Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Mô đun: Tiện Rãnh Cắt Đứt (Mã mô đun: MĐ23) là tài liệu đào tạo nghề chuyên môn thuộc chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại ở trình độ Cao đẳng và Trung cấp, do tác giả Nguyễn Đình Kiên biên soạn và ban hành nội bộ tại Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi (Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn). Trong kết cấu chương trình khung đào tạo nghề Cắt gọt kim loại, MĐ23 là mô đun chuyên môn bắt buộc có thời lượng 1 tín chỉ (tương đương 30 giờ đào tạo), đóng vai trò hoàn thiện các nguyên công tiện định hình bề mặt và tách phôi sau các mô đun tiện mặt trụ cơ bản.

Mục tiêu đào tạo của giáo trình tập trung vào ba chuẩn đầu ra chính:

  • Kiến thức (A1): Trình bày đầy đủ cấu tạo, thông số hình học của dao tiện rãnh và dao cắt đứt ở trạng thái tĩnh; giải thích sự thay đổi góc cắt khi gá đặt; phân tích các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục trong quá trình tiện rãnh và cắt đứt.
  • Kỹ năng (B1, B2): Mài được dao tiện rãnh và dao cắt đứt trên máy mài hai đá đạt độ nhám bề mặt $Ra = 1{,}25,\mu\text{m}$, lưỡi cắt thẳng và đúng góc độ kỹ thuật; vận hành máy tiện vạn năng để gia công rãnh và cắt đứt phôi gá trên mâm cặp 3 vấu tự định tâm đạt cấp chính xác 8–10 (và 9–11), độ nhám bề mặt cấp 4–5 ($Ra = 3{,}2 \div 6{,}3,\mu\text{m}$), tuân thủ thời gian định mức và an toàn lao động.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1, C2): Rèn luyện tính kỷ luật, thao tác cẩn thận, ý thức bảo hộ lao động và giữ gìn vệ sinh công nghiệp trong môi trường xưởng máy.

Giáo trình được thiết kế theo hình thức tích hợp lý thuyết và thực hành (5 giờ lý thuyết, 24 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra), lấy quy trình công nghệ gia công chi tiết thực tế làm trục phát triển nội dung. Điểm đặc trưng của giáo trình là gắn kết chặt chẽ giữa việc chuẩn bị dụng cụ cắt (mài dao, kiểm tra góc độ) với các kỹ thuật gá đặt phôi, điều chỉnh mâm cặp và phương pháp cắt thử - đo kiểm kích thước.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình gồm 3 bài học tích hợp được sắp xếp theo logic tiến trình công nghệ gia công:

  • Bài 1: Dao tiện rãnh, dao cắt đứt – Mài dao tiện rãnh, dao cắt đứt (Mã bài: MĐ23.1, 8 giờ: 3h lý thuyết, 4h thực hành, 1h kiểm tra):

    • Cấu tạo dao tiện: Thân dao làm bằng thép 45 (tiết diện vuông hoặc chữ nhật), phần cắt gọt làm bằng thép gió hoặc hợp kim cứng hàn gắn vào thân dao. Phân loại theo kết cấu gồm dao liền, dao chắp; phân loại theo hướng cắt gồm dao tiện phải, dao tiện trái, dao đối xứng và dao tiện rãnh mặt đầu (cắt dọc trục). Bề rộng lưỡi cắt chính quy chuẩn $B = t = 3 \div 8,\text{mm}$.
    • Thông số hình học ở trạng thái tĩnh: Góc nghiêng chính $\varphi = 90^\circ$ (hoặc $\varphi > 90^\circ$ khi cắt đứt phôi đặc để khử lõi thừa); góc trước $\gamma = 8^\circ \div 10^\circ$; góc sau chính $\alpha = 8^\circ \div 12^\circ$; hai góc sau phụ $\alpha_1 = \alpha_2 = 3^\circ \div 5^\circ$; hai góc nghiêng phụ $\varphi_1 = \varphi_2 = 1{,}5^\circ \div 2^\circ$.
    • Trình tự 4 bước mài dao trên máy mài hai đá vạn năng: (1) Mài mặt sau chính $\rightarrow$ (2) Mài hai mặt sau phụ $\rightarrow$ (3) Mài mặt trước $\rightarrow$ (4) Mài rãnh bẻ phoi.

  • Bài 2: Tiện rãnh (Mã bài: MĐ23.2, 10 giờ: 1h lý thuyết, 9h thực hành):

    • Mục đích công nghệ: Gia công các rãnh vuông, rãnh tròn ngoài phôi dùng để thoát dao khi tiện ren, lắp cữ hãm hoặc lắp xéc-măng.
    • Kỹ thuật gá lắp và điều chỉnh mâm cặp: 3 phương thức liên kết trục chính (mặt bích có ren, mặt bích dạng côn có then truyền mô-men xoắn, và định vị mặt trụ dùng chốt lệch tâm).
    • Quy tắc gá phôi và dao: Xác định chiều dài phôi nhô ra khỏi mặt đầu chấu cặp $L_p = L_{ct} + (10 \div 15),\text{mm}$; áp dụng chống tâm phụ khi tỷ số kích thước $l/d > 5$; chiều dài cán dao nhô ra khỏi ổ dao bằng khoảng 1,5 lần chiều cao thân dao.
    • Quy trình gia công rãnh vuông: Gá lắp phôi $\rightarrow$ Gá lắp dao, lấy dấu $\rightarrow$ Tiện thô rãnh $\rightarrow$ Tiện tinh rãnh $\rightarrow$ Kiểm tra kích thước và độ nhám ($Ra = 3{,}2 \div 6{,}3,\mu\text{m}$).

  • Bài 3: Tiện cắt đứt (Mã bài: MĐ23.3, 12 giờ: 1h lý thuyết, 11h thực hành):

    • Quy trình cắt đứt phôi đặc: Gá lắp điều chỉnh phôi, xén mặt đầu $\rightarrow$ Gá dao cắt đứt, tiến hành cắt thô $\rightarrow$ Vát cạnh và cắt tinh hoàn thiện.
    • Kỹ thuật định vị mũi dao: Bắt buộc gá mũi dao ngang đúng tâm máy (nếu gá thấp sẽ để lại lõi kim loại trên mặt đầu, nếu gá cao mặt sau của dao sẽ cà vào phôi gây kẹt và gãy dao). Bắt chặt cán dao bằng tối thiểu 2 vít trên ổ gá.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Nguyên lý cắt gọt kim loại: Mối quan hệ giữa các góc hình học của dao ($\gamma, \alpha, \varphi, \varphi_1, \varphi_2$) đối với lực cắt, ma sát, nhiệt cắt, khả năng thoát phoi và độ bền lưỡi cắt.
  • Tính toán chế độ cắt: Thiết lập vận tốc cắt và số vòng quay trục chính dựa trên công thức động học máy tiện: $$V = \frac{\pi \cdot D \cdot n}{1000} \quad (\text{m/phút})$$ (Trong đó $D$ là đường kính gia công, $n$ là tốc độ quay trục chính).
  • Công nghệ gá đặt và định vị: Nguyên lý định vị chống biến dạng khi gia công trục có độ cứng vững thấp ($l/d > 5$), phương pháp khử độ dơ bàn trượt xe dao dọc và bàn trượt xe dao ngang.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác mài dao tiện trên máy mài hai đá đạt độ nhám $Ra = 1{,}25,\mu\text{m}$; thực hiện các thao tác gá đặt mâm cặp, căn chỉnh phôi tròn trên bàn rà, gá dao ngang tâm máy theo mũi tâm ụ động hoặc dưỡng gá dao vạn năng.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Nhận diện và xử lý nguyên nhân gây sai hỏng hình học (kích thước rãnh sai, vị trí sai, thành rãnh không vuông góc do dao gá nghiêng, mặt cắt không phẳng lồi/lõm hoặc còn lõi thừa, bề mặt không đạt độ bóng).
  • Kỹ năng thực hành và kiểm tra (Practical competencies): Vận hành phương pháp cắt thử và đo bằng du xích xe dao ngang; sử dụng thành thạo thước cặp $1/20$, thước lá, thước dây và dưỡng kiểm tra rãnh; thực hiện quy chuẩn vệ sinh công nghiệp xưởng máy.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình định hướng mô hình dạy học tích hợp, kết hợp đồng bộ giữa truyền thụ nguyên lý kỹ thuật và rèn luyện kỹ năng thao tác máy:

  • Phương pháp đối với giảng viên:

    • Giảng dạy lý thuyết: Áp dụng các phương pháp tích cực gồm trình chiếu, thuyết trình ngắn, diễn giảng nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu chuyên ngành và đặt câu hỏi thảo luận nhóm.
    • Hướng dẫn thực hành: Phân chia sinh viên thành các nhóm nhỏ tại xưởng máy; giảng viên thực hiện thao tác mẫu chuẩn xác (gá mâm cặp, mài dao, cắt thử), quan sát trực tiếp và tiến hành sửa sai tại chỗ cho từng người học; ứng dụng học cụ mô phỏng để minh họa đường đi của dao và cơ chế tách phoi.

  • Phương pháp đối với người học:

    • Nghiên cứu trước bài học: Tự đọc giáo trình, tìm hiểu tài liệu chuyên ngành từ thư viện và các nguồn học liệu được cung cấp trước khi lên lớp.
    • Tự học và làm việc nhóm: Nhóm học tập gồm 2–3 sinh viên được giao chủ đề thảo luận trước giờ học. Mỗi thành viên chịu trách nhiệm phân tích một phần nội dung (như thông số góc dao, nguyên nhân sai hỏng), sau đó thảo luận, ghi chép và hoàn thiện báo cáo nhóm.
    • Thực hành xưởng: Thực hiện đầy đủ các bước công nghệ, ghi nhận số liệu đo kiểm sản phẩm, phân tích lỗi sai hỏng và đối chiếu với yêu cầu kỹ thuật của bản vẽ.

  • Phương thức và tiêu chí đánh giá: Quy trình kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của mô đun tuân thủ Quy chế đào tạo ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:

Hạng mục đánh giá Hình thức và thời điểm kiểm tra Chuẩn đầu ra đánh giá Trọng số điểm
Kiểm tra thường xuyên Viết, thuyết trình, hỏi miệng hoặc báo cáo (sau 10 giờ học) A1, C1, C2 40% (Điểm ĐGTX hệ số 1 + Điểm ĐGĐK hệ số 2)
Kiểm tra định kỳ Viết lý thuyết và thực hành trên máy (3 cột điểm sau 20 giờ học) A1, A2, A3, B1, C1, C2 ^
Thi kết thúc mô đun Vấn đáp và thực hành gia công chi tiết mẫu (sau 60 giờ quy chuẩn) A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2 60%

Quy định tham gia: Điểm đánh giá tính theo thang điểm 10, làm tròn đến một chữ số thập phân. Sinh viên bắt buộc phải tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng giờ giảng tích hợp; nếu vắng quá 30% thời lượng thì không được dự thi và phải học lại mô đun.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Cấu trúc hóa theo mô đun nghề tích hợp: Giáo trình được xây dựng trực tiếp trên cơ sở phân tích nghề của Chương trình khung quốc gia nghề Cắt gọt kim loại. Nội dung không tách rời lý thuyết cắt gọt với thực hành máy mà lồng ghép trực tiếp từng bước tính toán thông số kỹ thuật vào quy trình thao tác trên máy tiện vạn năng.
  • Tỷ trọng thực hành chuyên sâu: Thời lượng thực hành chiếm tới $80%$ tổng chương trình (24 giờ thực hành / 30 giờ tổng số), đảm bảo người học có đủ thời gian thao tác máy, thực hiện đầy đủ các khâu từ mài dao, gá mâm cặp, gá phôi cho đến cắt thử và kiểm tra chi tiết.
  • Tiêu chuẩn hóa các thông số công nghệ và kiểm soát sai hỏng: Giáo trình lượng hóa chi tiết các thông số hình học của dao ($\gamma = 8^\circ \div 10^\circ, \alpha = 8^\circ \div 12^\circ, \varphi_1 = \varphi_2 = 1{,}5^\circ \div 2^\circ$), độ nhám mài dao ($Ra = 1{,}25,\mu\text{m}$), dung sai tiện rãnh và cắt đứt (cấp chính xác 8–10, 9–11; độ nhám cấp 4–5 với $Ra = 3{,}2 \div 6{,}3,\mu\text{m}$). Đồng thời, hệ thống hóa bảng phân loại sai hỏng và biện pháp xử lý tương ứng cho từng nguyên công.
  • Chuẩn hóa quy trình an toàn và vệ sinh công nghiệp: Đưa quy trình vệ sinh công nghiệp 4 bước (ngắt nguồn điện máy $\rightarrow$ thu gom dọn phoi $\rightarrow$ lau chùi, tra dầu bôi trơn bề mặt trượt $\rightarrow$ kiểm tra toàn diện, ngắt hệ thống làm mát/chiếu sáng) thành tiêu chí bắt buộc trong từng bài học thực hành.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên và người học:

    • Sinh viên hệ Cao đẳng và Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại, Công nghệ chế tạo máy hoặc Cơ khí chế tạo tại các cơ sở giáo dục nghề nghiệp.
    • Điều kiện tiên quyết: Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở và chuyên môn trước đó theo chương trình đào tạo, bao gồm:
      • MH07: Vẽ kỹ thuật
      • MH08: Autocad
      • MH09: Cơ lý thuyết
      • MH10: Sức bền vật liệu
      • MH11: Dung sai – Đo lường kỹ thuật
      • MH12: Vật liệu cơ khí
      • MH15: Tổ chức quản lý sản xuất
      • MĐ22: Tiện trụ ngắn, trụ bậc, tiện trụ dài ($l/d \ge 10$)

  • Giảng viên và giáo viên dạy nghề:

    • Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chính thức để biên soạn giáo án tích hợp, phân bổ thời lượng lý thuyết/thực hành, hướng dẫn quy trình thao tác mẫu và thiết kế bài kiểm tra kỹ năng nghề.

  • Kỹ thuật viên và công nhân cơ khí:

    • Sử dụng làm tài liệu tham khảo kỹ thuật xưởng để tra cứu thông số mài dao tiện rãnh/cắt đứt, quy trình căn chỉnh mâm cặp và phương pháp khắc phục lỗi bề mặt khi gia công cơ khí trên máy tiện vạn năng.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên trình độ Cao đẳng và Trung cấp chuyên ngành Cắt gọt kim loại tại các trường cao đẳng nghề, trường trung cấp và cơ sở đào tạo kỹ thuật cơ khí.

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

Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học cơ sở gồm Vẽ kỹ thuật (MH07), Autocad (MH08), Cơ lý thuyết (MH09), Sức bền vật liệu (MH10), Dung sai – Đo lường kỹ thuật (MH11), Vật liệu cơ khí (MH12), Tổ chức quản lý sản xuất (MH15) và mô đun thực hành Tiện trụ ngắn, trụ bậc, tiện trụ dài (MĐ22).

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu lý thuyết cắt gọt thuần túy?

Tài liệu tích hợp $80%$ thời lượng cho thực hành xưởng (24/30 giờ), tập trung hướng dẫn thao tác thực tế theo từng bước: kỹ thuật mài 4 mặt của dao, 3 phương pháp gá lắp mâm cặp, công thức tính chiều dài gá phôi $L_p = L_{ct} + (10 \div 15),\text{mm}$, và bảng đối chiếu trực tiếp giữa dạng sai hỏng với biện pháp khắc phục.

4. Làm sao để tự học và thực hành hiệu quả theo giáo trình?

Người học cần tổ chức học nhóm từ 2–3 người, nghiên cứu trước lý thuyết và thông số hình học của dao trước giờ học, tuân thủ nguyên tắc gá dao ngang tâm và áp dụng phương pháp cắt thử - đo kiểm bằng du xích xe dao trước khi tiến hành gia công toàn bộ chi tiết.

5. Có tài liệu bổ trợ nào được trích dẫn kèm theo giáo trình?

Giáo trình kế thừa và trích dẫn các tài liệu chuyên ngành cơ khí gồm:

  1. Kỹ thuật tiện – Trần Văn Địch (Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật).
  2. Kỹ thuật tiện – Nguyễn Quang Châu (Nhà xuất bản Thanh niên, 1999).
  3. Kỹ thuật tiện – Nguyễn Hạnh (Nhà xuất bản Trẻ, 2002).
  4. Hướng dẫn dạy tiện kim loại – Nguyễn Tiến Đạt biên dịch (Nhà xuất bản Lao động).

Kết luận

Giáo trình Mô đun: Tiện Rãnh Cắt Đứt (MĐ23) cung cấp hệ thống kiến thức kỹ thuật và quy trình thao tác gia công rãnh, cắt đứt trên máy tiện vạn năng theo đúng tiêu chuẩn công nghệ cơ khí. Tài liệu chuẩn hóa từ khâu mài sắc dao tiện, gá đặt thiết bị đến phương pháp kiểm tra đo lường kích thước sản phẩm.

Trong khung chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại, việc hoàn thành mô đun MĐ23 tạo nền tảng thao tác dao và định vị để sinh viên tiếp tục thực hiện các mô đun kỹ thuật tiện và phay nâng cao tiếp theo:

Người học có thể kết hợp nghiên cứu giáo trình này song song với các tài liệu tham khảo về kỹ thuật tiện của tác giả Trần Văn Địch, Nguyễn Quang Châu, Nguyễn Hạnh và Nguyễn Tiến Đạt để hoàn thiện năng lực thực hành nghề cắt gọt kim loại.