GIÁO TRÌNH VẼ KỸ THUẬT 2 – NGHỀ CẮT GỌT KIM LOẠI (TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG)
Tổng quan về giáo trình
Giáo trình Vẽ kỹ thuật 2 (Mã môn học: CK19MH02) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc khối kiến thức kỹ thuật cơ sở trong chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng cho các nghề kỹ thuật cơ khí, trọng tâm là nghề Cắt gọt kim loại và nghề Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí. Tài liệu được ban hành kèm theo Quyết định số 186/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam), do hai tác giả Huỳnh Công Hải và Lê Anh Dũng trực tiếp biên soạn.
Trong sơ đồ đào tạo tổng thể, môn học có thời lượng 2 tín chỉ (tổng cộng 45 giờ học tập, gồm 14 giờ lý thuyết, 29 giờ thực hành/thảo luận/bài tập, 1 giờ kiểm tra lý thuyết và 1 giờ kiểm tra thực hành). Môn học được bố trí giảng dạy sau môn Vẽ kỹ thuật 1 (CK19MH01) và được xếp trước các môn học kỹ thuật cơ sở và mô-đun chuyên ngành như Cơ kỹ thuật (CK19MH03), Dung sai (CK19MH05), Autocad (CG19MH01), Nguyên lý - Chi tiết máy (CG19MH02) cùng hệ thống mô-đun gia công tiện, phay, mài và CNC.
Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng tới ba nhóm chuẩn đầu ra:
- Kiến thức: Trình bày được phương pháp xác định giao tuyến giữa các khối hình học (A1), trình bày phương pháp biểu diễn hình chiếu trục đo (A2) và các quy tắc biểu diễn vật thể cùng bản vẽ chi tiết (A3).
- Kỹ năng: Dựng được giao tuyến của các vật thể (B1), vẽ hoàn chỉnh hình chiếu trục đo (B2) và thiết lập được bản vẽ chi tiết đúng quy chuẩn kỹ thuật (B3).
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Hình thành thái độ làm việc kiên trì, tỉ mỉ (C1) và tác phong kỹ thuật khoa học, nghiêm túc trong môi trường sản xuất công nghiệp (C2).
Cấu trúc giáo trình gồm 4 chương chính với cách tiếp cận đi từ việc giải quyết các bài toán hình học không gian cơ sở (giao tuyến), đến kỹ thuật dựng hình phối cảnh trực quan (hình chiếu trục đo), phương pháp biểu diễn quy ước phẳng (hình chiếu, hình cắt, mặt cắt, hình trích) và kết thúc ở việc thiết lập hoàn chỉnh bản vẽ kỹ thuật chi tiết theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN).
Nội dung kiến thức cốt lõi
Các chương/chủ đề chính
Nội dung giáo trình được phân chia cụ thể qua 4 chương chuyên đề:
Chương 1: Giao tuyến của vật thể (12 giờ)
Chương 2: Hình chiếu trục đo (15 giờ)
Chương 3: Biểu diễn vật thể (10 giờ)
Chương 4: Bản vẽ chi tiết (8 giờ)
- Chương 1: Giao tuyến của vật thể (12 giờ): Cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp xác định giao tuyến giữa mặt phẳng với các khối hình học cơ bản (khối đa diện, hình trụ, hình nón tròn xoay, hình cầu) và giao tuyến giữa hai khối hình học (hai khối đa diện, hai khối tròn). Các trường hợp giao tuyến cụ thể được khảo sát gồm: mặt phẳng cắt hình trụ tạo thành đường tròn, elip hoặc hình chữ nhật; mặt phẳng cắt hình nón tạo thành đường tròn, tam giác cân, parabol, hyperbol hoặc elip; giao tuyến giữa hai hình trụ có trục vuông góc nhau khi đường kính bằng nhau (tạo thành 2 đường elip giao nhau) và khi đường kính khác nhau; giao tuyến giữa hình trụ với hình cầu và vật thể hình trụ có lỗ khoét.
- Chương 2: Hình chiếu trục đo (15 giờ): Trình bày bản chất của phép chiếu song song lên mặt phẳng $P'$ theo phương chiếu $l$. Giới thiệu hai loại hình chiếu trục đo thông dụng trong cơ khí:
- Hình chiếu trục đo vuông góc đều: Các góc trục đo $\widehat{X'O'Y'} = \widehat{Y'O'Z'} = \widehat{X'O'Z'} = 120^\circ$; hệ số biến dạng lý thuyết $p = q = r = 0{,}82$, hệ số biến dạng quy ước $p = q = r = 1$ (hình vẽ phóng đại 1,22 lần so với thực tế); kỹ thuật dựng hình ôvan thay thế elip cho đường tròn trên 3 mặt phẳng toạ độ qua hình thoi cạnh $d$, góc $60^\circ$.
- Hình chiếu trục đo xiên cân: Góc trục đo $\widehat{X'O'Y'} = \widehat{Y'O'Z'} = 135^\circ$, $\widehat{X'O'Z'} = 90^\circ$; hệ số biến dạng $p = r = 1$, $q = 0{,}5$; đường tròn trong mặt phẳng $XOZ$ không biến dạng, đường tròn trong $XOY$ và $YOZ$ biến dạng thành elip có trục lớn $1{,}06d$ nghiêng góc $7^\circ$ và trục nhỏ $0{,}35d$.
- Chương 3: Biểu diễn vật thể (10 giờ): Hệ thống hóa các phương pháp biểu diễn vật thể trên mặt phẳng 2D:
- Hình chiếu cơ bản: Quy định 6 hướng chiếu tương ứng 6 mặt của hộp lập phương chiếu theo TCVN 5-78 (đứng, bằng, cạnh, từ phải, từ dưới, từ sau), trong đó hình chiếu từ trước là hình chiếu chính. Kỹ thuật thể hiện hình chiếu phụ và hình chiếu riêng phần.
- Hình cắt và mặt cắt: Phân loại hình cắt theo vị trí mặt phẳng cắt (đứng, bằng, cạnh, nghiêng), theo số lượng mặt phẳng (đơn giản, phức tạp/bậc), theo phần vật thể bị cắt (toàn phần, riêng phần có đường nét lượn sóng giới hạn). Quy định không cắt dọc các chi tiết đặc (đinh tán, bulông, nan hoa, gân trợ lực). Quy tắc vẽ mặt cắt rời (nét liền đậm) và mặt cắt chập (nét liền mảnh). Quy định ký hiệu vật liệu trên mặt cắt theo TCVN 7:1993 bằng các đường gạch gạch (tuyến ảnh) nghiêng $45^\circ$, cách nhau $2 \div 5\text{ mm}$.
- Hình trích: Sử dụng vòng tròn hoặc elip nét liền mảnh khoanh vùng kết cấu nhỏ, đánh số La Mã kèm tỷ lệ phóng to.
- Chương 4: Bản vẽ chi tiết (8 giờ): Định nghĩa toàn diện cấu trúc của bản vẽ chi tiết gồm 4 thành phần bắt buộc: Hình biểu diễn, Kích thước, Yêu cầu kỹ thuật, và Khung tên tiêu chuẩn (19 ô nội dung). Phân loại kích thước thành kích thước định khối (định hình) và kích thước định vị; xác định các loại chuẩn kích thước (mặt chuẩn, đường chuẩn, điểm chuẩn). Hướng dẫn ghi dung sai lắp ghép của lỗ ($T_D$), của trục ($T_d$); ghi sai lệch hình dạng (độ phẳng, độ thẳng, độ trụ, độ tròn, prôfin mặt cắt dọc trục) và sai lệch vị trí bề mặt (độ song song $/ /$, độ vuông góc $\perp$, độ đồng trục $\circledcirc$, độ đối xứng $\div$, độ đảo mặt đầu $\nearrow$). Trình bày phân loại nhám bề mặt theo tỷ số giữa bước nhấp nhô $P$ và chiều cao nhấp nhô $h$:
- $P/h < 50$: Nhám bề mặt ($h_3$), biểu diễn bằng chỉ tiêu $R_a$ (chỉ ghi trị số) hoặc $R_z$ (ghi ký hiệu $R_z$ kèm trị số) với dấu chữ V lệch.
- $50 \le P/h \le 1000$: Sóng bề mặt ($h_2$).
- $P/h > 1000$: Sai lệch hình dáng ($h_1$).
Kiến thức nền tảng được xây dựng
- Cơ sở hình học họa hình: Nguyên lý chiếu xuyên tâm và chiếu song song, tính chất bảo toàn tỷ số đoạn thẳng song song và tính chất các đường bao khuất/thấy.
- Hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật nhà nước: Áp dụng hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam trong vẽ kỹ thuật: TCVN 5-78 về phương pháp chiếu cơ bản, TCVN 5705 về ghi kích thước, và TCVN 7:1993 về ký hiệu vật liệu trên mặt cắt.
- Nguyên lý công nghệ cơ khí: Mối liên hệ hữu cơ giữa chuẩn kích thước thiết kế với chuẩn công nghệ gia công gọt kim loại, bậc nhám bề mặt và yêu cầu dung sai hình học đối với tính năng làm việc của chi tiết máy.
Kỹ năng phát triển
- Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Dựng chính xác giao tuyến phẳng và giao tuyến khối; vẽ hình chiếu trục đo vuông góc đều và xiên cân từ các hình chiếu phẳng; khai triển các mặt cắt chập, mặt cắt rời, hình cắt bậc và hình trích phóng to; ghi đúng ký hiệu dung sai kích thước ($\varnothing18\text{H}7$, $32 \pm 0{,}1$) cùng ký hiệu nhám bề mặt ($R_a$, $R_z$).
- Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích vật thể phức tạp thành các khối hình học cơ sở; phân tích ba chiều không gian để xác định hình chiếu chính; đối chiếu 2 hình chiếu đã cho để xác định hình chiếu thứ 3; phân biệt kích thước định khối và kích thước định vị từ các bề mặt chuẩn.
- Kỹ năng thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Đọc hiểu thành thạo bản vẽ chi tiết các kết cấu cơ khí thực tế (nắp ổ trục, chi tiết dạng trục bậc, chi tiết ống lót tròn xoay, chi tiết khối hộp có rãnh xẻ); thiết lập bản vẽ kỹ thuật chi tiết hoàn chỉnh phục vụ trực tiếp cho các nguyên công tiện, phay, bào, mài tại xưởng cơ khí.
Phương pháp giảng dạy và học tập
Giáo trình định hình mô hình tổ chức dạy và học theo phương pháp dạy học tích cực, kết hợp chặt chẽ giữa truyền thụ kiến thức lý thuyết với rèn luyện kỹ năng thực hành:
- Phương pháp đối với giảng viên: Áp dụng phương pháp giảng dạy tích cực bao gồm thuyết trình ngắn, giảng dạy nêu vấn đề, hướng dẫn học viên nghiên cứu tài liệu kỹ thuật, sử dụng câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống kỹ thuật. Giảng viên sử dụng phòng học lý thuyết tiêu chuẩn trang bị máy chiếu, bảng rộng có chia ô tọa độ, kết hợp các vật mẫu chi tiết máy thực tế và bản vẽ lắp điển hình để trực quan hóa quá trình giảng dạy.
- Phương pháp đối với học viên: Hoạt động học tập kết hợp giữa tự nghiên cứu cá nhân và làm việc nhóm (mỗi nhóm từ 8 đến 10 người). Học viên được giao chủ đề thảo luận trước giờ học, tự phân công nhiệm vụ nghiên cứu từng phần, tổng hợp nội dung, viết báo cáo nhóm và trình bày trước lớp.
- Cơ cấu thời lượng và bài tập: Thời lượng thực hành, thảo luận và làm bài tập chiếm 29/45 giờ (chiếm 64,4% tổng thời lượng môn học). Học viên trực tiếp thực hiện các bài tập dựng hình chiếu, dựng giao tuyến, vẽ hình chiếu trục đo và thiết lập bản vẽ chi tiết trên giấy vẽ kỹ thuật bằng bộ dụng cụ chuyên dụng (thước vẽ, compa, êke, bút chì, bìa kẹp).
- Phương pháp đánh giá kết quả học tập: Thực hiện theo Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy quy định tại Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội, áp dụng thang điểm 10 quy đổi sang thang điểm chữ và thang điểm 4 theo hệ thống tín chỉ:
- Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1, chiếm 40% trọng số): Gồm 01 bài kiểm tra viết/tự luận hoặc thuyết trình sau 27 giờ học (đánh giá chuẩn đầu ra A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2) kết hợp đánh giá hỏi miệng tại lớp.
- Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2, nằm trong khối đánh giá quá trình): Gồm 01 bài kiểm tra viết/tự luận sau 36 giờ học (đánh giá chuẩn đầu ra A4, B2, C2).
- Điểm thi kết thúc môn học (Chiếm 60% trọng số): Bài thi tự luận trên giấy sau 45 giờ học nhằm đánh giá tổng hợp toàn bộ các chuẩn đầu ra A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2.
- Quy định chuyên cần và tự học: Học viên bắt buộc phải nghiên cứu giáo trình trước khi đến lớp và tham dự tối thiểu 70% tổng số tiết giảng lý thuyết. Trường hợp học viên nghỉ học quá 30% thời lượng lý thuyết sẽ không đủ điều kiện dự thi kết thúc môn học và phải đăng ký học lại.
Điểm nổi bật và cập nhật
- Căn cứ pháp lý và tính chuẩn hóa: Giáo trình được ban hành chính thức theo Quyết định số 186/QĐ-CĐDK của Trường Cao đẳng Dầu khí ngày 25/03/2020, xây dựng bám sát chương trình khung của ngành học Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí và nghề Cắt gọt kim loại, đảm bảo tính chuẩn mực theo quy định đào tạo nghề nghiệp quốc gia.
- Đồng bộ hóa hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật: Nội dung giáo trình tích hợp các tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam đang có hiệu lực thi hành: TCVN 5-78 (Quy định 6 hình chiếu cơ bản), TCVN 5705 (Quy tắc ghi kích thước cơ khí), TCVN 7:1993 (Ký hiệu vật liệu và tuyến ảnh trên mặt cắt), cùng các quy chuẩn ghi dung sai kích thước, dung sai hình dạng và vị trí bề mặt.
- Tính thực tế từ ngành công nghiệp: Các ví dụ và bài tập dựng hình được trích xuất trực tiếp từ các chi tiết máy trong thực tế chế tạo và bảo dưỡng thiết bị: đầu trục vát phẳng, đầu trục xẻ rãnh, đầu đinh vít chỏm cầu xẻ rãnh, nắp ổ trục, chi tiết ống lót phân bậc, chi tiết thân trụ có khoét rãnh và khoét lỗ hộp.
- Liên kết chặt chẽ với quy trình công nghệ gia công: Giáo trình không chỉ hướng dẫn vẽ hình thuần túy mà gắn việc chọn chuẩn kích thước (chuẩn mặt, chuẩn đường, chuẩn điểm) với trình tự công nghệ gia công cắt gọt thực tế trên máy công cụ, tạo nền tảng trực tiếp để học viên chuyển tiếp sang học các mô-đun gia công tiện, phay, mài và phần mềm Autocad.
Đối tượng sử dụng giáo trình
- Sinh viên và học viên: Dành cho học sinh, sinh viên hệ Cao đẳng chính quy thuộc nghề Cắt gọt kim loại (CGKL), nghề Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí (SCTBCBDK) và các chuyên ngành kỹ thuật cơ khí liên quan.
- Điều kiện tiên quyết: Học viên bắt buộc phải hoàn thành môn học Vẽ kỹ thuật 1 (Mã môn: CK19MH01) trước khi học giáo trình này; đồng thời cần trang bị kiến thức hình học cơ sở và kỹ năng sử dụng các dụng cụ vẽ kỹ thuật cơ bản.
- Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng giáo trình làm tài liệu chuẩn để thiết lập đề cương bài giảng, kế hoạch giảng dạy, biên soạn phiếu học tập, phiếu thực hành xưởng và ngân hàng câu hỏi kiểm tra đánh giá thường xuyên, định kỳ và thi kết thúc môn học.
- Cán bộ kỹ thuật và tự học: Dùng làm tài liệu tra cứu nội bộ cho kỹ thuật viên tại các xưởng gia công cơ khí, phục vụ việc tra cứu các quy ước biểu diễn hình cắt, mặt cắt, ký hiệu nhám bề mặt ($R_a$, $R_z$) và dung sai lắp ghép khi đọc hiểu bản vẽ chế tạo máy.
Câu hỏi thường gặp
1. Giáo trình này phù hợp với ai?
Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho người học trình độ Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại, nghề Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí và sinh viên các ngành kỹ thuật cơ khí cần trang bị năng lực thiết lập và đọc hiểu bản vẽ chi tiết máy.
2. Cần kiến thức nền nào để học môn học này?
Người học bắt buộc phải tích lũy học phần Vẽ kỹ thuật 1 (CK19MH01), có kiến thức về các phép chiếu cơ bản, quy ước nét vẽ kỹ thuật và kỹ năng thao tác với các dụng cụ vẽ hình học (thước thẳng, thước chia độ, compa, êke).
3. Điểm khác biệt của giáo trình này là gì?
Tài liệu tập trung vào kỹ năng ứng dụng thực tế sản xuất cơ khí với 64,4% thời lượng dành cho bài tập và thực hành (29/45 giờ). Cấu trúc nội dung gắn trực tiếp phương pháp vẽ và ghi kích thước với trình tự gia công cắt gọt kim loại, chuẩn công nghệ và các tiêu chuẩn TCVN về dung sai, độ nhám bề mặt ($P/h$).
4. Làm sao để tự học và tiếp thu môn học hiệu quả?
Người học cần thực hiện đúng quy trình 4 bước: (1) Nghiên cứu bài trước khi lên lớp theo tài liệu chỉ định; (2) Phân tích các chi tiết mẫu phức tạp thành các khối hình học cơ sở; (3) Tự hoàn thành đầy đủ các bài tập dựng hình chiếu thứ ba từ hai hình chiếu đã cho; (4) Tích cực tham gia thảo luận theo nhóm học tập (8–10 thành viên) để phân tích các bản vẽ chi tiết điển hình như nắp ổ trục hay chi tiết trục bậc.
5. Có tài liệu tham khảo nào được chỉ định kèm theo giáo trình?
Danh mục tài liệu tham khảo chính thức được nêu trong giáo trình bao gồm:
- PGS. Trần Hữu Quế (Chủ biên), Giáo trình Vẽ kỹ thuật (sách dùng cho các trường đào tạo hệ Cao đẳng), NXB Giáo dục, 2007.
- Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật - Giáo trình dạy nghề, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005.
- Trần Hữu Quế, Nguyễn Văn Tuấn, Bài tập vẽ kỹ thuật cơ khí (Tập 1 và Tập 2), NXB Giáo dục, 2006.
Kết luận
Giáo trình Vẽ kỹ thuật 2 (CK19MH02) của Trường Cao đẳng Dầu khí đóng vai trò then chốt trong khối kiến thức kỹ thuật cơ sở ngành cơ khí. Giáo trình cung cấp hệ thống kiến thức chuẩn xác về giao tuyến khối, hình chiếu trục đo, kỹ thuật biểu diễn hình cắt - mặt cắt và phương pháp lập bản vẽ chi tiết theo Tiêu chuẩn Việt Nam. Hoàn thành giáo trình này là điều kiện tiên quyết để người học tiếp cận các môn học Autocad (CG19MH01), Dung sai (CK19MH05), Nguyên lý - Chi tiết máy (CG19MH02) và tham gia các khóa thực hành gia công trên máy công cụ (tiện, phay, mài, CNC), đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trực tiếp tại các nhà xưởng cơ khí và công trình dầu khí.