Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Tiện ren truyền động (Mã số mô đun: MĐ 28) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại ở trình độ Cao đẳng. Giáo trình được biên soạn bởi Tổ Cắt gọt kim loại, Khoa Cơ khí, Trường Cao đẳng Cơ điện xây dựng Việt Xô dưới sự chủ biên của tác giả Nguyễn Mai Khang và đồng tác giả Phạm Công Kiên, ban hành theo Quyết định số 854/QĐ-CĐVX-ĐT ngày 06 tháng 09 năm 2018 của Hiệu trưởng nhà trường.

                    CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO CẮT GỌT KIM LOẠI
Các môn học cơ sở & MĐ21, 22, 25, 27                     MÔ ĐUN 28: TIỆN REN TRUYỀN ĐỘNG
(Tiện cơ bản, ren tam giác, dung sai)                    (120 giờ: 12 LT - 104 TH - 4 KT)
                         GIA CÔNG REN VUÔNG (Bài 1-3)                              GIA CÔNG REN THANG (Bài 4-6)
                         - MĐ 28.01: Dao tiện ren vuông                            - MĐ 28.04: Dao tiện ren thang
                         - MĐ 28.02: Tiện ren vuông ngoài                          - MĐ 28.05: Tiện ren thang ngoài
                         - MĐ 28.03: Tiện ren vuông trong                          - MĐ 28.06: Tiện ren thang trong

Về vị trí trong chương trình đào tạo, mô đun MĐ 28 được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và các mô đun kỹ năng tiện cơ bản gồm MĐ 21, MĐ 22, MĐ 25 và MĐ 27. Mô đun có tổng thời lượng 120 giờ, bao gồm 12 giờ lý thuyết, 104 giờ thực hành và 4 giờ kiểm tra đánh giá.

Mục tiêu học tập của giáo trình tập trung vào việc hình thành năng lực gia công hai loại ren truyền động cơ bản: ren vuông và ren hình thang (bao gồm cả ren ngoài và ren trong). Kết thúc mô đun, người học có khả năng:

  • Trình bày thông số hình học và quy trình mài dao tiện ren vuông, ren thang ngoài và trong đạt độ nhám $Ra \le 1{,}25,\mu\text{m}$.
  • Tính toán và thiết lập xích truyền động, bộ bánh răng thay thế trên máy tiện để cắt các bước ren tiêu chuẩn và phi tiêu chuẩn.
  • Vận hành máy tiện để gia công ren vuông và ren thang đạt cấp chính xác 7–6, độ nhám bề mặt cấp 4–5 ($Rz20 - Rz40$), đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định an toàn lao động.

Giáo trình được thiết kế theo cách tiếp cận tích hợp giữa lý thuyết chuyên môn và bài tập thực hành ứng dụng, lấy quy trình công nghệ gia công chi tiết thực tế làm trục phát triển nội dung.

Nội dung kiến thức cốt lõi

================================================================================
                    CẤU TRÚC PHÂN PHỐI NỘI DUNG MÔ ĐUN MĐ 28
================================================================================
 Mã bài   Tên bài học                 Tổng số  Lý thuyết  Thực hành  Kiểm tra
 MĐ 28.01 Dao tiện ren vuông            8h        2h         6h        0h
 MĐ 28.02 Tiện ren vuông ngoài         32h        2h        29h        1h
 MĐ 28.03 Tiện ren vuông trong         24h        2h        21h        1h
 MĐ 28.04 Dao tiện ren thang            8h        2h         6h        0h
 MĐ 28.05 Tiện ren thang ngoài         24h        2h        21h        1h
 MĐ 28.06 Tiện ren thang trong         24h        2h        21h        1h
 TỔNG CỘNG                            120h       12h       104h        4h
================================================================================

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân chia thành 6 bài học theo cấu trúc logic từ chế tạo/mài dụng cụ cắt đến kỹ thuật gia công chi tiết ngoài và trong:

  • Bài 1: Dao tiện ren vuông (MĐ 28.01 - 8 giờ): Cấu tạo dao thanh thép gió (HSS) và dao gắn mảnh hợp kim cứng; thông số hình học trạng thái tĩnh (góc trước $\gamma = 0^\circ$ khi tiện tinh, $\gamma = 4^\circ \div 6^\circ$ khi tiện thô; góc sau chính $\alpha = 4^\circ \div 8^\circ$; góc sau phụ $\alpha_1 = \alpha_2 = 3^\circ \div 5^\circ$); chiều rộng lưỡi cắt $B = \frac{1}{2}P + (0{,}01 \div 0{,}04),\text{mm}$ (tiện tinh) hoặc nhỏ hơn nửa bước ren $0{,}3 \div 0{,}6,\text{mm}$ (tiện thô); quy trình mài mặt sau chính, hai mặt sau phụ và kiểm tra bằng dưỡng.
  • Bài 2: Tiện ren vuông ngoài (MĐ 28.02 - 32 giờ): Ký hiệu và kích thước ren vuông ($V$, đường kính đỉnh $d$, đáy $D_4$, khe hở $z$); các phương pháp lấy chiều sâu cắt (tiến dao ngang, tiến dao dọc phụ bằng bàn trượt trên); công thức tính toán xích truyền động bánh răng thay thế ($i_t = \frac{Z_1}{Z_2}\cdot\frac{P_c}{P_b}$ đối với ren hệ mét); kỹ thuật tiện ren chẵn, ren lẻ, ren phải và ren trái; quy trình gia công mẫu ren vuông ngoài $V30 \times 6$.
  • Bài 3: Tiện ren vuông trong (MĐ 28.03 - 24 giờ): Đặc điểm gia công lỗ ren kín và hở; lựa chọn dao tiện lỗ cán liền hoặc cán lắp; điều chỉnh chế độ cắt giảm 20%–30% so với tiện ngoài nhằm hạn chế rung động; quy trình tiện ren vuông trong $V24 \times 6$ và $V30 \times 6$.
  • Bài 4: Dao tiện ren thang (MĐ 28.04 - 8 giờ): Cấu tạo dao định hình hình thang cân có góc profil $\epsilon = 30^\circ$; góc sau chính $\alpha = 4^\circ \div 8^\circ$; góc sau phụ $\alpha_1, \alpha_2 = 8^\circ \div 12^\circ$; kỹ thuật mài và kiểm tra profil dao theo các rãnh chuẩn trên dưỡng mài.
  • Bài 5: Tiện ren thang ngoài (MĐ 28.05 - 24 giờ): Ký hiệu ren $Th$, góc đỉnh $30^\circ$, dải bước ren tiêu chuẩn $P = 1{,}5 \div 48,\text{mm}$, đường kính danh nghĩa $d = 8 \div 640,\text{mm}$; các công thức tính kích thước ($H = 1{,}868P$, $h_1 = 0{,}5P + Z$, $d_2 = d - 0{,}5P$, $d_4 = d - (P + 2Z)$); ba phương pháp lấn dao (lấn dao ngang, lấn dao nghiêng góc $15^\circ$ bằng ổ dao trên, lấn dao phối hợp); tính toán bộ bánh răng thay thế có bánh răng đặc biệt $Z=127$ khi cắt ren hệ Anh.
  • Bài 6: Tiện ren thang trong (MĐ 28.06 - 24 giờ): Công nghệ tiện ren thang trong lỗ; kết cấu dao chắp và dao liền; quy trình gia công ren đai ốc truyền động.
                    QUY TRÌNH HỌC TẬP TÍCH HỢP CHO MỖI LOẠI REN

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình trang bị hệ thống kiến thức cơ sở công nghệ chế tạo máy chuyên sâu:

  • Lý thuyết dụng cụ cắt định hình: Bản chất góc độ dao khi gá đặt (ngang tâm, cao hơn tâm, thấp hơn tâm); sự thay đổi góc sau làm việc do ảnh hưởng của góc nâng ren ($\omega$), quy định mài góc sau phụ $\alpha_1 = \alpha + 3^\circ$ đối với ren có bước $P \ge 6,\text{mm}$.
  • Hệ thống thông số hình học ren truyền động: Cơ sở tính toán profin ren vuông (ren phi tiêu chuẩn dùng cho trục vít máy ép, vít tải) và ren thang (tiêu chuẩn hóa theo TCVN, áp dụng cho vít me máy công cụ theo Bảng 4-23).
  • Động học máy cắt kim loại: Cơ chế đồng bộ giữa chuyển động quay của trục chính ($n$) và chuyển động tịnh tiến của trục vít me ($P_m$) qua xích truyền động:

$$P_n = P_m \cdot n_{\text{vítme}} = P_m \cdot i$$

Phương pháp tính toán tỷ số truyền $i_t = \frac{Z_C}{Z_B}$ và kiểm tra điều kiện ăn khớp tránh chạm trục:

$$Z_{C1} + Z_{B1} \ge Z_{C2} + (15 \div 20),\text{răng}$$

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng cơ khí chuẩn bị: Mài sắc dao tiện thép gió và hợp kim trên máy mài hai đá đạt độ phẳng các mặt sau, lưỡi cắt thẳng, đúng góc profil $0^\circ$ (ren vuông) và $30^\circ$ (ren thang); gá đặt dao ngang tâm máy bằng dưỡng và mũi tâm.
  • Kỹ năng vận hành máy tiện: Thiết lập tốc độ cắt phù hợp theo vật liệu (thép bằng dao HSS: $V = 20 \div 35,\text{m/ph}$, hợp kim: $V = 100 \div 150,\text{m/ph}$; gang bằng dao HSS: $V = 10 \div 15,\text{m/ph}$, hợp kim: $V = 40 \div 60,\text{m/ph}$); thực hiện các phương pháp tiến dao đơn và phối hợp; đóng/mở đai ốc hai nửa chính xác khi tiện ren chẵn và xử lý đảo chiều trục chính khi tiện ren lẻ.
  • Kỹ năng đo kiểm và xử lý kỹ thuật: Sử dụng thước cặp, thanh đo sâu, dưỡng profil trụ và trục ren chuẩn để đánh giá chất lượng; nhận diện và khắc phục 6 dạng sai hỏng đặc trưng (sai bước ren, ren chưa đủ chiều sâu, đáy ren không song song tâm, sườn ren không vuông góc, vỡ bước ren/cháy ren, độ bóng không đạt).

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình đào tạo nghề tích hợp (kết hợp bài giảng lý thuyết công nghệ với luyện tập kỹ năng thao tác ngay tại xưởng thực hành). Cấu trúc mỗi bài học bao gồm: mục tiêu bài học, nội dung lý thuyết kỹ thuật, bảng hướng dẫn thực hành (phiếu luyện tập từng bước có sơ đồ gá đặt và yêu cầu kỹ thuật đi kèm), bài tập thực hành mẫu và bảng tiêu chí đánh giá kết quả.

                           HỆ THỐNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP

Phương pháp đánh giá kết quả học tập được quy chuẩn bằng bảng điểm chi tiết với ba nhóm tiêu chí trọng số:

$$\text{Điểm tổng hợp} = (\text{Kiến thức} \times 0{,}3) + (\text{Kỹ năng} \times 0{,}5) + (\text{Thái độ} \times 0{,}2)$$

Trong đó:

  • Kiến thức (hệ số 0,3): Đánh giá qua vấn đáp hoặc làm bài tự luận (2,5 điểm cho mỗi tiêu chí: trình bày các bước mài/tiện, thông số dao, phương pháp gá lắp và phân tích nguyên nhân sai hỏng).
  • Kỹ năng (hệ số 0,5): Đánh giá trực tiếp qua quan sát thao tác chuẩn bị, kỹ năng vận hành máy, mức độ thành thạo và kết quả đo kiểm sản phẩm gia công (đúng bước ren: 2 điểm, đúng kích thước: 2 điểm, độ nhẵn bề mặt: 1 điểm).
  • Thái độ (hệ số 0,2): Đánh giá tác phong công nghiệp (đi học đúng giờ, không vi phạm nội quy, bố trí vị trí làm việc, tính cẩn thận, làm việc nhóm) và tuân thủ an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp (sử dụng bảo hộ lao động, thao tác an toàn với thiết bị máy móc, vệ sinh máy và thu dọn phoi tiện).

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Cấu trúc tích hợp xưởng tiện thực tế: Toàn bộ hệ thống bài tập thực hành được xây dựng trực tiếp trên các dòng máy tiện công cụ phổ biến trong hệ thống đào tạo kỹ thuật (máy tiện T616, máy tiện T6M16). Giáo trình đính kèm bảng tra cứu thông số bánh răng truyền động và xích cắt ren của máy tiện T6M16 với các bước ren hệ mét từ $0{,}5 \div 1{,}75,\text{mm}$ và ren hệ Anh.
                    BẢNG TRA XÍCH TRUYỀN ĐỘNG MÁY TIỆN T6M16 (TRÍCH DẪN)
  • Chuẩn hóa thông số kích thước hình học: Giáo trình tích hợp Bảng tra cứu 4-23 chi tiết về kích thước cơ bản của ren hình thang với 14 cấp bước ren ($P = 1{,}5; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20; 24; 32; 40; 48,\text{mm}$), cung cấp chính xác các thông số chiều sâu ren ($H_1$), chiều cao làm việc ($H_2$), khe hở đáy ($Z$) và bán kính góc lượn ($R_2$).
  • Giải thuật tính toán bánh răng thay thế chi tiết: Đưa ra phương pháp tính toán và thử lại tỉ số truyền cho các trường hợp: lắp 1 cặp bánh răng, 2 cặp bánh răng, và trường hợp sử dụng bánh răng đặc biệt $Z=127$ khi gia công ren hệ Anh ($n$ ren/inch) trên máy tiện có trục vít me hệ mét ($P_m = 6,\text{mm}$), bao gồm cả giải pháp hoán vị bánh răng chủ động/bị động khi không thỏa mãn điều kiện ăn khớp chạm trục.
  • Hệ thống bản vẽ chi tiết và phiếu công nghệ: Cung cấp bản vẽ kỹ thuật chi tiết của các bài tập ứng dụng như trục ren vuông $V30 \times 6$ (dung sai then, rãnh thoát dao $8 \times 3{,}2$, vát mép $3 \times 45^\circ$, độ nhẵn $Rz20$) và đai ốc ren vuông $V24 \times 6$, $V30 \times 6$ (dung sai lỗ then $24^{+0{,}05}$, độ nhẵn $Rz20$).

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên chuyên ngành Cắt gọt kim loại hệ Cao đẳng: Giáo trình được thiết kế làm tài liệu học tập và thực hành trực tiếp tại xưởng cho sinh viên học kỳ chuyên ngành tiện nâng cao.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở cơ khí (Hình họa - Vẽ kỹ thuật, Dung sai đo lường, Vật liệu cơ khí) và các mô đun kỹ năng nghề cơ bản gồm MĐ 21, MĐ 22, MĐ 25, MĐ 27 (kỹ năng mài dao tiện cơ bản, tiện mặt trụ ngoài, tiện lỗ, tiện ren tam giác hệ mét và hệ inch).
  • Giảng viên dạy nghề: Tài liệu cung cấp cơ sở để xây dựng giáo án tích hợp, phân bổ thời gian giảng dạy lý thuyết và tổ chức các bài tập rèn luyện kỹ năng thực hành, đồng thời cung cấp bảng tiêu chí đánh giá kỹ năng nghề theo định lượng.
  • Kỹ thuật viên cơ khí và thợ tiện: Sử dụng tài liệu để tra cứu thông số hình học ren truyền động, quy trình mài góc độ dao và các bước tính toán thiết lập xích truyền động khi tiện các bước ren phi tiêu chuẩn trên máy tiện vạn năng.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được biên soạn phục vụ đào tạo sinh viên trình độ Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại, đồng thời là tài liệu tham khảo cho giảng viên chuyên ngành cơ khí và công nhân kỹ thuật gia công kim loại trên máy công cụ.

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

Người học cần hoàn thành các học phần cơ sở kỹ thuật và các mô đun MĐ 21, MĐ 22, MĐ 25, MĐ 27; nắm vững kỹ năng đọc bản vẽ cơ khí, sử dụng dụng cụ đo (thước cặp, panme, dưỡng), hiểu biết về dung sai lắp ghép và thành thạo thao tác vận hành máy tiện cơ bản (tiện trụ ngoài, tiện lỗ, tiện ren tam giác).

3. Điểm khác biệt giữa ren vuông và ren thang trong giáo trình là gì?

Ren vuông (ký hiệu $V$) có profil hình vuông, góc nghiêng sườn $0^\circ$, hiệu suất truyền động cao nhưng khó gia công, khó khử khe hở khi mòn và không tiêu chuẩn hóa hoàn toàn. Ren thang (ký hiệu $Th$) có profil hình thang cân góc đỉnh $30^\circ$, được tiêu chuẩn hóa theo kích thước danh nghĩa và bước ren, chịu lực tải hai chiều tốt, dễ gia công hơn bằng phương pháp lấn dao nghiêng và cho phép khử khe hở truyền động qua đai ốc điều chỉnh.

                    SO SÁNH THÔNG SỐ CƠ BẢN: REN VUÔNG VÀ REN THANG

4. Làm sao để tự học và rèn luyện kỹ năng trong giáo trình hiệu quả?

Cần nghiên cứu kỹ sơ đồ động học và bảng tra bước ren trên máy tiện; luyện tập tính toán thành thạo công thức bộ bánh răng thay thế ($i_t$) trước khi thao tác máy; tuân thủ đúng trình tự mài dao theo dưỡng kiểm tra góc độ; và thực hiện cắt thử một đường mờ trên phôi để kiểm tra bước xoắn trước khi tiến hành cắt gọt chính thức.

5. Giáo trình có tài liệu bổ trợ nào đi kèm?

Giáo trình cung cấp hệ thống bản vẽ chi tiết gia công mẫu, các phiếu hướng dẫn luyện tập từng bước (phiếu công nghệ), bảng tra kích thước ren hình thang tiêu chuẩn (Bảng 4-23), bảng thông số xích truyền động máy tiện T6M16 và bảng tiêu chí rubric chấm điểm 3 phần (Kiến thức - Kỹ năng - Thái độ).

Kết luận

Giáo trình Tiện ren truyền động (MĐ 28) của Trường Cao đẳng Cơ điện xây dựng Việt Xô hệ thống hóa toàn bộ quy trình công nghệ gia công các loại ren truyền lực và truyền chuyển động (ren vuông, ren thang ngoài và trong) trên máy tiện vạn năng. Giá trị cốt lõi của tài liệu nằm ở việc chuẩn hóa mối quan hệ giữa thông số hình học dụng cụ cắt định hình, động học xích truyền động máy công cụ và quy trình gia công cơ khí thực tế.

Lộ trình học tập được thiết kế mạch lạc: từ kỹ thuật chuẩn bị và mài sắc dao $\rightarrow$ tính toán xích truyền động máy $\rightarrow$ gia công ren ngoài $\rightarrow$ gia công ren trong $\rightarrow$ đo kiểm và phòng ngừa sai hỏng sản phẩm. Người học và người đọc có thể sử dụng giáo trình kết hợp với các tài liệu tham khảo chuyên ngành cắt gọt kim loại, sổ tay công nghệ chế tạo máy và hệ thống máy tiện công cụ tại xưởng để hoàn thiện kỹ năng nghề nghiệp.