ đôi 180° trực tiếp trên máy tiện bằng mũi dao kết hợp vạch dấu trên khối V; kỹ thuật gá lắp trên 2 mũi tâm kết hợp mâm cặp hoa, thước góc và đối trọng cân bằng lực quán tính ly tâm.
  • Bài 5: Tiện mặt định hình bằng cách phối hợp hai chuyển động (Mã bài: MĐ34.5): Nguyên lý kết hợp chuyển động chạy dao dọc và chạy dao ngang (một chuyển động tự động kết hợp một chuyển động bằng tay, hoặc cả hai chuyển động bằng tay) trong sản xuất đơn chiếc biên dạng đơn giản.
  • Bài 6: Tiện mặt định hình bằng dao định hình: Kỹ thuật mài sửa prôfin dao tiện định hình và phương pháp tiện định hình chép hình trực tiếp.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Lý thuyết động học và cơ học cắt gọt: Bản chất biến thiên của lực cắt do phôi lệch tâm gây ra tình trạng phân bố lượng dư không đều, sinh ra dao động cưỡng bức và rung động máy.
  • Nguyên lý định vị và kẹp chặt: Kỹ thuật định vị khử bậc tự do trên mâm cặp 4 chấu độc lập, định vị dịch tâm bằng căn đệm trên mâm cặp 3 vấu tự định tâm, và định vị 5 bậc tự do trên hệ thống hai mũi tâm.
  • Nguyên lý cân bằng lực: Sử dụng đối trọng lắp trên mâm phẳng (mâm hoa mai) để triệt tiêu mômen mất cân bằng của phần lệch tâm khi gia công phôi dài hoặc phôi có khối lượng lớn.
  • Cơ sở tính toán hình học: Thuật toán xác định chiều dày căn mẫu dựa trên tương quan hình học giữa bán kính vấu cặp, đường kính kẹp $D$ và khoảng lệch tâm $e$.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Mài sửa các loại dao tiện ngoài, dao tiện lỗ, dao tiện vai và dao định hình đạt độ nhám $Ra 1,25$; vạch dấu tâm và chấm dấu trên bàn vạch dấu; thiết lập chế độ cắt phù hợp với độ lệch tâm; sử dụng đồ gá, căn đệm và đối trọng.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích và xử lý sai hỏng hình học như khoảng lệch tâm sai (do tính sai căn đệm hoặc lấy dấu sai), kích thước đường kính/chiều dài sai (do không khử độ rơ du xích bàn trượt ngang), má trục không vuông góc (do dao bị đẩy hoặc lấy dấu hai đầu lệch), hai đường tâm chéo nhau (do hai đường tâm không đồng phẳng).
  • Kỹ năng thực hành chuyên môn (Practical competencies): Vận hành máy tiện vạn năng, thực hiện cắt thử 2–5mm, đo kiểm trực tiếp bằng thước cặp, panme, đồng hồ so, dưỡng đo biên dạng và đo kiểm gián tiếp qua chiều cao bậc.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được thiết kế theo phương pháp giảng dạy tích hợp (tích hợp lý thuyết công nghệ chuyên môn và bài tập kỹ năng thực hành xưởng). Mỗi bài học tuân thủ quy trình sư phạm nghề nghiệp chặt chẽ thông qua các phiếu hướng dẫn công nghệ tiêu chuẩn:

$$\text{Đọc bản vẽ} \longrightarrow \text{Gá phôi & dao} \longrightarrow \text{Lấy dấu tâm lệch} \longrightarrow \text{Rà gá & dịch tâm} \longrightarrow \text{Cắt thử & đo} \longrightarrow \text{Gia công chính thức} \longrightarrow \text{Kiểm tra & VSCN}$$

Quy trình đánh giá kết quả học tập được lượng hóa thành bảng tiêu chí và trọng số cụ thể:

Khối tiêu chí đánh giá Trọng số Nội dung và tiêu chí đánh giá cụ thể Thang điểm tối đa
I. Kiến thức 0,3 - Nhận biết dụng cụ, thiết bị gia công
- Nhận biết vật liệu, dung dịch làm nguội
- Tra bảng chọn chế độ cắt hợp lý
- Trình bày quy trình lấy dấu / tính căn đệm
- Trình bày kỹ thuật gia công chi tiết
- Phương pháp đo kiểm tra chất lượng		 1,5 đ
1,0 đ
3,0 đ
1,0 đ
2,5 đ
1,0 đ
Tổng: 10 đ
II. Kỹ năng 0,5 - Chuẩn bị dụng cụ, thiết bị theo kế hoạch
- Vận hành thành thạo máy tiện
- Chuẩn bị phôi liệu, dung dịch làm nguội
- Cài đặt đúng chế độ cắt
- Thao tác tiện chuẩn xác, thành thạo
- Chất lượng sản phẩm (Kích thước: 1đ, Tương quan hình dáng: 1đ, Độ nhám bề mặt: 1đ)		 1,0 đ
1,5 đ
1,5 đ
1,0 đ
2,0 đ
3,0 đ
Tổng: 10 đ
III. Thái độ 0,2 - Tác phong công nghiệp (chuyên cần, nội quy, bố trí vị trí làm việc, tính cẩn thận, làm việc nhóm)
- Đảm bảo thời gian hoàn thành định mức
- An toàn lao động và vệ sinh công nghiệp (bảo hộ cá nhân, an toàn máy, vệ sinh xưởng)		 5,0 đ
2,0 đ
3,0 đ
Tổng: 10 đ

Quy định tự học yêu cầu người học đọc kỹ bản vẽ ứng dụng, tự tính toán chiều dày căn đệm $t$ hoặc $h$, lập phiếu công nghệ trước khi tiến hành gá đặt phôi trên máy.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính chuẩn hóa dữ liệu tra cứu căn đệm: Giáo trình cung cấp Bảng 3 số liệu chi tiết về hệ số $K$ tương ứng với trị số $A = e/D$ (dao động từ $A = 0,005; K = 0,008$ đến $A = 0,200; K = 0,276$). Điều này giúp loại bỏ phương pháp thử sai truyền thống khi tiện bạc lệch tâm trên mâm cặp 3 vấu.
  • Công thức tính toán căn đệm hiệu chỉnh: Đưa ra công thức tính chiều dày căn thực hành cho trường hợp độ lệch tâm lớn ($e > 5\text{ mm}$):

$$h = 1,5e \cdot \left(1 + \frac{e}{2D}\right)$$

Ví dụ minh họa trong giáo trình: Phôi có $D = 27\text{ mm}$, khoảng lệch tâm $e = 6\text{ mm}$, chiều dày miếng căn xác định là:

$$h = 1,5 \times 6 \times \left(1 + \frac{6}{2 \times 27}\right) = 9,99\text{ mm}$$

  • Định lượng giảm trừ chế độ cắt chống rung: Đưa ra thông số định lượng rõ ràng: giảm 20–30% chế độ cắt đối với các lát cắt đầu tiên và giảm 10–15% đối với các lát cắt tiếp theo so với tiện mặt trụ ngoài thông thường.
  • Gắn liền thực tế sản xuất và an toàn xưởng: Mô tả chi tiết kỹ thuật dùng giấy mỏng để cảm nhận độ tiếp xúc giữa cữ và phôi, kỹ thuật khử độ rơ của bộ truyền trục vít me – đai ốc bàn trượt ngang, và quy tắc quay kiểm tra mâm cặp bằng tay trước khi đóng điện mở máy nhằm ngăn ngừa va đập phôi vào dao.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên đào tạo chính quy: Sinh viên trình độ Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại hoặc ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí trong giai đoạn học chuyên môn nghề.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học cơ sở cơ khí (Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật, Vẽ kỹ thuật cơ khí, Công nghệ kim loại) và các mô đun kỹ thuật gia công tiện cơ bản từ MĐ21 đến MĐ33 (đặc biệt là kỹ năng tiện trụ trơn, tiện ren tam giác, tiện côn và khoan - tiện lỗ).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm giáo trình giảng dạy tích hợp chuẩn; khai thác hệ thống bản vẽ bài tập ứng dụng, phiếu hướng dẫn thực hành và thang bảng điểm đánh giá kết quả (tỷ lệ 0,3 - 0,5 - 0,2) để tổ chức kiểm tra kết thúc mô đun.
  • Cán bộ kỹ thuật và thợ tiện: Dùng làm tài liệu tra cứu các phương pháp gá đặt phức tạp (mâm cặp 4 chấu, mâm hoa có thước góc và đối trọng) và bảng tra chiều dày căn đệm khi gia công các chi tiết lệch tâm đơn chiếc trong xưởng cơ khí.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình phục vụ trực tiếp cho sinh viên hệ cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại, giáo viên dạy thực hành cơ khí và kỹ thuật viên cần tài liệu chuẩn hóa quy trình tiện lệch tâm, tiện định hình.

2. Cần kiến thức nền nào để học mô đun này?

Người học cần có kiến thức về đọc bản vẽ cơ khí, sử dụng thành thạo dụng cụ đo (thước cặp, panme, đồng hồ so, đài vạch), kỹ năng mài dao tiện cơ bản và đã học qua các mô đun tiện cơ sở: MĐ21, MĐ22, MĐ25, MĐ27, MĐ28, MĐ33.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với tài liệu tiện thông thường là gì?

Giáo trình tập trung chuyên sâu vào công nghệ gia công các bề mặt không đồng trục và mặt định hình phức tạp; cung cấp bảng tra cứu hệ số căn đệm $K$, công thức hiệu chỉnh $h$, cùng hướng dẫn xử lý hiện tượng mất cân bằng lực cắt bằng đối trọng và điều chỉnh chế độ cắt giảm 10–30%.

4. Làm sao để tự học và thực hành mô đun này hiệu quả?

Người học cần nghiên cứu kỹ phiếu hướng dẫn quy trình từng bước, thực hiện chính xác khâu lấy dấu trên khối V, tính đúng căn đệm, luôn thực hiện thao tác cắt thử 2–5mm để kiểm tra độ lệch tâm trước khi tiện toàn bộ chiều dài, và tuân thủ các thao tác an toàn máy tiện.

5. Giáo trình có cung cấp các bảng biểu tra cứu kèm theo không?

Có. Giáo trình tích hợp Bảng 3 xác định hệ số $K$ theo tỷ số $A = e/D$, bảng quy chuẩn đánh giá kết quả học tập 3 phần (Kiến thức, Kỹ năng, Thái độ), các phiếu hướng dẫn công nghệ gia công và hệ thống bản vẽ chi tiết cho từng bài tập ứng dụng.

Kết luận

Giáo trình Mô đun: Tiện lệch tâm, tiện định hình (MĐ 34) của Trường Cao đẳng Cơ điện xây dựng Việt Xô cung cấp hệ thống kiến thức và kỹ năng công nghệ gia công cơ khí đối với các bề mặt trục, bạc lệch tâm và biên dạng định hình. Tiến trình nội dung đi từ phương pháp rà gá đơn chiếc trên mâm cặp 4 chấu, phương pháp tính toán căn đệm trên mâm cặp 3 vấu, đến kỹ thuật gá đặt phôi dài trên 2 mũi tâm có đối trọng và tiện định hình. Kết hợp cùng hệ thống tiêu chí đánh giá năng lực chi tiết, giáo trình là tài liệu phục vụ đào tạo thực hành nghề Cắt gọt kim loại trình độ cao đẳng. Người học có thể tham khảo thêm các tài liệu kỹ thuật chuyên ngành Cắt gọt kim loại tại trang 77 của giáo trình để mở rộng kiến thức công nghệ.