Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Gia công trên máy mài (Mã mô đun: CG19MĐ06) được biên soạn bởi tập thể giảng viên Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam), do ông Trần Thanh Ngọc làm Chủ biên cùng sự tham gia của các tác giả Lê Anh Dũng và Đỗ Văn Thọ. Tài liệu được ban hành chính thức theo Quyết định số 186/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020, phục vụ công tác đào tạo chuyên ngành Cắt gọt kim loại ở trình độ Trung cấp và Cao đẳng.

Trong chương trình đào tạo khung, mô đun có khối lượng 5 tín chỉ với tổng thời lượng 120 giờ (gồm 28 giờ lý thuyết, 87 giờ thực hành/thảo luận và 5 giờ kiểm tra). Học phần được xếp ở vị trí chuyên môn bắt buộc, học sau các môn học cơ sở kỹ thuật và các mô đun kỹ thuật gia công cơ bản như Cơ sở công nghệ gia công kim loại (CG19MH03), Gia công nguội cơ bản (CG19MĐ01), Gia công trên máy tiện 1 (CG19MĐ02), Gia công trên máy phay 1 (CG19MĐ04), cùng Gia công trên máy phay CNC 1 (CG19MĐ05).

[Các môn học cơ sở: Hình học họa hình, Vẽ kỹ thuật, Vật liệu cơ khí, Dung sai, An toàn LĐ]
[Các mô đun tiền đề: Tiện 1, Phay 1, Gia công nguội, Cơ sở CNC, Máy cắt kim loại]
             [Thực tập sản xuất tại doanh nghiệp / Tốt nghiệp]

Mục tiêu đào tạo của giáo trình được xác định rõ qua ba nhóm chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức (A1–A3): Trình bày bản chất quá trình cắt gọt khi mài, phân loại đá mài, quy trình cân bằng, gá lắp, sửa đá, vận hành máy mài phẳng và phân tích nguyên nhân sai hỏng.
  • Kỹ năng (B1–B3): Lựa chọn chính xác đá mài theo vật liệu, thực hiện cân bằng tĩnh và sửa đá bằng bút kim cương, vận hành máy mài phẳng và gia công hoàn chỉnh các bề mặt phẳng (mài 6 mặt) đạt dung sai kỹ thuật.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C6): Tuân thủ kỷ luật xưởng, quy trình an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp và tác phong làm việc nhóm.

Cấu trúc giáo trình gồm 9 bài học, được thiết kế theo trình tự tích hợp từ lý thuyết cắt gọt kim loại, phân loại dụng cụ mài, an toàn kiểm định đá mài đến kỹ thuật vận hành máy mài phẳng và máy mài tròn vạn năng.

Nội dung kiến thức cốt lõi

                             GIÁO TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MÁY MÀI
                                        (CG19MĐ06)
[PHẦN CƠ SỞ KỸ THUẬT MÀI]          [CHUẨN BỊ VÀ HIỆU CHỈNH ĐÁ]         [VẬN HÀNH VÀ GIA CÔNG MẶT HÀNG]
- Bài 1: Quá trình cắt & P/p mài    - Bài 2: Cấu tạo & ký hiệu đá mài   - Bài 5 & 6: Vận hành & mài phẳng
- Cơ cấu hình thành phoi            - Bài 3: Thử & cân bằng đá mài      - Bài 7, 8, 9: Vận hành mài tròn,
- Lực cắt Pz, Py & công suất N      - Bài 4: Gá lắp & sửa đá mài                     mài trục & mài côn

Các chương/chủ đề chính

Nội dung 9 bài học trong giáo trình phân bổ theo tiến trình logic từ nguyên lý cơ bản đến gia công định hình:

  • Bài 1: Quá trình cắt gọt khi mài và các phương pháp mài (8 giờ): Phân tích sự khác biệt giữa mài và tiện, phay, bào. Giới thiệu các sơ đồ mài và 4 phương pháp chuyển động: mài tiến dọc ($S_d$), mài tiến ngang ($S_n$), mài quay tròn ($S_v$) và mài phối hợp. Xác định các thành phần lực cắt và công suất cắt gọt.
  • Bài 2: Cấu tạo và ký hiệu các loại đá mài (4 giờ): Cung cấp đặc tính cơ lý của hạt mài tự nhiên và nhân tạo ($\text{Al}_2\text{O}_3$, $\text{SiC}$, $\text{B}_4\text{C}$, $\text{CBN}$, Kim cương); các dạng chất dính kết (Kêramic - G, Bakêlit - B, Vuncanic - V, cao su, silicat, kim loại); phân cấp độ hạt, cấu trúc mật độ (cấp 1–12), độ cứng theo tiêu chuẩn TCVN-C11-64 và quy cách các dạng đá mài phẳng, trụ, ống loe (ký hiệu $V_1$ đến $V_8$).
  • Bài 3: Phương pháp thử và cân bằng đá mài (4 giờ): Trình bày quy trình kiểm tra khuyết tật bằng âm thanh, phương pháp thử quay quá tốc độ gấp 1,5 lần; nguyên lý cân bằng tĩnh trên giá đỡ thanh lăn tam giác/tròn và cân bằng động; bảng tra giới hạn mất cân bằng theo tiêu chuẩn ГОСТ 3060-55 từ cấp 1 đến cấp 4.
  • Bài 4: Lắp và sửa đá mài (8 giờ): Thiết lập yêu cầu kỹ thuật gá lắp mặt bích (đường kính bích bằng 1/3 đường kính đá, lót đệm đàn hồi, căn khe hở $0{,}1\text{ mm}$, độ không đồng tâm trục $\le 0{,}05\text{ mm}$); quy trình siết ốc đối xứng theo sơ đồ 1-2-3-4-5-6; phương pháp sửa đá bằng mũi kim cương định góc nghiêng $5^\circ - 15^\circ$ và $20^\circ - 30^\circ$.
  • Bài 5: Vận hành máy mài phẳng (8 giờ): Giới thiệu thông số máy mài phẳng ACRA, cấu tạo bàn từ tính, đầu mài, bơm dầu thủy lực, cữ chặn hành trình và trình tự vận hành an toàn.
  • Bài 6: Mài mặt phẳng trên máy mài phẳng (24 giờ): Kỹ thuật gá đặt phôi trên bàn từ, quy trình mài mặt phẳng đơn lẻ và mài phối hợp 6 mặt; phân tích dạng sai hỏng (cháy bề mặt, biến màu, nứt nẻ, sai lệch độ phẳng) và phương pháp khắc phục.
  • Bài 7: Vận hành máy mài tròn (8 giờ): Cấu tạo, nguyên lý vận hành máy mài tròn vạn năng, hệ thống ụ đá, ụ phôi và mâm cặp.
  • Bài 8 & Bài 9: Mài mặt trụ ngoài và mặt côn ngoài trên máy mài tròn (56 giờ): Quy trình công nghệ mài chi tiết dạng trục có tâm và không tâm; mài côn ngoài bằng phương pháp xoay bàn máy hoặc xoay ụ phôi; kiểm tra dung sai hình học và độ nhẵn bề mặt.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng cơ sở lý thuyết gia công cắt gọt cơ khí thông qua các mô hình hóa vật lý:

  • Cơ chế cắt gọt vi mô: Quá trình tách phoi của hạt mài diễn ra qua 3 giai đoạn: Trượt (ma sát sinh nhiệt) $\rightarrow$ Nén (biến dạng dẻo bề mặt kim loại) $\rightarrow$ Tách phoi (thời gian cắt cực ngắn từ $0{,}0001$ đến $0{,}00005$ giây).
  • Lực cắt và truyền động: Công thức tính lực cắt tiếp tuyến $P_z$: $$P_z = C_p \cdot 10 \quad (\text{N})$$ (với $C_p = 2{,}2$ đối với thép tôi, thép chưa tôi và gang). Lực hướng kính $P_y$ được xác định lớn hơn lực cắt gọt theo thực nghiệm: $$P_y = (1 \div 3)P_z$$
  • Tính toán động lực học: Công thức tính công suất trục đá ($N_{\text{đá}}$) và công suất quay chi tiết ($N_{\text{ct}}$) có xét đến hiệu suất truyền động ($\eta = 0{,}75 \div 0{,}85$) cùng hệ số an toàn tải trọng $k = 1{,}2 \div 1{,}5$.
  • Hệ thống tiêu chuẩn hóa: Sử dụng hệ thống phân cấp độ cứng (M, MV, TB, CV, C, RC), bảng chọn đá mài theo vật liệu chi tiết gia công và bảng đối trọng cân bằng đá theo quy chuẩn quốc tế.
Vật liệu gia công Loại hạt mài khuyên dùng Độ hạt Độ cứng đá Chất dính kết
Thép đã tôi Corindon nhân tạo ($\text{Al}_2\text{O}_3$ trắng) 36 – 80 MV1 – TB1 Kêramic (G)
Hợp kim cứng Silic cacbua xanh ($\text{SiC}$) / Kim cương 46 – 80 M3 – MV1 Kêramic (G) / Kim loại
Gang xám Silic cacbua đen ($\text{SiC}$) 24 – 60 MV1 – TB1 Kêramic (G)
Đồng thau / Kim loại màu Silic cacbua ($\text{SiC}$) 36 – 60 MV1 – MV2 Kêramic (G)

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật: Cân bằng tĩnh đá mài bằng hệ thống 3 đối trọng (A, B, C lệch nhau $120^\circ$); định lượng chiều sâu rà sửa thô ($0{,}02 - 0{,}03\text{ mm}$) và rà sửa tinh ($0{,}01\text{ mm}$); vận hành hệ thống cấp từ mâm cặp và du xích vi chỉnh bước tiến $0{,}005\text{ mm}$ trên đầu máy mài phẳng.
  • Kỹ năng phân tích: Đọc hiểu bảng ký hiệu kỹ thuật in trên thân đá mài; chẩn đoán khuyết tật nứt ngầm qua âm thanh gõ búa; phát hiện và phân loại các dạng hư hỏng chi tiết mài do rung động cơ học hoặc quá nhiệt cục bộ.
  • Kỹ năng thao tác xưởng: Bảo dưỡng bôi trơn máy bằng dầu chuyên dụng (nhãn hiệu M), căn chỉnh nắp bảo hộ an toàn góc mở tối đa $150^\circ$, điều chỉnh các cữ chặn đảo chiều bàn máy thủy lực chính xác theo kích thước phôi gia công.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy kết hợp giữa trang bị lý thuyết chuyên ngành và thực hành thao tác xưởng:

  • Phương pháp giảng dạy: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực gồm thuyết trình định hướng, nêu vấn đề kỹ thuật từ các sự cố mài thực tế, hướng dẫn sinh viên khai thác sơ đồ động lực học và các bảng tra cứu tiêu chuẩn. Giảng viên thị phạm trực tiếp quy trình kiểm tra âm thanh, cân bằng tĩnh và rà sửa đá mài trên thiết bị.
  • Tổ chức học tập: Phân chia nhóm nhỏ từ 8 đến 10 người học. Mỗi nhóm tự phân công nhóm trưởng điều hành thảo luận chủ đề kỹ thuật trước buổi học, lập kế hoạch thực hiện bài tập gá đặt, ghi chép nhật ký gia công và hoàn thành báo cáo kỹ thuật.
  • Quy định chuyên cần và tự học: Người học phải tham dự tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết và 100% thời lượng bài giảng thực hành tại xưởng; nếu vắng quá 30% lý thuyết sẽ phải học lại toàn bộ mô đun. Người học phải đọc trước tài liệu, hoàn thành các câu hỏi tình huống cuối mỗi bài học và chủ động tìm hiểu cấu tạo động cơ thực tế tại doanh nghiệp.
  • Phương pháp và thang điểm đánh giá: Áp dụng quy chế đào tạo ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:
    • Đánh giá thường xuyên (hệ số 1): Thực hiện sau 15 giờ học bằng hình thức kiểm tra viết, vấn đáp, trắc nghiệm hoặc báo cáo thực hành (đánh giá CĐR A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2).
    • Đánh giá định kỳ (hệ số 2): Thực hiện sau 45 giờ học (đánh giá CĐR A4, B4, C3).
    • Điểm đánh giá quá trình (thường xuyên và định kỳ) chiếm trọng số 40%.
    • Điểm thi kết thúc môn học chiếm trọng số 60%, tổ chức sau khi kết thúc 120 giờ theo hình thức tự luận kết hợp trắc nghiệm toàn diện (đánh giá CĐR A1–A5, B1–B5, C1–C3).
    • Kết quả được chấm theo thang điểm 10 (làm tròn 1 chữ số thập phân), sau đó quy đổi sang thang điểm chữ và thang điểm 4 theo quy định đào tạo tín chỉ.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Thông số kỹ thuật gắn liền thiết bị gia công công nghiệp: Nội dung đào tạo được quy chuẩn hóa trực tiếp trên máy mài phẳng ACRA với các thông số công nghệ cụ thể: kích thước chi tiết mài tối đa $450 \times 150 \times 200\text{ mm}$, đường kính đá mài lớn nhất $250\text{ mm}$, công suất động cơ trục đá $1{,}5\text{ kW}$, tốc độ quay $3000\text{ vòng/phút}$, hành trình bàn máy $470\text{ mm}$, trọng lượng máy $850\text{ kg}$.
  • Chuẩn hóa đối chiếu ký hiệu liên chuẩn: Bảng phân loại chất kết dính và hạt mài được lập bảng đối chiếu tương đương giữa các hệ tiêu chuẩn: Việt Nam (TCVN), Liên Xô (ГОСТ), Trung Quốc và Tiệp Khắc (chất keo Kêramic: G – K – A – V; Bakêlit: B – b – S – B; Vuncanic: V – B – X – R), hỗ trợ người học tra cứu khi tiếp cận thiết bị và vật tư nhập khẩu.
  • Tập trung vào kiểm soát an toàn kỹ thuật cao: Đưa ra các quy chuẩn khắt khe trong an toàn xưởng mài: kiểm tra vết nứt đá mài bằng thanh gõ âm thanh, vận hành chạy không tải 60 phút đối với đá mới xuất xưởng hoặc 10 phút sau khi gá lắp, giới hạn góc hở nắp che an toàn của máy mài phẳng không vượt quá $150^\circ$, quy tắc người vận hành đứng lệch sang một bên khi khởi động máy.
  • Kế thừa các tài liệu chuyên khảo: Giáo trình tổng hợp và kế thừa có hệ thống từ hai tài liệu chuyên ngành cơ khí: Kỹ thuật mài của tác giả Nguyễn Văn Tính (Trường CNKT I Hà Nội, 1996) và Thực hành cơ khí tiện - phay - bào - mài của các tác giả Trần Thế San, Hoàng Trí, Nguyễn Thế Hùng (NXB Đà Nẵng, 2000).

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên và học viên: Dành cho người học trình độ Trung cấp và Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại, Công nghệ chế tạo máy tại Trường Cao đẳng Dầu khí và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp kỹ thuật.
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết: Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học lý thuyết cơ sở và thực hành tiền đề trong chương trình khung, gồm:
    • Hình học họa hình (CK19MH10) và Vẽ kỹ thuật 1 (CK19MH01): đọc hiểu bản vẽ chi tiết và dung sai.
    • Vật liệu cơ khí (CK19MH04) và Dung sai (CK19MH05): xác định độ cứng vật liệu, chọn đá mài và kiểm soát độ nhẵn bóng.
    • An toàn, vệ sinh lao động (ATMT19MH01): nguyên tắc an toàn xưởng gia công cắt gọt.
    • Cơ sở công nghệ gia công kim loại (CG19MH03), Máy cắt kim loại (CG19MH04), Gia công nguội cơ bản (CG19MĐ01), Gia công trên máy tiện 1 (CG19MĐ02), Gia công trên máy phay 1 (CG19MĐ04).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ biên soạn giáo án lý thuyết, phiếu hướng dẫn thực hành mài phẳng, mài tròn và thiết lập ngân hàng câu hỏi kiểm tra đánh giá theo chuẩn đầu ra mô đun.
  • Kỹ thuật viên cơ khí tại doanh nghiệp: Sử dụng làm tài liệu tra cứu các thông số công nghệ (độ hạt, chất dính kết, góc nghiêng rà sửa đá kim cương, bảng khối lượng mất cân bằng) phục vụ gia công, bảo dưỡng chi tiết máy.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế chuẩn hóa cho sinh viên hệ Trung cấp và Cao đẳng theo học nghề Cắt gọt kim loại; đồng thời là tài liệu tham khảo cho giảng viên dạy nghề và thợ gia công cơ khí tại các xưởng sản xuất, doanh nghiệp cơ khí chế tạo.

2. Cần kiến thức nền nào để học môn học này?

Người học cần tích lũy các kiến thức và kỹ năng cơ sở đã học trong chương trình, gồm: Vẽ kỹ thuật cơ khí, Vật liệu học, Dung sai lắp ghép, An toàn vệ sinh lao động, cùng kỹ năng thao tác cơ bản từ các mô đun Gia công nguội, Gia công tiện 1 và Gia công phay 1.

3. Điểm khác biệt về mặt kỹ thuật của giáo trình là gì?

Tài liệu tích hợp hướng dẫn chi tiết quy trình cân bằng động - tĩnh của đá mài theo tiêu chuẩn ГОСТ 3060-55, phương pháp rà sửa đá bằng đầu kim cương có thông số góc nghiêng cụ thể, đối chiếu ký hiệu đá mài qua 4 hệ tiêu chuẩn quốc tế và gắn trực tiếp với thao tác trên máy mài phẳng ACRA.

                           QUY TRÌNH GÁ LẮP VÀ HIỆU CHỈNH ĐÁ

4. Làm sao để tự học và rèn luyện kỹ năng thực hành hiệu quả?

Người học cần nghiên cứu nội dung lý thuyết và trả lời hệ thống câu hỏi thảo luận cuối mỗi bài trước khi đến lớp; tuân thủ thời lượng tham gia tối thiểu 70% lý thuyết và 100% thực hành xưởng; tích cực tham gia thảo luận nhóm (8–10 người) và rèn luyện kỹ năng quan sát các thông số rung động, biến màu của phôi khi thao tác trên máy.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo giáo trình?

Giáo trình sử dụng hệ thống câu hỏi thảo luận, bài tập tình huống xưởng đi kèm mỗi bài và gợi ý tham khảo 2 tài liệu chuyên ngành:

  1. Kỹ thuật mài – Tác giả: Nguyễn Văn Tính (Trường CNKT I Hà Nội, 1996).
  2. Thực hành cơ khí tiện - phay - bào - mài – Tác giả: Trần Thế San, Hoàng Trí, Nguyễn Thế Hùng (NXB Đà Nẵng, 2000).

Kết luận

Giáo trình Gia công trên máy mài (Mã mô đun: CG19MĐ06) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu đào tạo nghề nghiệp mang tính chuẩn hóa, kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết cơ học cắt gọt và kỹ thuật thao tác gia công thực tế.

Lộ trình học tập 120 giờ dẫn dắt người học từ việc nắm vững bản chất lực cắt ($P_z, P_y$), phân tích cấu tạo đá mài theo tiêu chuẩn TCVN-C11-64, làm chủ kỹ thuật cân bằng tĩnh và rà sửa đá kim cương, cho đến việc vận hành thành thạo máy mài phẳng ACRA và máy mài tròn vạn năng.

Việc hoàn thành các chuẩn đầu ra kiến thức và kỹ năng trong giáo trình giúp người học đáp ứng đầy đủ yêu cầu tay nghề của ngành Cắt gọt kim loại trước khi bước vào giai đoạn thực tập sản xuất tại doanh nghiệp.