Tổng quan về giáo trình
Giáo trình Tiện Trụ Bậc Ngắn, Trụ Bậc, Tiện Trụ Dài $L \approx 10d$ (Mã mô đun: MĐ15) do tác giả Nguyễn Đình Kiên biên soạn, được Trường Cao đẳng Cơ giới (trực thuộc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn) ban hành năm 2022. Đây là giáo trình chuyên môn nghề bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại ở trình độ Trung cấp, có thời lượng 3 tín chỉ (tương đương 75 giờ đào tạo, bao gồm 25 giờ lý thuyết, 47 giờ thực hành và 3 giờ kiểm tra).
Trong tiến trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại, MĐ15 giữ vị trí mô đun đầu tiên giúp người học hình thành kỹ năng nghề cơ bản sau khi đã hoàn thành các môn học cơ sở kỹ thuật bắt buộc: MH07 (Vẽ kỹ thuật), MH08 (AutoCAD), MH09 (Cơ kỹ thuật), MH10 (Dung sai – Đo lường kỹ thuật), MH11 (Vật liệu cơ khí), MH13 (Kỹ thuật an toàn – Bảo hộ lao động) và MĐ14 (Nguội cơ bản).
Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định rõ qua chuẩn đầu ra:
- Kiến thức: Trình bày được cấu tạo, quy trình vận hành và bảo dưỡng máy tiện vạn năng; phân tích được các thông số hình học của dao tiện và yêu cầu cơ lý tính của vật liệu dụng cụ cắt; giải thích được các yếu tố chế độ cắt, phương pháp gia công mặt trụ và nguyên nhân gây sai hỏng.
- Kỹ năng: Mài được dao tiện ngoài bằng thép gió đạt độ nhám $Ra = 1,25,\mu\text{m}$, đúng góc độ kỹ thuật; vận hành thành thạo máy tiện vạn năng để tiện trụ trơn ngắn, trụ bậc, tiện mặt đầu, khoan lỗ tâm và tiện trụ dài $L \approx 10d$ đạt cấp chính xác 8–10 (hoặc 9–11), độ nhám cấp 4–5 ($Ra = 3,2 \div 6,3,\mu\text{m}$).
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tuân thủ nội quy xưởng, quy chuẩn an toàn lao động và duy trì nền nếp vệ sinh công nghiệp 5S.
Giáo trình được cấu trúc theo phương thức tích hợp module hóa, kết hợp giữa lý thuyết công nghệ và quy trình thao tác thực hành trực tiếp trên máy tiện vạn năng.
Nội dung kiến thức cốt lõi
Các chương/chủ đề chính
Giáo trình gồm 8 bài học được sắp xếp theo logic từ tiếp cận môi trường xưởng, vận hành thiết bị, chuẩn bị dụng cụ cắt cho đến gia công các bề mặt trụ có độ phức tạp tăng dần:
- Bài 1: Nội quy và những quy định khi thực tập tại xưởng máy công cụ (1 giờ): Giới thiệu quy chế làm việc, an toàn lao động, tác phong kỹ thuật và quy trình thu dọn vệ sinh xưởng máy.
- Bài 2: Khái niệm cơ bản về cắt gọt kim loại (3 giờ): Tổng quan lịch sử phát triển ngành cơ khí; nguyên lý gia công có phoi; độ chính xác kinh tế; phân loại các công nghệ gia công tiện, phay, bào, xọc, khoan, mài.
- Bài 3: Vận hành và bảo dưỡng máy tiện vạn năng (5 giờ): Phân tích cấu tạo các bộ phận (động cơ, mâm cặp, khuôn máy, trục đồng tâm, máy cắt, bàn xe dao); quy trình kiểm tra rò rỉ điện, kiểm tra mắt báo dầu hệ thống bôi trơn tự động; thao tác chạy dao tay và tự động; biện pháp an toàn.
- Bài 4: Dao tiện ngoài – mài dao tiện ngoài (6 giờ): Cấu tạo thân dao, đầu dao (mặt trước, mặt sau chính, mặt sau phụ, lưỡi cắt chính/phụ, mũi dao); cơ lý tính vật liệu làm dao; thông số hình học trạng thái tĩnh và động; quy trình mài dao thép gió (mài mặt sau chính, mặt sau phụ, mặt trước, mài rãnh bẻ phoi).
- Bài 5: Tiện trụ trơn ngắn (14 giờ): Yêu cầu kỹ thuật gia công mặt trụ (độ thẳng đường sinh, độ tròn, độ trụ); 3 phương thức gá lắp mâm cặp; kỹ thuật gá phôi với chiều dài nhô ra $L_p = L_{ct} + (10 \div 15),\text{mm}$; kỹ thuật gá dao ngang tâm bằng căn đệm; công thức tính tốc độ cắt $v = \frac{\pi D n}{1000}$ và số vòng quay $n = \frac{1000v}{\pi D}$; phương pháp cắt thử – đo dò; quy trình tiện chi tiết $D < 30,\text{mm}$ và $D > 30,\text{mm}$; phân tích sai hỏng.
- Bài 6: Tiện mặt đầu và khoan lỗ tâm (12 giờ): Kỹ thuật xén phẳng mặt đầu, định tâm và khoan lỗ tâm bằng mũi khoan chuyên dụng trên ụ động.
- Bài 7: Tiện trụ bậc ngắn: Phương pháp phân chia bước công nghệ tiện các đoạn trục có đường kính khác nhau, kiểm soát cữ chặn chiều dài và lượng dịch chuyển bàn dao ngang.
- Bài 8: Tiện trụ dài $L \approx 10d$: Kỹ thuật gá đặt chi tiết trục dài sử dụng ụ động chống tâm, phương pháp khắc phục biến dạng uốn và rung động trong quá trình cắt gọt.
Kiến thức nền tảng được xây dựng
- Khoa học vật liệu dụng cụ cắt: Yêu cầu độ cứng vật liệu làm phần cắt phải đạt $HRC \ge 60$ thông qua tôi cứng và ram thấp thành mactenxit ram (hàm lượng cacbon tối thiểu $0,70%$, thép dụng cụ cắt thường có cacbon $\ge 1,0% \div 1,5%$). Tính chống mài mòn phụ thuộc độ cứng và tỷ lệ cacbit dư. Tính cứng nóng duy trì tổ chức mactenxit ở nhiệt độ $500 \div 600^\circ\text{C}$. Thép làm dao phải đáp ứng tính thấm tôi, tính chịu gia công áp lực nóng, tính gia công cắt ở trạng thái ủ ($HB \le 265$) và tính mài tốt.
- Cơ sở hình học dao cắt: Hệ thống góc độ trạng thái tĩnh gồm góc trước $\gamma$, góc sau chính $\alpha$, góc sau phụ $\alpha_1, \alpha_2$, góc nghiêng phụ $\phi_1, \phi_2$, góc mũi dao $\epsilon$, bán kính bo đỉnh dao $R$. Tác động của góc trước âm ($-4^\circ \div -8^\circ$) khi cắt gián đoạn/phá thô và góc trước dương/trung lập ($0^\circ$) khi tiện tinh.
- Hiện tượng học khi gá đặt dao: Sự biến đổi góc cắt khi gá dao cao hơn hoặc thấp hơn đường tâm máy; ảnh hưởng của việc gá lệch trục dao không vuông góc với tâm chi tiết.
- Kỹ thuật gá lắp và định vị: Phân loại 3 kết cấu lắp ghép mâm cặp vào trục chính (lắp bằng mặt bích có ren, lắp dạng côn có then truyền mô-men xoắn, lắp định vị mặt trụ dùng chốt lệch tâm). Nguyên lý định vị trên mâm cặp 3 chấu tự định tâm, phương pháp dùng bàn rà và búa nhựa để khử độ đảo phôi.
Kỹ năng phát triển
- Kỹ năng kỹ thuật: Kiểm tra an toàn điện, kiểm tra bôi trơn máy tiện; tháo lắp và định tâm mâm cặp, ụ động, bàn xe dao; gá lắp dao tiện dùng không quá 3 miếng căn đệm (chiều dài $150 \div 200,\text{mm}$); thực hiện mài dao thép gió đạt độ nhám $Ra = 1,25,\mu\text{m}$; thao tác cắt thử, đo dò bằng thước cặp $1/10$ và du xích bàn dao.
- Kỹ năng phân tích: Tính toán chế độ cắt ($v, s, t, n$) phù hợp với từng cặp vật liệu gia công và vật liệu dao; phân tích các dạng khuyết tật bề mặt (chi tiết bị côn, hình ô van, hình tang trống, yên ngựa, bề mặt lồi lõm, không đạt độ nhẵn) để chỉ ra nguyên nhân do phôi, do dao hay do sai số chế độ cắt.
- Năng lực thực hành nghề nghiệp: Gia công hoàn chỉnh các chi tiết trục trơn, trục bậc và trục dài đạt cấp chính xác 8–10, độ nhám $Ra = 3,2 \div 6,3,\mu\text{m}$, đáp ứng đúng tiến độ và tiêu chuẩn an toàn máy.
Phương pháp giảng dạy và học tập
Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp lý thuyết và thực hành nghề nghiệp, lấy việc hình thành kỹ năng thao tác chuẩn xác làm trọng tâm:
- Phương pháp đối với giảng viên:
- Phần lý thuyết: Áp dụng dạy học tích cực, thuyết trình ngắn kết hợp trình chiếu mô phỏng hình ảnh kết cấu máy, nêu vấn đề kỹ thuật và hướng dẫn sinh viên khai thác tài liệu chuyên ngành.
- Phần thực hành: Giảng viên trực tiếp làm mẫu thao tác (gá dao ngang tâm, rà tròn phôi, cắt thử đo dò, mài dao), sau đó chia nhóm nhỏ người học để luyện tập trên máy công cụ, theo dõi và sửa sai trực tiếp tại chỗ.
- Tổ chức thảo luận: Phân chia nhóm 2–3 học viên để giải quyết các chủ đề về phân tích sai hỏng và tối ưu hóa chế độ cắt.
- Phương pháp đối với người học:
- Nghiên cứu kỹ nội dung bài học và tài liệu tham khảo trước khi lên lớp.
- Thực hiện bài tập thực hành theo nhóm, đo kiểm kích thước, ghi nhận thông số và lập báo cáo kết quả.
- Tham gia tối thiểu $70%$ tổng thời lượng giờ giảng tích hợp của mô đun (trường hợp vắng $> 30%$ thời lượng bắt buộc phải học lại mô đun).
- Phương pháp và hình thức đánh giá: Đánh giá kết quả học tập tuân thủ Quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:
| Loại đánh giá |
Hình thức & Phương pháp tổ chức |
Chuẩn đầu ra kiểm tra |
Trọng số |
Thời điểm kiểm tra |
| Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) |
Viết / Thuyết trình / Vấn đáp / Báo cáo |
A1, C1, C2 |
40% (Tổng điểm TX và ĐK) |
Sau 10 giờ học |
| Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) |
Viết và thực hành / Trắc nghiệm và thao tác máy |
A1–A8, B1, C1, C2 |
|
3 cột điểm (sau 20 giờ) |
| Thi kết thúc môn học |
Vấn đáp và thực hành trên thiết bị/mô hình |
A1–A8, B1–B2, C1–C2 |
60% |
Sau 60 giờ học |
Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm 10, làm tròn đến một chữ số thập phân.
Điểm nổi bật và cập nhật
- Thiết kế chuẩn hóa theo khung mô đun nghề: Giáo trình được xây dựng bám sát chương trình khung nghề Cắt gọt kim loại trình độ Trung cấp (thuộc hệ thống 35 môn học/mô đun toàn khóa với tổng cộng 1905 giờ đào tạo), tạo sự liên kết trực tiếp với các mô đun kỹ thuật tiếp theo như MĐ16 (Tiện rãnh, cắt đứt), MĐ17 (Gia công lỗ trên máy tiện), MĐ21 (Tiện côn), MĐ22–MĐ24 (Tiện ren) và MĐ29 (Tiện CNC cơ bản).
- Quy trình hóa các thao tác kỹ thuật cơ khí: Giáo trình chi tiết hóa từng bước công nghệ bằng bảng biểu và thông số định lượng cụ thể:
- Quy tắc tính chiều dài phôi kẹp chặt: $L_p = L_{ct} + (10 \div 15),\text{mm}$.
- Quy cách gá dao: Chiều dài nhô ra của thân dao khỏi ổ gá $\le 1,5$ lần chiều cao thân dao; số lượng đệm căn dưới đáy thân dao không quá 3 miếng, kích thước căn dài $150 \div 200,\text{mm}$ bằng bề rộng rãnh ổ dao.
- Tiêu chuẩn hình học mài dao: Trình tự 4 bước mài (mặt sau chính $\rightarrow$ hai mặt sau phụ $\rightarrow$ mặt trước $\rightarrow$ rãnh bẻ phoi).
- Tích hợp quy chuẩn an toàn và kiểm tra bảo dưỡng công nghiệp: Đưa vào tài liệu các quy trình vận hành thiết bị thực tế như kiểm tra rò điện động cơ bằng bút thử điện trước khi khởi động, nhận diện lưu lượng dầu qua mắt báo hộp trục chính để đánh giá hệ thống bơm bôi trơn tự động.
- Khai thác hệ thống tài liệu chuyên khảo kinh điển: Nội dung giáo trình đối chiếu và trích xuất dữ liệu từ các tài liệu tiêu chuẩn ngành cơ khí chế tạo máy tại Việt Nam:
- Sổ tay thợ tiện (NXB Thanh niên, 2000).
- Sổ tay Công nghệ chế tạo máy, tập 1, 2, 3 (Nguyễn Đắc Lộc, PGS. Lê Văn Tiến, PGS. Ninh Đức Tốn, PGS. Trần Xuân Việt – NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005).
- Kỹ thuật tiện – Hướng dẫn dạy tiện kim loại (NXB Công nhân Kỹ thuật, 1977).
Đối tượng sử dụng giáo trình
- Học sinh, sinh viên: Người học trình độ Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại; sinh viên các ngành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Cơ điện tử tại các trường cao đẳng, trung cấp chuyên nghiệp cần tài liệu học tập thực hành tiện cơ bản.
- Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học bắt buộc phải tích lũy các môn học nền tảng kỹ thuật trước khi bắt đầu mô đun MĐ15, bao gồm:
- MH07 (Vẽ kỹ thuật) và MH08 (AutoCAD): Đọc bản vẽ chi tiết gia công dạng trục.
- MH09 (Cơ kỹ thuật): Hiểu về lực cắt và biến dạng cơ học.
- MH10 (Dung sai – Đo lường kỹ thuật): Sử dụng dụng cụ đo (thước cặp, panme) và tra cứu dung sai kích thước, độ nhám bề mặt.
- MH11 (Vật liệu cơ khí): Nắm vững tính chất cơ lý tính của thép, gang, kim loại màu và nhiệt luyện.
- MH13 (Kỹ thuật an toàn – Bảo hộ lao động): Nắm vững nguyên tắc an toàn điện và an toàn cơ khí xưởng máy.
- MĐ14 (Nguội cơ bản): Kỹ năng gá kẹp, gia công nguội và đo kiểm cơ bản.
- Giảng viên và cán bộ hướng dẫn thực hành: Sử dụng giáo trình làm khung kế hoạch bài giảng (giáo án), chuẩn bị phôi liệu, trang thiết bị máy tiện vạn năng, thiết kế phiếu hướng dẫn thực hành và xây dựng thang bảng điểm kiểm tra tay nghề định kỳ.
- Tự học và tham khảo: Dùng làm tài liệu tra cứu quy trình gá đặt, chế độ cắt và phân tích sai hỏng cho thợ cơ khí mới vào nghề hoặc học viên chuyển đổi nghề cơ khí chế tạo.
Câu hỏi thường gặp
1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào?
Giáo trình được biên soạn chính thức cho học viên trình độ Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại tại Trường Cao đẳng Cơ giới, đồng thời dùng làm tài liệu học tập cho sinh viên khối kỹ thuật cơ khí trong các học phần thực hành gia công tiện cơ bản.
2. Cần hoàn thành những môn học nào trước khi học giáo trình này?
Người học cần hoàn thành 6 môn học lý thuyết và 1 mô đun thực hành cơ sở: MH07 (Vẽ kỹ thuật), MH08 (AutoCAD), MH09 (Cơ kỹ thuật), MH10 (Dung sai – Đo lường kỹ thuật), MH11 (Vật liệu cơ khí), MH13 (Kỹ thuật an toàn – Bảo hộ lao động) và MĐ14 (Nguội cơ bản).
3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu tiện lý thuyết thuần túy?
Giáo trình thiết kế theo kết cấu mô đun tích hợp, kết hợp mô tả cấu tạo thiết bị với hướng dẫn thao tác định lượng cụ thể (cách chọn miếng căn đệm gá dao, cách lấy lượng phôi nhô ra $L_p$, 4 bước mài dao thép gió) và bảng phân tích đối chiếu trực tiếp: dạng sai hỏng – nguyên nhân – biện pháp đề phòng.
4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?
Người học cần đọc trước nội dung từng bài, ghi nhớ công thức tính số vòng quay trục chính $n = \frac{1000v}{\pi D}$, nắm vững sơ đồ góc độ hình học của dao tiện ở trạng thái tĩnh và động, đồng thời lập bảng tóm tắt quy trình các bước thao tác trước khi thực hiện gia công trực tiếp tại xưởng.
5. Có những tài liệu tham khảo chính nào được sử dụng trong giáo trình?
Giáo trình trích dẫn và tham khảo từ 3 bộ tài liệu chuyên ngành: Sổ tay thợ tiện (NXB Thanh niên, 2000); Sổ tay Công nghệ chế tạo máy tập 1, 2, 3 (Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt – NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005); Kỹ thuật tiện – Hướng dẫn dạy tiện kim loại (NXB Công nhân Kỹ thuật, 1977).
Kết luận
Giáo trình Tiện Trụ Bậc Ngắn, Trụ Bậc, Tiện Trụ Dài $L \approx 10d$ (Mã: MĐ15) cung cấp hệ thống kiến thức và kỹ năng cơ bản về công nghệ tiện truyền thống trên máy tiện vạn năng. Nội dung giáo trình bao quát từ khâu chuẩn bị an toàn, vận hành thiết bị, mài dao thép gió đạt $Ra = 1,25,\mu\text{m}$ đến gia công các bề mặt trục đạt cấp chính xác 8–10 và độ nhám cấp 4–5 ($Ra = 3,2 \div 6,3,\mu\text{m}$).
Sau khi hoàn thành mô đun MĐ15, người học có đủ điều kiện kiến thức và kỹ năng thao tác để học tiếp các mô đun chuyên sâu thuộc chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại: MĐ16 (Tiện rãnh, cắt đứt), MĐ17 (Gia công lỗ trên máy tiện), MĐ21 (Tiện côn), MĐ22–MĐ24 (Tiện ren) và MĐ29 (Tiện CNC cơ bản). Người học có thể tham khảo thêm các tài liệu tra cứu chuyên sâu trong bộ Sổ tay Công nghệ chế tạo máy (NXB Khoa học và Kỹ thuật) và Sổ tay thợ tiện (NXB Thanh niên) để mở rộng kiến thức chế độ cắt gọt kim loại.
