Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Mô đun: Tiện ren (Mã mô đun: CG7205) do Quách Thái Kỳ làm chủ biên, được biên soạn theo chương trình đào tạo của Trường Cao đẳng Nghề Sóc Trăng năm 2025. Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại và Công nghệ kỹ thuật cơ khí, môn học giữ vị trí là mô đun bắt buộc thuộc khối kiến thức và kỹ năng chuyên môn nghề dành cho trình độ Trung cấp và Cao đẳng.

Mục tiêu học tập của giáo trình xác lập theo ba chuẩn đầu ra chính:

  • Kiến thức: Người học trình bày được các thông số hình học của dao tiện ren trong và ren ngoài; nhận dạng các bề mặt, lưỡi cắt; xác định các thông số cơ bản của ren hệ mét và hệ inch.
  • Kỹ năng: Mài được dao tiện ren ngoài và trong đạt độ nhám $Ra 1{,}25$, lưỡi cắt thẳng, đúng góc độ kỹ thuật; tra bảng chọn chế độ cắt; vận hành máy tiện gia công ren trong và ren ngoài đạt cấp chính xác 7–6, độ nhám cấp 4–5; phân tích các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Thể hiện tính cẩn thận, kỷ luật khi vận hành máy công cụ và tổ chức khu vực gia công khoa học.

Cấu trúc giáo trình gồm 6 bài học được tổ chức theo trình tự logic kỹ thuật: tiếp cận từ nguyên lý tạo ren, tính toán động học máy tiện, kỹ thuật mài gá dao, đến quy trình gia công từng nhóm biên dạng ren (ren tam giác, ren vuông, ren thang) trên bề mặt ngoài và bề mặt trong. Điểm đặc thù của tài liệu là tích hợp đầy đủ công thức tính toán xích truyền động bánh răng thay thế, bảng tra thông số tiêu chuẩn và quy trình xử lý sai hỏng thực tế.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình phân chia nội dung thành 6 bài học trọng tâm:

  • Bài 1: Khái niệm chung về ren (Mã bài: CG7205-01): Khái quát nguyên lý hình thành đường ren qua chuyển động quay của phôi và chuyển động tịnh tiến của dao. Hệ thống hóa phân loại ren theo bề mặt tạo ren (trụ, côn, ngoài, trong), biên dạng (tam giác, vuông, thang, tròn), đơn vị đo (mét, inch, môđun), công dụng (ghép nối, truyền động), hướng xoắn (phải, trái) và số đầu mối. Cung cấp thông số kỹ thuật ren tam giác hệ mét (TCVN 2247-77), hệ Inch, ren ống trụ (TCVN 468189-89), ren ống côn (TCVN 46831-81), ren vuông và ren thang quốc tế $30^\circ$ (TCVN 4673-89), ren Acme $29^\circ$. Giới thiệu 3 phương pháp tiến dao (hướng kính, theo sườn ren, phối hợp); kỹ thuật dẫn dao theo đường ren cũ (thả đai ốc hai nửa cho ren chẵn, đảo chiều quay máy cho ren lẻ); công thức tính toán bộ bánh răng thay thế ($i_{tt}$) và kiểm tra điều kiện ăn khớp.
  • Bài 2: Dao tiện ren – Mài dao tiện ren (Mã bài: CG7205-02): Khảo sát cấu tạo dao làm từ thép gió, dao hàn hợp kim cứng, dao kẹp mẫu hợp kim và dao thanh đàn hồi; phân tích thông số hình học tĩnh và động (góc trước $\gamma$, góc sau chính $\alpha$, góc sau phụ $\alpha_1, \alpha_2$, góc mũi dao $\varepsilon$); ảnh hưởng của thông số dao và vật liệu đến lực cắt ($P_x, P_y, P_z$); quy trình mài và gá dao theo dưỡng.
  • Bài 3: Tiện ren tam giác ngoài (Mã bài: CG7205-03): Quy trình tiện ren chẵn, ren lẻ (sử dụng phương pháp phản hồi mau hoặc đồng hồ chỉ đầu ren); phương pháp tiện ren tam giác trên mặt côn thông qua xê dịch thân trên ụ động; kỹ thuật chia ren nhiều đầu mối (mâm phẳng có lỗ chia, vấu mâm cặp, đồng hồ chỉ đầu ren, bàn trượt trên).
  • Bài 4: Tiện ren tam giác trong: Yêu cầu kỹ thuật, phương pháp gia công ren tam giác trong một mối và nhiều đầu mối; phân tích sai hỏng và biện pháp phòng ngừa.
  • Bài 5: Tiện ren vuông – ren thang ngoài: Yêu cầu kỹ thuật, vận tốc cắt, số lần chạy dao khi tiện ren vuông và ren thang bằng dao thép gió; quy trình cắt thô, cắt tinh và kiểm tra kích thước.
  • Bài 6: Tiện ren vuông – ren thang trong: Kỹ thuật gia công lỗ ren vuông và ren thang; sử dụng kết cấu dao liền và dao chắp; phương pháp đo kiểm sản phẩm ren trong.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình trang bị nền tảng lý thuyết cơ học cắt gọt và động học máy tiện:

  • Lý thuyết động học xích truyền động: Thiết lập mối quan hệ giữa trục chính và trục vít me: $$P_n = 1 \cdot i_p \cdot i_{tt} \cdot i_{b.tiến} \cdot P_m$$ (trong đó $i_p$ là tỷ số truyền cơ cấu đảo chiều, $i_{tt}$ là bộ bánh răng thay thế, $P_m$ là bước ren trục vít me).
  • Nguyên lý hình học biên dạng ren: Góc trắc diện ren tam giác hệ mét ($60^\circ$), ren hệ Inch ($55^\circ$), ren thang quốc tế ($30^\circ$), ren Acme ($29^\circ$). Các công thức tính chiều cao lý thuyết $H$, chiều cao thực hành $h$, đường kính đỉnh, đường kính chân và đường kính trung bình ($d_2 = D_2 = D - 0{,}6495P$).
  • Nguyên lý ma sát và lực cắt: Phân tích sự biến đổi của các thành phần lực cắt $P_x, P_y, P_z$ theo góc nghiêng chính $\varphi$, góc trước $\gamma$, bán kính mũi dao $r$ và ảnh hưởng của dung dịch bôi trơn làm nguội.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác mài dao tiện ren đạt góc độ chính xác theo dưỡng và đạt độ nhám bề mặt $Ra 1{,}25$; gá dao đúng tâm máy ($L < 1{,}5H$); tính toán và lắp ráp bộ bánh răng thay thế với các bánh răng có số răng từ 20 đến 120 (bội số của 5) cùng bánh phụ $Z = 127$; vận hành tiện ren đạt cấp chính xác 7–6, độ nhám cấp 4–5.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích tỷ số $\frac{P_m}{P_n}$ để xác định ren chẵn hay ren lẻ; tính toán số vạch ($V_n = V \cdot n$) và số răng ($Z$) của đồng hồ chỉ đầu ren khi tiện ren nhiều mối; xác định nguyên nhân gây lỗi profin hoặc vỡ ren.
  • Năng lực thực tế (Practical competencies): Thực hiện quy trình "đuổi bước ren" khi thay dao hoặc tháo phôi giữa chừng; hiệu chỉnh độ dịch ngang ụ động khi tiện côn; kiểm tra biên dạng bằng dưỡng ren, panme và calíp ren vòng.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp sư phạm kỹ thuật kết hợp giữa thuyết giảng nguyên lý và thực hành thao tác định lượng:

  • Phương pháp tiếp cận sư phạm: Cấu trúc bài học dẫn dắt từ giải thích hiện tượng động học, phân tích công thức, đến quy trình thao tác từng bước (step-by-step). Mỗi nội dung lý thuyết đều có bảng số liệu và hình vẽ kỹ thuật minh họa trực quan.
  • Hệ thống bài tập tính toán và tình huống gia công: Giáo trình cung cấp bài tập tính toán bánh răng thay thế cho cả trường hợp lắp 2 bánh răng và 4 bánh răng (ví dụ: gia công ren $P_n = 4,\text{mm}$, $P_n = 3{,}25,\text{mm}$ trên máy có vít me $P_m = 6,\text{mm}, 12,\text{mm}$); bài tập tính toán vạch đồng hồ chỉ đầu ren cho chi tiết nhiều đầu mối ($M20 \times 2{,}5 \times 2$, ren 3 đầu mối, ren 4 đầu mối).
  • Quy trình thực hành tiêu chuẩn: Hướng dẫn thực hành tại xưởng được chuẩn hóa thành chuỗi thao tác:
    1. Chuẩn bị máy, dụng cụ, vật tư;
    2. Gá phôi trên hai mũi tâm hoặc mâm cặp tốc;
    3. Gá dao thô và dao tinh theo dưỡng;
    4. Lấy chiều sâu cắt qua du xích bàn trượt ngang;
    5. Cắt thử đường ren mờ để kiểm tra bước ren;
    6. Tiện thô và tiện tinh với lát cắt không tải ($t = 0$) để làm nhẵn bề mặt.
  • Phương pháp đánh giá: Đánh giá kết quả học tập thông qua sản phẩm tiện thực tế dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật: độ đúng bước ren, tính đối xứng của profin, đường kính đỉnh/chân ren, cấp chính xác kích thước (cấp 7–6) và độ bóng bề mặt ren (độ nhám cấp 4–5).
  • Chỉ dẫn tự học: Học viên dựa vào bảng tra số lần chạy dao và vận tốc cắt (m/phút) của thép gió đối với từng loại vật liệu (thép cacbon kết cấu, thép hợp kim, gang, đồng) để tự lập tiến trình công nghệ gia công chi tiết ren.

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình phản ánh các đặc điểm kỹ thuật mang tính thực tiễn cao:

  • Kế thừa và chuẩn hóa tài liệu: Nội dung biên soạn dựa trên cơ sở chọn lọc từ các giáo trình đại học, cao đẳng kỹ thuật cơ khí, cập nhật theo chương trình đào tạo nghề của Trường Cao đẳng Nghề Sóc Trăng năm 2025.
  • Áp dụng đồng bộ Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN): Mọi thông số kích thước và dung sai đều viện dẫn trực tiếp từ các tiêu chuẩn hiện hành: TCVN 2247-77 đối với ren tam giác hệ mét bước lớn và bước nhỏ; TCVN 468189-89 cho ren ống hình trụ; TCVN 46831-81 cho ren ống hình côn (với góc dốc mặt côn $1^\circ 47' 24''$); TCVN 4673-89 cho ren thang quốc tế một đầu mối.
  • Giải quyết các bài toán sản xuất phức tạp: Cung cấp phương pháp tính toán xích truyền động khi tiện các bước ren không có sẵn trong bảng hướng dẫn của máy tiện cơ; ứng dụng bánh răng đặc thù $Z = 127$ để tiện ren hệ Inch trên máy tiện sử dụng vít me hệ mét; kỹ thuật chia đầu ren bằng đồng hồ chỉ đầu ren giúp tăng năng suất khi không cần dừng trục chính.
  • Dữ liệu thực nghiệm gia công: Bổ sung các bảng tra cứu thông số thực hành gia công ren vuông bằng thép gió: quy định số lần chạy dao thô/tinh theo từng dải bước ren (từ bước 3–4 mm đến 20 mm) và bảng vận tốc cắt tương ứng theo chiều sâu gia công.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được biên soạn phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể:

  • Học sinh, sinh viên: Áp dụng cho học sinh, sinh viên trình độ Trung cấp và Cao đẳng thuộc các ngành Cắt gọt kim loại, Công nghệ kỹ thuật cơ khí trong giai đoạn học tập các mô đun chuyên môn nghề bắt buộc.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các bài học cơ sở về an toàn lao động trong xưởng cơ khí, kỹ thuật tiện mặt trụ ngoài, tiện mặt đầu, kỹ thuật xê dịch ụ động khi tiện côn, kỹ năng sử dụng các dụng cụ đo kiểm cơ khí (thước cặp, panme, dưỡng đo góc, calíp).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm giáo trình giảng dạy chuẩn cho mô đun CG7205, làm căn cứ thiết kế bài giảng tích hợp giữa lý thuyết công nghệ và bài tập thực hành tiện ren tại xưởng gia công.
  • Tài liệu tham khảo sản xuất: Cung cấp công thức tính toán bánh răng thay thế, bảng tra bước ren tiêu chuẩn và quy trình xử lý sai hỏng ren cho kỹ thuật viên, thợ tiện đang làm việc tại các xưởng cơ khí chế tạo máy.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được xây dựng trực tiếp cho học sinh, sinh viên hệ trung cấp, cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại, Công nghệ kỹ thuật cơ khí và những thợ cơ khí cần tài liệu tra cứu quy trình tiện ren trên máy tiện vạn năng.

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

Người học cần nắm vững kỹ năng vận hành máy tiện cơ bản (tiện trụ ngoài, tiện côn bằng xê dịch ụ động), kỹ thuật gá đặt chi tiết trên mâm cặp và hai mũi tâm, kỹ năng sử dụng dụng cụ đo cơ khí và khả năng đọc bản vẽ chi tiết máy.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu lý thuyết khác là gì?

Giáo trình tập trung vào việc hướng dẫn thực hành và giải quyết các vấn đề kỹ thuật tại hiện trường, bao gồm: công thức tính toán và điều kiện ăn khớp của bộ bánh răng thay thế khi gặp bước ren ngoài bảng máy, kỹ thuật "đuổi bước ren" khi thay dao gãy, và phương pháp phân vạch trên đồng hồ chỉ đầu ren để tiện ren nhiều mối.

4. Làm sao để tự học và ứng dụng giáo trình hiệu quả?

Học viên nên kết hợp việc nắm vững công thức hình học của từng loại ren với việc giải các bài tập tính toán xích truyền động bánh răng; sau đó đối chiếu quy trình thao tác (từ gá dao theo dưỡng, lấy chiều sâu cắt, kiểm tra bằng đường ren mờ đến tiện tinh không tải) trực tiếp trên máy tiện.

5. Giáo trình có cung cấp các bảng thông số kỹ thuật tra cứu không?

Có. Giáo trình tích hợp hệ thống bảng tra cứu đầy đủ: bảng đường kính và bước ren hệ mét theo TCVN 2247-77, bảng kích thước ren hệ Inch, bảng ren ống trụ và ren ống côn, bảng số lần chạy dao và bảng vận tốc cắt khi tiện ren vuông bằng dao thép gió.

Kết luận

Giáo trình Mô đun: Tiện ren (Mã môn học: CG7205) cung cấp hệ thống kiến thức lý thuyết cơ sở và quy trình công nghệ gia công hoàn chỉnh các mối ghép ren tam giác và ren truyền động (ren vuông, ren thang). Lộ trình học tập đề xuất cho người học bao gồm:

  1. Nắm vững thông số hình học ren và nguyên lý tính toán xích truyền động bánh răng thay thế (Bài 1);
  2. Rèn luyện kỹ thuật mài dao đạt độ nhám $Ra 1{,}25$ và gá dao theo dưỡng (Bài 2);
  3. Thực hành tiện ren tam giác ngoài, ren côn, ren nhiều đầu mối (Bài 3) và tiện ren tam giác trong (Bài 4);
  4. Hoàn thiện kỹ năng gia công ren truyền động vuông và thang trên bề mặt ngoài và trong (Bài 5 và Bài 6).

Tài liệu kế thừa có chọn lọc các tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam (TCVN) và tài liệu đào tạo chuyên ngành cơ khí chế tạo, đóng vai trò tài liệu giảng dạy và tra cứu định lượng phục vụ công tác đào tạo nghề cắt gọt kim loại.