Giáo Trình Mô Đun Tiện Ren Truyền Động (MĐ 27)

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Giáo trình mô đun Tiện Ren Truyền Động (mã số MĐ 27) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề bắt buộc thuộc chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại ở trình độ Cao đẳng nghề. Tài liệu do tập thể giảng viên Khoa Cơ khí thuộc Trường Cao đẳng Nghề Cần Thơ biên soạn, với sự chủ biên của tác giả Trần Thanh Điền cùng tác giả Trần Quân Em, được ban hành chính thức vào ngày 07 tháng 07 năm 2018 theo chương trình khung của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội. Trong phân phối chương trình, mô đun được bố trí sau khi người học đã hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và mô đun chuyên môn tiên quyết bao gồm MH07, MH09, MH10, MH11, MH12, MH15, MĐ22, MĐ23 (trong đó có nội dung tiện ren tam giác) và MĐ31.

Mục tiêu học tập của giáo trình tập trung trang bị cho người học hệ thống kiến thức về thông số hình học của ren vuông, ren thang và dao tiện; nguyên lý cắt gọt và xích truyền động trên máy tiện vạn năng. Về kỹ năng, người học được rèn luyện năng lực mài dao tiện thép gió đạt độ nhám Ra 1.25, tính toán và lắp ráp bộ bánh răng thay thế, vận hành máy tiện để gia công ren vuông và ren thang đạt cấp chính xác 7–6, độ nhám cấp 4–5, đồng thời nhận diện và xử lý các dạng sai hỏng.

Cấu trúc giáo trình gồm 7 bài học với tổng thời lượng 105 giờ, phân bổ thành 15 giờ lý thuyết, 87 giờ thực hành và 3 giờ kiểm tra. Nội dung được tiếp cận theo phương thức đào tạo dựa trên năng lực thực hiện, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết tính toán động học và thực hành thao tác máy. Điểm đặc thù của giáo trình là sự đóng góp chuyên môn thực tế từ Công ty Cơ khí điện máy Cần Thơ và Công ty Cơ khí Thế Dân, giúp nội dung gia công bám sát điều kiện sản xuất cơ khí thực tế.

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai tuần tự qua 7 bài học với tính logic chặt chẽ:

  • Bài 1: Khái niệm chung về ren vuông và ren thang (Thời lượng: 1 giờ lý thuyết): Khái quát công dụng truyền chuyển động của ren vuông và ren thang. Cung cấp các công thức tính kích thước ren vuông ngoài ($d_1, d_3, h_3, L_1, L_2$) và ren vuông trong ($D_1, D_4, H_4$). Trình bày thông số ren thang một mối theo tiêu chuẩn TCVN 4673-89 (ren quốc tế góc đỉnh $30^\circ$) và ren thang Ácme (góc đỉnh $29^\circ$). Phân tích xích truyền động giữa trục chính và trục vít me qua đai ốc hai nửa; cung cấp công thức tính tỷ số truyền bánh răng thay thế ($i_{tt}$) và kiểm tra điều kiện ăn khớp chống chạm trục.
  • Bài 2: Dao tiện ren vuông – Mài dao tiện ren vuông (Thời lượng: 8 giờ: 3 lý thuyết, 4 thực hành, 1 kiểm tra): Cấu tạo dao thanh tiện ren ngoài và dao chắp tiện ren trong bằng thép gió. Thông số hình học tĩnh gồm góc thoát $\gamma = 5^\circ$ khi tiện thô, $\gamma = 0^\circ$ khi tiện tinh; góc sát chính $\alpha = 10^\circ \div 12^\circ$; góc sát phụ $\alpha_1 = 2^\circ \div 3^\circ$. Xác định góc nâng của ren $\mu$ để mài bù góc sát phụ phía hướng xoắn $\alpha_{1\text{ xoắn}} = \alpha + \mu$; kỹ thuật mài góc mũi dao $\varepsilon = 60^\circ$ và phương pháp mài vát mặt thoát.
  • Bài 3: Dao tiện ren thang – Mài dao tiện ren thang (Thời lượng: 8 giờ: 2 lý thuyết, 6 thực hành): Cấu tạo dao liền và dao chắp. Cách tính bề rộng lưỡi cắt chính $B = 0.366P$ khi $P < 5\text{ mm}$; góc mũi dao $\varepsilon = 30^\circ$ hoặc $29^\circ$; góc sát chính $\alpha = 8^\circ \div 15^\circ$; góc sát phụ $\alpha_1 = 2^\circ \div 3^\circ$. Kỹ thuật mài kiểm tra bằng dưỡng đạt độ nhám Ra 1.25.
  • Bài 4: Tiện ren vuông ngoài (Thời lượng: 24 giờ: 3 lý thuyết, 21 thực hành): Quy trình công nghệ gia công chi tiết ren vuông: tiện mặt đầu, khoan tâm, tiện trụ ngoài, tiện rãnh thoát dao; kỹ thuật gá dao đúng tâm phôi; thiết lập chế độ cắt (tốc độ quay trục chính $n = 70 \div 110\text{ vòng/phút}$, bước tiến $S = P$); phân bổ chiều sâu cắt thô ($t_1 = 0.1\text{ mm}$), tiện tinh ($t_1 = 0.05\text{ mm}, t_2 = 0\text{ mm}$); phân tích nguyên nhân và cách phòng ngừa sai hỏng sườn ren, gãy ren.
  • Bài 5: Tiện ren vuông trong (Thời lượng: 24 giờ: 2 lý thuyết, 21 thực hành, 1 kiểm tra): Kỹ thuật tiện lỗ trước khi cắt ren ($D_1 = d - P$); gá dao tiện lỗ bậc; quy tắc giảm 25% vận tốc cắt và tăng số lần chạy dao gấp 2 đến 3 lần so với tiện ngoài; kiểm tra bước ren bằng dưỡng và trục kiểm chuẩn.
  • Bài 6: Tiện ren thang ngoài (Thời lượng: 20 giờ: 2 lý thuyết, 17 thực hành, 1 kiểm tra): Kỹ thuật gá phôi trên hai mũi tâm cặp tốc; gá dao bằng dưỡng bảo đảm đường phân giác góc mũi dao vuông góc với đường tâm chi tiết; kỹ thuật lấy chiều sâu cắt theo hướng kính hoặc mở sườn; kiểm tra độ côn và độ bóng bề mặt.
  • Bài 7: Tiện ren thang trong (Thời lượng: 20 giờ: 2 lý thuyết, 18 thực hành): Gia công ren thang lỗ trong; kiểm soát độ không vuông góc giữa sườn ren và tâm lỗ $\le 0.05\text{ mm}$, độ không đồng tâm với mặt ngoài $\le 0.1\text{ mm}$.

Progression logic của giáo trình đi từ cơ sở tính toán lý thuyết và động học (Bài 1), chuyển tiếp sang chuẩn bị và chế tạo dụng cụ cắt (Bài 2, 3), tiến hành gia công ren ngoài (Bài 4, 6), và hoàn thiện kỹ năng trên các bề mặt ren trong phức tạp (Bài 5, 7).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng trên ba khối kiến thức cơ bản: lý thuyết tạo hình ren bằng phương pháp tiện cắt gọt (mối quan hệ giữa chuyển động quay của phôi và chuyển động tịnh tiến của dao qua trục vít me); nguyên lý ma sát và biến dạng góc cắt trong quá trình gia công ren có bước xoắn lớn (sự thay đổi góc thoát thực tế $\gamma$ và góc sát $\alpha$ theo hướng xoắn); và hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật mối ghép ren theo TCVN 4673-89.

Kỹ năng phát triển

Người học được rèn luyện nhóm kỹ năng kỹ thuật gồm: vận hành máy tiện vạn năng, gá đặt phôi trên mâm cặp và hai mũi tâm, mài dao tiện thép gió trên máy mài 2 đá; kỹ năng phân tích: tính toán tỷ số truyền xích động, phân tích phân số xấp xỉ khi tiện ren hệ Anh hoặc khi máy thiếu bánh răng; kỹ năng thực hành nghề nghiệp: thao tác đóng mở đai ốc hai nửa, sử dụng dưỡng kiểm ren, thước cặp đo sâu, panme và dưỡng kiểm tra dung sai lắp ghép.

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp giữa lý thuyết chuyên môn và thực hành nghề nghiệp. Quá trình đào tạo diễn ra trực tiếp tại phòng học chuyên môn hóa kết hợp nhà xưởng, nơi trang bị đồng bộ máy chiếu, bảng phấn, máy tiện vạn năng, máy mài hai đá và hệ thống dụng cụ gia công cắt gọt.

Phương pháp sư phạm chủ đạo đối với giảng viên là phương pháp đàm thoại nhằm củng cố khả năng ghi nhớ thông số kỹ thuật của sinh viên. Trong các buổi thực hành xưởng (chiếm 87 trên tổng số 105 giờ), giảng viên áp dụng quy trình 4 bước: chuẩn bị vật tư thiết bị, thao tác mẫu trực quan, tổ chức cho một sinh viên làm thử dưới sự quan sát của tập thể để nhận xét, sau đó hướng dẫn toàn lớp thực hành độc lập kết hợp uốn nắn và sửa sai trực tiếp tại vị trí máy.

Hệ thống bài tập bao gồm bài tập tính toán bộ bánh răng thay thế trên các tình huống kỹ thuật cụ thể:

  1. Tiện ren có $P_n = 4\text{ mm}$, trục vít me $P_m = 6\text{ mm}$.
  2. Tiện ren bước lẻ $P_n = 3.25\text{ mm}$, $P_m = 12\text{ mm}$.
  3. Tiện ren nhỏ $P_n = 0.35\text{ mm}$, $P_m = 6\text{ mm}$ khi máy không có bánh răng $Z = 35$.
  4. Tiện ren hệ Anh ($8\text{ ren/inch}$) trên máy có trục vít me hệ mét ($P_m = 6\text{ mm}$) có hoặc không có bánh răng $Z = 127$.

Bài tập thực hành yêu cầu gia công hoàn thiện các chi tiết cụ thể từ phôi thép carbon kết cấu theo bản vẽ kỹ thuật: chi tiết trục ren vuông ngoài kích thước chiều dài $L = 124 \pm 0.1\text{ mm}$, đường kính $\Phi 24_{-0.05}\text{ mm}$, bước ren $P = 4\text{ mm}$; chi tiết đai ốc ren vuông trong; và chi tiết trục ren thang ngoài bước $P = 5\text{ mm}$.

Phương pháp đánh giá kết quả học tập được thiết kế đa dạng: phần kiến thức được kiểm tra bằng hình thức viết, câu hỏi tự luận và trắc nghiệm; phần kỹ năng được đánh giá thông qua quy trình thao tác máy, mức độ bảo đảm an toàn lao động và độ chính xác kích thước của sản phẩm (cấp chính xác 7–6, độ nhám Ra 2.5 – 1.25); ý thức tự chủ và trách nhiệm được đánh giá qua tác phong công nghiệp và việc tuân thủ quy tắc bảo hộ, vệ sinh nhà xưởng. Đối với người học, giáo trình yêu cầu đọc trước tài liệu, tích cực đàm thoại với giảng viên và tăng cường thời lượng thao tác máy trong giờ thực hành.

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Giáo trình Tiện Ren Truyền Động được xây dựng dựa trên phương pháp đào tạo theo năng lực thực hiện, đánh dấu sự chuyển đổi từ hình thức truyền thụ kiến thức hàn lâm sang việc hình thành năng lực thao tác nghề thực tế. Nội dung được đối chiếu và tham chiếu trực tiếp với các tiêu chuẩn kỹ thuật nhà nước, cụ thể là tiêu chuẩn TCVN 4673-89 về kích thước biên dạng của ren thang một mối.

Tính thực tiễn của tài liệu thể hiện ở việc tích hợp các giải pháp kỹ thuật giải quyết trực tiếp các vấn đề phát sinh trong nhà xưởng:

  • Tích hợp dữ liệu từ thực tế sản xuất: Giáo trình ghi nhận đóng góp ý kiến kỹ thuật và điều kiện khảo sát từ Công ty Cơ khí điện máy Cần Thơ và Công ty Cơ khí Thế Dân, giúp nội dung bám sát công nghệ và yêu cầu kỹ thuật hiện hành của doanh nghiệp.
  • Giải pháp tính toán cơ cấu xích động thay thế linh hoạt: Tài liệu cung cấp thuật toán và công thức kinh nghiệm giải quyết các trường hợp máy tiện thiếu bánh răng chuẩn (như trường hợp thiếu bánh răng $Z = 35$ phải phân tích thành hệ 3 cặp bánh răng) hoặc chuyển đổi giữa ren hệ Anh và hệ Mét khi máy công cụ thiếu bánh răng chuyên dụng $Z = 127$ (sử dụng tỷ số truyền thay thế với phân số xấp xỉ $127/5 \approx 25.4$).
  • Bảng tra cứu chế độ cắt thực nghiệm định lượng: Cung cấp thông số cụ thể về số lần chạy dao thô/tinh theo từng dải bước ren (từ 3 mm đến 20 mm) cho 3 nhóm vật liệu khác nhau: thép carbon kết cấu, thép hợp kim, và gang/đồng. Đi kèm là bảng vận tốc cắt định mức (m/phút) khi sử dụng dao thép gió có dung dịch làm nguội cho các bước ren từ dưới 5 mm đến 28 mm.
  • Kỹ thuật mài dao tính đến góc xoắn ren: Hướng dẫn công thức bù góc sát phụ phía hướng xoắn ($\alpha_{1\text{ xoắn}} = \alpha + \mu$) với công thức tính góc nâng $\text{tg}\mu = P / (\pi \cdot d_{tb})$, ngăn ngừa hiện tượng cọ sát mặt sườn ren trong quá trình cắt gọt ren truyền động có bước xoắn lớn.

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt phục vụ cho các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp và sản xuất cơ khí:

  • Sinh viên chuyên ngành: Là tài liệu học tập chính khóa bắt buộc dành cho sinh viên trình độ Cao đẳng nghề thuộc chuyên ngành Cắt gọt kim loại, Khoa Cơ khí (thường được giảng dạy vào năm thứ hai của chương trình đào tạo).
  • Điều kiện tiên quyết đối với người học: Sinh viên cần hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và mô đun nghề trước đó, bao gồm: MH07, MH09, MH10, MH11, MH12, MH15 (các nội dung về Vẽ kỹ thuật, Dung sai lắp ghép, Cơ kỹ thuật, Vật liệu học) và các mô đun kỹ năng tiện cơ bản MĐ22, MĐ23 (trong đó đã nắm vững kỹ thuật tiện trụ ngoài, tiện lỗ và tiện ren tam giác) cùng mô đun MĐ31.
  • Giảng viên nghề: Cung cấp khung chương trình chuẩn, tài liệu tham khảo để biên soạn giáo án lý thuyết, lập phiếu hướng dẫn thực hành xưởng, chuẩn bị bài giảng tích hợp và thiết lập tiêu chí đánh giá kỹ năng tay nghề của sinh viên.
  • Cán bộ kỹ thuật và thợ cơ khí tự học: Đóng vai trò là tài liệu tra cứu các công thức tính toán xích truyền động bánh răng, bảng tra chế độ cắt gọt và phương pháp xác định, khắc phục sai hỏng khi gia công ren thang, ren vuông trên các dòng máy tiện vạn năng trong các cơ sở cơ khí chế tạo.

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế chuẩn hóa cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề ngành Cắt gọt kim loại, giảng viên bộ môn gia công cơ khí, cùng các thợ tiện, kỹ thuật viên vận hành máy tiện vạn năng cần tài liệu quy chuẩn về gia công ren truyền động.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học cơ sở kỹ thuật từ MH07 đến MH15 và các mô đun MĐ22, MĐ23, MĐ31; có năng lực đọc bản vẽ cơ khí, sử dụng thành thạo thước cặp, panme, hiểu biết về dung sai lắp ghép và đã vận hành thành thạo máy tiện ở nguyên công tiện ren tam giác.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Tài liệu tập trung chuyên sâu vào ren truyền động (ren vuông và ren thang), phân tích chi tiết sự biến thiên của góc cắt theo góc nâng ren $\mu$, đưa ra bảng số lần chạy dao theo từng vật liệu (thép carbon, thép hợp kim, gang/đồng) và hướng dẫn tính toán bánh răng thay thế khi thiếu bánh răng $Z = 35$ hoặc $Z = 127$.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Cần nắm vững công thức hình học và sơ đồ truyền động ở Bài 1; luyện tập kỹ năng mài dao thép gió đúng góc sát $\alpha$ và góc nâng $\mu$ theo dưỡng kiểm; tuân thủ trình tự phân chia lát cắt thô/tinh; và đối chiếu trực tiếp các dạng sai hỏng trong tài liệu để điều chỉnh chế độ cắt.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Tài liệu liên kết với bảng tra bước tiến trên vỏ máy tiện vạn năng, tiêu chuẩn mối ghép ren thang một mối TCVN 4673-89, hệ thống phiếu đánh giá kỹ năng thực hành và bản vẽ chế tạo các chi tiết mẫu (trục ren $L = 124\text{ mm}$, đai ốc ren trong).

Kết luận (150 từ)

Giáo trình mô đun Tiện Ren Truyền Động (MĐ 27) của Trường Cao đẳng Nghề Cần Thơ cung cấp hệ thống kiến thức chuyên môn và kỹ năng thực hành toàn diện về công nghệ gia công ren vuông và ren thang. Giá trị cốt lõi của tài liệu nằm ở tính chuẩn hóa của các công thức tính toán động học xích truyền, bảng tra cứu chế độ cắt thực nghiệm và quy trình gia công từng bước bảo đảm dung sai và độ bóng bề mặt.

Lộ trình học tập khuyến nghị bắt đầu từ việc nắm vững thông số hình học và tính toán bánh răng thay thế (Bài 1), rèn luyện kỹ năng mài dao cắt ren vuông và ren thang (Bài 2, Bài 3), sau đó tiến hành thực hành tiện ren ngoài (Bài 4, Bài 6) và hoàn thiện năng lực gia công ren trong (Bài 5, Bài 7). Để hoàn thành tốt mô đun, người học cần sử dụng bổ trợ tiêu chuẩn TCVN 4673-89, bản vẽ công nghệ chi tiết và các dưỡng kiểm ren chuyên dụng tại xưởng cơ khí.