TỔNG QUAN HỌC THUẬT VÀ NỘI DUNG GIÁO TRÌNH VẼ KỸ THUẬT 2 (TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG)

1. Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Vẽ kỹ thuật 2 (Mã môn học: CK19MH02) là tài liệu giảng dạy và học tập thuộc khối kiến thức kỹ thuật cơ sở trong chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng các ngành cơ khí, 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 (Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam). Tài liệu do các giảng viên Huỳnh Công Hải và Lê Anh Dũng trực tiếp tham gia biên soạn, áp dụng cho các chuyên ngành như Cắt gọt kim loại và Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí.

Trong cấu trúc chương trình khung, Vẽ kỹ thuật 2 được bố trí học sau môn Vẽ kỹ thuật 1 (CK19MH01) và được hoàn thành trước khi người học tiếp cận các mô đun kỹ thuật cơ sở và chuyên môn ngành như Cơ kỹ thuật (CK19MH03), Vật liệu cơ khí (CK19MH04), Dung sai (CK19MH05), AutoCAD (CG19MH01), cũng như các mô đun thực hành gia công cắt gọt (Tiện, Phay, Bào, Mài, CNC). Môn học có thời lượng định mức 2 tín chỉ (tổng cộng 45 giờ, bao gồm 15 giờ lý thuyết, 28 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 2 giờ kiểm tra).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình được xác lập cụ thể qua ba nhóm chuẩn đầu ra:

  • Chuẩn kiến thức (A1–A3): Trình bày phương pháp xác định giao tuyến giữa các vật thể, nguyên lý biểu diễn hình chiếu trục đo và quy cách biểu diễn kết cấu vật thể trên bản vẽ kỹ thuật.
  • Chuẩn kỹ năng (B1–B3): Vẽ chính xác giao tuyến hình học, dựng hoàn chỉnh hình chiếu trục đo và thiết lập bản vẽ chi tiết đúng quy chuẩn kỹ thuật.
  • Chuẩn năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Rèn luyện tính kiên trì, tỉ mỉ và tác phong làm việc khoa học trong thiết kế, đọc hiểu tài liệu kỹ thuật cơ khí.

Cấu trúc giáo trình gồm 4 chương nội dung kết hợp hệ thống bài tập thực hành, tiếp cận theo trình tự logic từ dựng hình không gian (giao tuyến, hình chiếu trục đo) đến phương pháp biểu diễn quy ước (hình chiếu, hình cắt, mặt cắt) và ứng dụng thiết lập, đọc hiểu bản vẽ chi tiết sản xuất.

2. Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ qua 4 chương chuyên đề với tiến trình phát triển kiến thức từ hình học không gian đến tài liệu kỹ thuật công nghiệp:

Chương 1: Giao tuyến của vật thể (12 giờ: 4 LT, 8 TH)

Cung cấp phương pháp xác định giao tuyến giữa mặt phẳng với các khối hình học cơ bản và giao tuyến giữa hai khối hình học với nhau:

  • Giao tuyến của mặt phẳng với khối đa diện: Xác định hình đa giác phẳng dựa trên tính chất mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng hình chiếu.
  • Giao tuyến của mặt phẳng với khối tròn xoay: Mặt phẳng cắt hình trụ tạo ra đường tròn (vuông góc trục), elip (nghiêng với trục) hoặc hình chữ nhật (song song với trục). Mặt phẳng cắt hình nón tròn xoay tạo ra đường tròn (song song đáy), tam giác cân (qua đỉnh), parabol (song song một đường sinh), hyperbol (song song trục hoặc hai đường sinh) và elip (cắt tất cả các đường sinh). Mặt phẳng cắt hình cầu luôn tạo thành đường tròn.
  • Ứng dụng trên chi tiết điển hình: Đầu trục vát phẳng, đầu trục xẻ rãnh, đầu đinh vít chỏm cầu xẻ rãnh.
  • Giao tuyến của hai khối hình học: Giao tuyến của hai khối đa diện (đường gãy khúc khép kín trên vật thể có rãnh); giao tuyến của hai khối tròn (hai hình trụ có trục vuông góc với đường kính bằng nhau tạo thành hai nhánh elip, hai hình trụ có đường kính khác nhau, hình trụ giao hình cầu, hình trụ có lỗ hình hộp).

Chương 2: Hình chiếu trục đo (15 giờ: 4 LT, 10 TH, 1 KT)

Trình bày nguyên lý xây dựng hình chiếu trục đo bằng phép chiếu song song hệ trục tọa độ $OXYZ$ lên mặt phẳng $P'$ theo phương chiếu $l$:

  • Thông số cơ bản: Hệ số biến dạng theo các trục đo $O'X'$ ($p$), $O'Y'$ ($q$), $O'Z'$ ($r$). Phân loại theo phương chiếu (vuông góc, xiên) và hệ số biến dạng (đều, cân, lệch).
  • Hình chiếu trục đo vuông góc đều: Góc giữa các trục đo $X'O'Y' = Y'O'Z' = X'O'Z' = 120^\circ$; hệ số biến dạng thực tế $p = q = r = 0,82$; hệ số biến dạng quy ước $p = q = r = 1$ (tương ứng độ phóng đại 1,22 lần). Đường tròn trên các mặt phẳng tọa độ biến thành elip có trục lớn $1,22d$, trục nhỏ $0,7d$, được vẽ quy ước thay thế bằng hình ôvan qua phương pháp dựng 4 cung tròn trên hình thoi cạnh $d$ góc $60^\circ$.
  • Hình chiếu trục đo xiên cân: Góc giữa các trục đo $X'O'Y' = Y'O'Z' = 135^\circ$, $X'O'Z' = 90^\circ$; hệ số biến dạng $p = r = 1$, $q = 0,5$. Đường tròn trong mặt đứng $XOZ$ không biến dạng; đường tròn trong các mặt $XOY$, $YOZ$ biến thành elip nghiêng góc $7^\circ$ với trục lớn $1,06d$, trục nhỏ $0,35d$.
  • Trình tự dựng hình: Dựng hình chiếu trục đo cho vật thể dạng hình hộp ngoại tiếp, vật thể có mặt đối xứng và vật thể bị cắt một phần thể hiện kết cấu bên trong.

Chương 3: Biểu diễn vật thể (10 giờ: 4 LT, 5 TH, 1 KT)

Hệ thống hóa các phương pháp biểu diễn vật thể kỹ thuật theo tiêu chuẩn nhà nước:

  • Hình chiếu: Gồm 6 hình chiếu cơ bản bố trí theo TCVN 5-78 trên 6 mặt của hộp hình chiếu lập phương (hình chiếu từ trước/đứng, từ trên/bằng, từ trái/cạnh, từ phải, từ dưới, từ sau); hình chiếu phụ (trên mặt phẳng không song song mặt phẳng cơ bản); hình chiếu riêng phần (biểu diễn một phần vật thể).
  • Quy tắc ghi kích thước: Phân định kích thước định hình (độ lớn từng khối) và kích thước định vị (khoảng cách tương đối giữa các khối dựa trên mặt đáy, trục đối xứng) theo TCVN 5705; phương pháp phân tích đọc bản vẽ 3 hình chiếu vuông góc của chi tiết nắp ổ trục.
  • Hình cắt và mặt cắt: Phân loại hình cắt theo vị trí mặt phẳng (đứng, bằng, cạnh, nghiêng), theo số lượng mặt phẳng (đơn giản, phức tạp/bậc) và theo phần vật thể bị cắt (toàn phần, riêng phần). Quy định không cắt dọc các chi tiết đặc như đinh tán, bulông, nan hoa, gân trợ lực. Ký hiệu tuyến ảnh vật liệu trên mặt cắt theo TCVN 7:1993 với nét liền mảnh nghiêng $45^\circ$, khoảng cách $2 \div 5\text{ mm}$. Phân biệt mặt cắt rời (nét đậm) và mặt cắt chập (nét mảnh).
  • Hình trích: Biểu diễn kết cấu kích thước nhỏ phóng to bằng đường tròn nét liền mảnh, đánh số thứ tự La Mã và ghi rõ tỉ lệ.

Chương 4: Bản vẽ chi tiết (8 giờ: 2 LT, 6 TH)

Hướng dẫn thiết lập và đọc hiểu bản vẽ phục vụ gia công cơ khí:

  • Bốn nội dung của bản vẽ chi tiết: Hình biểu diễn, Kích thước, Yêu cầu kỹ thuật và Khung tên tiêu chuẩn gồm 19 ô nội dung.
  • Chuẩn kích thước và trình tự gia công: Xác định mặt chuẩn (mặt gia công chính, mặt tiếp xúc), đường chuẩn (trục quay), điểm chuẩn (tâm đường tròn) gắn liền với các bước công nghệ.
  • Dung sai lắp ghép và sai lệch hình học: Khái niệm dung sai lỗ ($TD$), dung sai trục ($Td$), ví dụ cách ghi kích thước $\varnothing 18H7$ ($\varnothing 18^{+0,018}_{\ 0}$), $32 \pm 0,1\text{ mm}$. Bảng ký hiệu 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, độ đối xứng $\div$, độ đảo mặt đầu).
  • Nhám bề mặt: Phân loại dựa trên tỉ số bước nhấp nhô $P$ và chiều cao nhấp nhô $h$: $$\frac{P}{h} \le 50 \implies \text{Nhám bề mặt } (h_3)$$ $$50 < \frac{P}{h} \le 1000 \implies \text{Sóng bề mặt } (h_2)$$ $$\frac{P}{h} > 1000 \implies \text{Sai lệch hình dáng } (h_1)$$ Ký hiệu nhám bề mặt bằng dấu $V$ lệch kèm chỉ số $Ra$ (chỉ ghi số) hoặc $Rz$ (ghi ký hiệu kèm số).
  • Quy trình đọc bản vẽ chi tiết 4 bước: Đọc khung tên $\to$ Đọc hình biểu diễn $\to$ Đọc kích thước $\to$ Đọc ký hiệu và yêu cầu kỹ thuật (dung sai, độ nhám, nhiệt luyện).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống nền tảng vững chắc dựa trên:

  1. Lý thuyết hình học họa hình và phép chiếu: Nền tảng phép chiếu trực giao và phép chiếu song song, phục vụ giải quyết các bài toán xác định vết giao tuyến và chuyển đổi giữa không gian 2D và 3D.
  2. Hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN): Tuân thủ chặt chẽ TCVN 5-78 (Hình chiếu), TCVN 5705 (Ghi kích thước), TCVN 7:1993 (Ký hiệu vật liệu và mặt cắt).
  3. Cơ sở kỹ thuật gia công cơ khí: Mối liên hệ hữu cơ giữa việc ghi kích thước, chọn chuẩn công nghệ, dung sai lắp ghép và độ nhám bề mặt với quy trình chế tạo thực tế trên máy công cụ.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Dựng hình chiếu trực giao, dựng giao tuyến của các khối hình học giao nhau, dựng hình chiếu trục đo vuông góc đều/xiên cân, vẽ hình cắt và mặt cắt phức tạp.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích vật thể thành các khối hình học cơ bản, bóc tách kích thước định hình và định vị, đọc hiểu liên hệ không gian trên các bản vẽ chi tiết phức tạp (chi tiết dạng hộp, ống lót, chi tiết tròn xoay).
  • Kỹ năng nghề nghiệp thực hành (Practical competencies): Thiết lập bản vẽ chi tiết hoàn chỉnh có đầy đủ yêu cầu kỹ thuật, tra cứu dung sai lắp ghép, ký hiệu độ nhám bề mặt và phát hiện các lỗi sai sót trên bản vẽ thiết kế cơ khí.

3. Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích cực kết hợp giữa thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu chuyên ngành, phân tích bài tập tình huống và thảo luận nhóm.

Cơ cấu bài tập và hoạt động thực hành

  • Thời lượng thực hành, thảo luận và bài tập chiếm 28/45 giờ (khoảng 62,2% thời lượng môn học), tập trung vào các dạng bài tập:
    • Dựng giao tuyến mặt phẳng cắt khối đa diện, khối nón, khối trụ và giao tuyến giữa hai khối tròn xoay.
    • Vẽ hình chiếu trục đo xiên cân và vuông góc đều cho chi tiết dạng hộp, chi tiết có rãnh khoét và chi tiết tròn xoay.
    • Phân tích bản vẽ 3 hình chiếu, dựng hình chiếu thứ ba từ hai hình chiếu cho trước, vẽ hình cắt riêng phần/toàn phần và lập bản vẽ chi tiết nắp ổ trục.
  • Tổ chức thảo luận nhóm: Học viên được chia thành các nhóm nhỏ từ 8–10 người, nhận chủ đề kỹ thuật trước buổi học để nghiên cứu, phân công thành viên phân tích, tổng hợp và viết báo cáo chuyên đề.

Phương pháp kiểm tra và đánh giá

Quy trình đánh giá tuân thủ quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:

Thành phần đánh giá Hình thức tổ chức Thời điểm Trọng số Chuẩn đầu ra đánh giá
Kiểm tra thường xuyên Viết / Tự luận / Hỏi miệng Sau 27 giờ 40% (gồm ĐKTX & ĐKĐK) A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2
Kiểm tra định kỳ Tự luận / Thuyết trình Sau 36 giờ (Tính trong điểm quá trình) A4, B2, C2
Thi kết thúc môn học Viết / Tự luận (Lý thuyết + TH) Sau 45 giờ 60% A1, A2, A3, B1, B2, C1, C2

Lưu ý: Điểm đánh giá tính theo thang điểm 10, làm tròn đến một chữ số thập phân và quy đổi sang thang điểm 4/điểm chữ theo quy chế đào tạo tín chỉ.

Hướng dẫn tự học cho học viên

  • Nghiên cứu trước bài học và tài liệu tham khảo được cung cấp (thư viện, website, tài liệu chuyên ngành).
  • Tham gia tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết trên lớp (học viên vắng quá 30% số tiết lý thuyết bắt buộc phải học lại môn học, không đủ điều kiện dự thi kết thúc môn).
  • Chuẩn bị đầy đủ trang thiết bị học tập cá nhân: Bộ thước vẽ kỹ thuật, compa, bút chì, bìa kẹp và giấy vẽ theo quy chuẩn phòng học chuyên môn hóa.

4. Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính chuẩn mực từ tài liệu nguồn: Giáo trình kế thừa và hệ thống hóa kiến thức từ các tài liệu kinh điển trong đào tạo cơ khí tại Việt Nam, bao gồm:
    • PGS. Trần Hữu Quế - GVC, Giáo Trình Vẽ Kỹ Thuật (Dùng cho các trường cao đẳng), NXB Giáo Dục, 2007.
    • Trần Hữu Quế - GVC, 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, Tập 2), NXB Giáo Dục, 2006.
  • Gắn kết trực tiếp với thực tế sản xuất và công nghệ chế tạo:
    • Nội dung biểu diễn kích thước được tiếp cận từ góc độ công nghệ (phân định chuẩn thiết kế và chuẩn công nghệ, kích thước định khối và kích thước định vị).
    • Tích hợp cụ thể các bảng tra và ký hiệu dung sai vị trí bề mặt, bảng phân loại nhám bề mặt theo tỷ số bước nhấp nhô $P/h$, quy chuẩn ghi ký hiệu nhiệt luyện và khung tên 19 ô theo đúng quy định hồ sơ thiết kế công nghiệp.
  • Định hướng ứng dụng ngành dầu khí và cơ khí chế tạo: Các ví dụ minh họa và bài tập được chọn lọc từ kết cấu thực tế như nắp ổ trục, trục bậc, chi tiết ống lót, chi tiết vát phẳng/xẻ rãnh, giúp người học làm quen với các dạng bản vẽ chi tiết máy dùng trong lắp ráp và sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí.

5. Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên / Học viên:
    • Học viên trình độ Cao đẳng chuyên ngành Cắt gọt kim loại (CGKL).
    • Học viên trình độ Cao đẳng chuyên ngành Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí (SCTBCBDK).
    • Sinh viên các ngành kỹ thuật cơ khí cần tài liệu tham khảo chuẩn hóa về vẽ chi tiết và đọc bản vẽ cơ khí.
  • Điều kiện tiên quyết: Học viên bắt buộc đã hoàn thành môn học Vẽ kỹ thuật 1 (CK19MH01), nắm vững kiến thức về tiêu chuẩn trình bày bản vẽ, các phép chiếu cơ bản và dựng hình học đơn giản.
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ chuẩn để lập kế hoạch bài giảng, biên soạn phiếu thực hành, phiếu học tập và xây dựng ngân hàng câu hỏi kiểm tra đánh giá định kỳ, kết thúc môn học.
  • Tự học và nghiên cứu ứng dụng: Dùng làm tài liệu tra cứu quy chuẩn kỹ thuật cho học viên khi thực hiện đồ án môn học (Nguyên lý - Chi tiết máy, Dung sai, AutoCAD) và các đợt thực tập sản xuất tại xưởng cơ khí, nhà máy chế biến dầu khí.

6. Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này được biên soạn cho đối tượng nào?

Giáo trình được biên soạn phục vụ đào tạo trình độ Cao đẳng cho học viên ngành Cắt gọt kim loại và Sửa chữa thiết bị chế biến Dầu khí tại Trường Cao đẳng Dầu khí, đồng thời dùng làm tài liệu tham khảo cho khối ngành kỹ thuật cơ khí.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học môn này?

Người học bắt buộc phải hoàn thành học phần Vẽ kỹ thuật 1 (Mã môn học: CK19MH01). Đây là điều kiện tiên quyết để tiếp thu các nội dung về giao tuyến phức tạp, hình chiếu trục đo và bản vẽ chi tiết.

3. Cấu trúc đánh giá kết quả học tập của môn học như thế nào?

Theo quy định đào tạo tín chỉ, điểm tổng kết môn học gồm: Điểm quá trình chiếm 40% (gồm điểm kiểm tra thường xuyên sau 27 giờ và kiểm tra định kỳ sau 36 giờ) và Điểm thi kết thúc môn học chiếm 60% (tổ chức sau 45 giờ theo hình thức tự luận).

4. Quy định về thời lượng tham gia lớp học đối với học viên ra sao?

Học viên phải tham dự tối thiểu 70% tổng số tiết lý thuyết. Trường hợp học viên vắng quá 30% số tiết lý thuyết sẽ không đủ điều kiện dự thi và bắt buộc phải đăng ký học lại môn học.

5. Giáo trình này hỗ trợ những môn học và mô đun nào tiếp theo?

Kiến thức từ giáo trình là nền tảng trực tiếp để học các môn học kỹ thuật cơ sở và thực hành chuyên ngành tiếp sau: Cơ kỹ thuật (CK19MH03), Dung sai (CK19MH05), AutoCAD (CG19MH01), Nguyên lý - Chi tiết máy (CG19MH02), các mô đun thực hành Gia công trên máy tiện/phay/mài và Gia công CNC.

7. Kết luận

Giáo trình Vẽ kỹ thuật 2 (CK19MH02) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu đào tạo cơ sở có cấu trúc chặt chẽ, kết hợp hài hòa giữa cơ sở lý thuyết dựng hình không gian và quy chuẩn bản vẽ kỹ thuật cơ khí hiện hành. Với tỷ trọng thực hành chiếm hơn 62% tổng thời lượng, giáo trình cung cấp phương pháp luận chuẩn mực giúp người học rèn luyện kỹ năng biểu diễn vật thể, xác lập và đọc hiểu bản vẽ chi tiết cơ khí một cách chính xác.

Lộ trình học tập đề xuất là hoàn thành tuần tự từ Chương 1 (xác định giao tuyến) $\to$ Chương 2 (dựng hình chiếu trục đo) $\to$ Chương 3 (biểu diễn vật thể trên hình chiếu, hình cắt, mặt cắt) $\to$ Chương 4 (hoàn thiện bản vẽ chi tiết có dung sai và độ nhám). Để đạt hiệu quả tối ưu, người học cần kết hợp nghiên cứu bộ tài liệu Bài tập vẽ kỹ thuật cơ khí (Tập 1, Tập 2) của tác giả Trần Hữu Quế - Nguyễn Văn Tuấn và ứng dụng thực hành trên phần mềm AutoCAD ở các học phần kế tiếp.