Tổng quan về giáo trình

Giáo trình môn học Gia công trên máy phay 2 (Mã môn học: MECC66139) được biên soạn bởi nhóm tác giả Đỗ Văn Thọ (Chủ biên), Lê Anh Dũng và An Đình Quân, do Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) ban hành năm 2022 dưới hình thức lưu hành nội bộ. Trong chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại trình độ Cao đẳng, đây là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc có tổng thời lượng 150 giờ (tương đương 6 tín chỉ), được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành mô đun Gia công trên máy phay 1 (MECC55134).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình được cấu trúc toàn diện theo ba chuẩn đầu ra chính:

  • Kiến thức (A1–A5): Trang bị hệ thống quy định an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp tại xưởng cơ khí; quy trình công nghệ và yêu cầu kỹ thuật khi phay chi tiết đa giác, phay rãnh/chốt đuôi én, phay bánh răng trụ răng nghiêng và rãnh xoắn; phương pháp nhận diện nguyên nhân và biện pháp khắc phục các dạng sai hỏng.
  • Kỹ năng (B1–B5): Hình thành năng lực lập phiếu tiến trình công nghệ, vận hành thành thạo máy phay vạn năng, thiết lập và sử dụng đầu phân độ, tính toán lắp đặt bộ bánh răng thay thế, thực hiện gia công chi tiết đạt độ chính xác kỹ thuật và đo kiểm sản phẩm theo đúng bản vẽ.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C3): Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, khả năng làm việc độc lập, tổ chức làm việc nhóm và hướng dẫn kỹ thuật cho người khác.

Giáo trình tiếp cận theo mô hình bài học tích hợp, kết hợp đồng bộ giữa lý thuyết công nghệ và quy trình thực hành chi tiết. Điểm đặc thù của tài liệu là tập trung giải quyết các nguyên công định hình phức tạp trên máy phay vạn năng thông qua hệ thống công thức tính toán chuẩn xác, bảng tra thông số kỹ thuật thực nghiệm và sơ đồ gá đặt minh họa trực quan.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ thành 03 bài học chuyên đề với tiến trình phát triển từ các dạng bề mặt định hình đơn giản đến các chi tiết truyền động cơ khí phức tạp:

[Bài 1: An toàn xưởng & Phay đa giác] (32 giờ)
[Bài 2: Phay rãnh & Chốt đuôi én] (48 giờ)
[Bài 3: Phay bánh răng trụ răng nghiêng & Rãnh xoắn] (70 giờ)
         (Đầu phân độ vạn năng, bánh răng thay thế Zt/Zg, đo W và bề dày răng)

  • Bài 1: An toàn lao động tại xưởng, phay chi tiết đa giác (32 giờ: 6 LT, 25 TH, 1 KT):

    • Cung cấp quy tắc an toàn trước, trong và sau ca làm việc (kiểm tra bôi trơn tối thiểu 3 lần/ngày, không đổi tốc độ khi trục chính đang quay, ngắt cầu dao điện sau khi hoàn thành).
    • Trình bày thông số hình học chi tiết đa giác (đường kính ngoài $D$, khoảng cách giữa hai cạnh đối diện $S$, bề dày $H$).
    • Hướng dẫn phương pháp phân độ đơn giản qua công thức $n = N/Z = 40/Z$ (với $N = 40$ là đặc tính đầu phân độ, $Z$ là số cạnh cần chia).
    • Phân tích nguyên nhân và biện pháp xử lý khi phay chi tiết đa giác bị sai kích thước, lệch góc hoặc các cạnh không đều.

  • Bài 2: Phay rãnh, chuốt đuôi én (48 giờ: 6 LT, 40 TH, 2 KT):

    • Trình bày yêu cầu kỹ thuật đối với rãnh và mộng đuôi én (dung sai góc $\pm 5'$, độ đối xứng $\le 0{,}05\text{ mm}$).
    • Thiết lập quy trình công nghệ 2 bước: Bước 1 phay rãnh vuông sơ bộ bằng dao phay ngón; Bước 2 phay rãnh nghiêng định hình bằng dao phay góc ($\beta = 60^\circ$).
    • Trình bày phương pháp đo kiểm gián tiếp kích thước rãnh và chốt đuôi én bằng hai trụ tròn đường kính $D$ kết hợp thước cặp hoặc panme thông qua công thức toán học: $$Y = B + D\left(\cot\frac{\alpha}{2} + 1\right) \quad \text{hoặc} \quad Y = W + D\left(\cot\frac{\alpha}{2} + 1\right)$$
    • Hướng dẫn sử dụng các phiến căn mẫu để kiểm tra kích thước hình học rãnh.

  • Bài 3: Phay bánh răng trụ răng nghiêng, rãnh xoắn (70 giờ: 16 LT, 54 TH, 1 KT LT, 2 KT TH):

    • Trình bày cấu tạo, sơ đồ động và nguyên lý hoạt động của đầu phân độ vạn năng (bộ truyền trục vít - bánh vít có tỷ số truyền $i = 1/40$, mâm cặp gá phôi, cơ cấu đĩa chia độ có các hàng lỗ tiêu chuẩn: 59, 49, 43, 41, 39, 37, 33, 31, 30, 29, 23, 21, 19, 17).
    • Phân biệt các phương pháp phân độ: phân độ trực tiếp, phân độ đơn giản, phân độ vi sai (sử dụng bánh răng thay thế khi chia các số nguyên tố như 51, 57, 61, 63) và phân độ phay rãnh xoắn.
    • Thiết lập mối quan hệ động học khi phay rãnh xoắn: xoay bàn máy một góc $\beta$ ($\tan \beta = \pi \cdot d / S$, $\alpha = 90^\circ - \beta$) và tính toán bộ bánh răng thay thế liên kết giữa trục vít me bàn máy và trục phụ đầu chia độ: $$\frac{Z_1}{Z_2} = \frac{P_v \cdot i}{S}$$
    • Phân tích nguyên lý gia công răng bằng phương pháp định hình (dùng dao phay đĩa module) so với phương pháp bao hình.
    • Xác định thông số hình học bánh răng trụ răng nghiêng: module pháp tuyến $m_n$, module mặt đầu $m_s = m_n / \cos \beta$, đường kính vòng chia $D_p = m_n \cdot Z / \cos \beta$, đường kính vòng đỉnh $D_e$, đường kính chân răng $D_i$, bước xoắn $S = \pi \cdot D_p / \tan \beta$, và số răng tương đương để chọn dao: $$Z' = \frac{Z}{\cos^3 \beta}$$
    • Kỹ thuật đo kiểm bánh răng nghiêng: kiểm tra bề dày răng bằng thước đo răng hai chiều dựa trên hệ số tra bảng $H$ và $E$; kiểm tra chiều dài pháp tuyến chung $W = m(1{,}476065k + 0{,}013996Z)$; đo độ đảo hướng tâm và độ song song của răng.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố và ứng dụng các nền tảng kỹ thuật cơ sở:

  • Lý thuyết truyền động và động học máy cắt kim loại: Nguyên lý phân chia chuyển động quay thông qua trục vít - bánh vít tỉ số truyền $1/40$ và chuỗi bánh răng thay thế.
  • Nguyên lý tạo hình bề mặt cơ khí: Bản chất của phương pháp cắt gọt định hình (sao chép biên dạng lưỡi cắt của dao phay góc, dao phay đĩa module lên bề mặt gia công).
  • Hình học và dung sai đo lường: Phương pháp đo gián tiếp góc và khoảng cách bằng phần tử tiếp xúc chuẩn (con lăn trụ tròn, căn mẫu) và các công thức lượng giác ứng dụng trong kiểm tra cơ khí chính xác.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác gá đặt đầu phân độ lên bàn máy phay, cân chỉnh độ đồng tâm giữa ụ chia và ụ động bằng mũi cọc rà và đồng hồ so; xoay bàn máy phay theo đúng góc xoắn $\beta$; lắp ráp bộ bánh răng thay thế và bánh răng trung gian (cho trường hợp xoắn trái/xoắn phải).
  • Kỹ năng tính toán và phân tích (Analytical skills): Tính toán chính xác số vòng quay của tay quay đầu phân độ ($n$), chọn hàng lỗ trên đĩa chia, tính toán chế độ cắt ($v, s, t$), tính toán số răng ảo $Z'$ để tra bảng chọn số hiệu dao phay module trong bộ 8 dao tiêu chuẩn.
  • Kỹ năng đo kiểm và thực hành (Practical competencies): Sử dụng thành thạo thước cặp $1/20$, $1/50\text{ mm}$, panme, thước đo răng, dưỡng kiểm, đồng hồ so; kiểm soát chất lượng bề mặt đạt độ nhám $R_z20$; phát hiện và hiệu chỉnh độ rơ của đầu phân độ trước khi cắt gọt.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng định hướng dạy học tích cực, kết hợp chặt chẽ giữa hướng dẫn lý thuyết trọng tâm và rèn luyện kỹ năng thực hành theo nhóm nhỏ tại xưởng.

  • Quy mô và điều kiện cơ sở vật chất:

    • Phòng học lý thuyết chuyên môn hóa: Đảm bảo tối thiểu 35 chỗ ngồi.
    • Xưởng thực hành gia công cắt gọt: Đảm bảo tối thiểu 25 chỗ thực hành. Định mức trang thiết bị quy định: 02 sinh viên/01 máy phay vạn năng; 05 sinh viên/01 đầu phân độ.
    • Vật tư thực hành tiêu chuẩn: Phôi thép C45, bộ căn gá, dao phay mặt đầu, dao phay ngón, dao phay góc $\beta = 60^\circ$, bộ dao phay đĩa module tiêu chuẩn, dung dịch bôi trơn làm nguội.

  • Hình thức tổ chức học tập:

    • Lý thuyết: Giảng viên thuyết trình ngắn gọn, nêu vấn đề, hướng dẫn sinh viên tra cứu tài liệu kỹ thuật và giải quyết các bài tập tính toán.
    • Thảo luận nhóm: Nhóm 8–10 sinh viên nghiên cứu đề tài thảo luận được giao trước buổi học; phân công thành viên lập bản vẽ chi tiết trên khổ giấy A4, xây dựng thứ tự các bước gia công, chọn chế độ cắt và lập bảng quy trình công nghệ hoàn chỉnh để giảng viên phê duyệt trước khi lên máy.

  • Phương pháp và thang điểm đánh giá: Căn cứ theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội và Quy chế đào tạo của Trường Cao đẳng Dầu khí:

    • Điểm đánh giá quá trình (Trọng số 40%):
      • Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1): Tối thiểu 02 cột điểm sau mỗi 70 giờ học, thực hiện qua hình thức tự luận, vấn đáp hoặc đánh giá kỹ năng thực hành.
      • Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2): Tối thiểu 06 cột điểm lý thuyết và thực hành sau mỗi 30 giờ học.
    • Điểm thi kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Thực hiện sau khi kết thúc 150 giờ học bằng hình thức thi viết tự luận kết hợp trắc nghiệm lý thuyết và bài thi thực hành gia công đo kiểm sản phẩm chi tiết trên máy.
    • Quy chuẩn tính điểm: Điểm chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân.
    • Yêu cầu đối với sinh viên: Phải tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng lý thuyết; nếu vắng quá 30% số tiết lý thuyết, sinh viên phải học lại mô đun và không được tham dự kỳ thi kết thúc.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Cấu trúc bám sát chương trình khung Cao đẳng 2022: Giáo trình được xây dựng theo chuẩn chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại đã được Trường Cao đẳng Dầu khí phê duyệt ngày 01 tháng 03 năm 2022, đáp ứng đầy đủ khối lượng kiến thức chuyên môn nâng cao.
  • Hệ thống dữ liệu kỹ thuật và bảng tra đầy đủ: Giáo trình cung cấp hệ thống bảng số liệu hoàn chỉnh phục vụ tính toán công nghệ, bao gồm:
    • Bảng vòng lỗ trên đĩa chia độ đầu phân độ vạn năng.
    • Bảng quy chuẩn chọn số hiệu dao module 8 số dựa trên dải số răng gia công.
    • Bảng hệ số $H$ và $E$ dùng cho thước đo chiều dày bánh răng theo số răng $Z$ (từ $Z = 10$ đến $Z = 135$).
    • Bảng tra hệ số $k$ phục vụ đo chiều dài pháp tuyến chung $W$ cho góc ăn khớp $\alpha = 20^\circ$.
  • Quy trình công nghệ thực tế và có tính ứng dụng cao: Mỗi bài học đều có ví dụ tính toán số học cụ thể (như phân độ chi tiết lục lăng Ø34,6 mm; phay rãnh then đuôi én kích thước $42 \times 42 \times 30\text{ mm}$; phay bánh răng xoắn trái $m_n = 1{,}75$, $Z = 17$, $\beta = 18^\circ$) đi kèm từng bước hướng dẫn gá đặt, chọn vận tốc cắt $v = 25\text{ m/phút}$, lượng tiến dao $s_z = 0{,}1\text{ mm/răng}$, tốc độ trục chính $n = 120\text{ vòng/phút}$.
  • Tài liệu tham khảo chuyên ngành chọn lọc: Nhóm biên soạn đã tổng hợp kiến thức từ các tài liệu cơ khí kinh điển:
    • [1] Phạm Quang Lê, Kỹ thuật phay, NXB Công nhân kỹ thuật, 1980.
    • [2] Kỹ thuật phay, NXB Mir Matxcơva, 1984.
    • [3] Trần Thế San, Hoàng Trí, Nguyễn Thế Hùng, Thực hành cơ khí Tiện-Phay-Bào-Mài.
    • [4] Phạm Quang Lê, Hỏi đáp về Kỹ thuật Phay, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1971.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên đào tạo chính quy: Sinh viên năm thứ hai hoặc năm thứ ba trình độ Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại (thuộc khối ngành cơ khí chế tạo máy).
  • Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học và mô đun tiên quyết trong khung chương trình:
    • Dung sai (MECM53001) và Vật liệu cơ khí (MECM53002).
    • Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (MECM52003, MECM62012).
    • Cơ sở công nghệ gia công kim loại (MECC53030).
    • Gia công trên máy phay 1 (MECC55134) để nắm vững các nguyên công phay mặt phẳng, phay rãnh suốt và vận hành cơ bản máy phay.
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuẩn, làm căn cứ thiết kế giáo án tích hợp lý thuyết - thực hành, biên soạn ngân hàng câu hỏi kiểm tra định kỳ, đề thi kết thúc mô đun và đánh giá năng lực nghề nghiệp.
  • Cán bộ kỹ thuật và thợ cơ khí: Sử dụng làm tài liệu tra cứu các công thức phân độ vi sai, bảng tra bánh răng thay thế và quy trình gia công bề mặt phức tạp tại các phân xưởng cơ khí, nhà máy chế tạo và bảo dưỡng thiết bị công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho sinh viên trình độ Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại, đồng thời là tài liệu tham khảo chuyên môn cho giảng viên cơ khí chế tạo và kỹ thuật viên bảo dưỡng cần nâng cao tay nghề gia công trên máy phay cơ vạn năng.

2. Cần kiến thức nền nào để học mô đun này?

Sinh viên bắt buộc phải hoàn thành mô đun Gia công trên máy phay 1 (MECC55134), nắm vững kiến thức vẽ kỹ thuật cơ khí, đọc bản vẽ chi tiết, hiểu biết về dung sai lắp ghép, tính chất vật liệu thép carbon (thép C45) và quy tắc an toàn xưởng máy cắt kim loại.

3. Điểm khác biệt của giáo trình Gia công trên máy phay 2 so với Gia công trên máy phay 1 là gì?

Nếu Gia công trên máy phay 1 tập trung vào các bề mặt phẳng cơ bản, thì Gia công trên máy phay 2 mở rộng sang các bề mặt định hình phức tạp có yêu cầu gá lắp và tính toán động học nâng cao: phay bề mặt đa giác đều, phay rãnh/chốt đuôi én yêu cầu đo kiểm góc, và đặc biệt là kỹ thuật sử dụng đầu phân độ vạn năng để phay rãnh xoắn và bánh răng trụ răng nghiêng.

4. Làm sao để tự học và tiếp thu mô đun này hiệu quả?

Người học cần nghiên cứu kỹ lý thuyết và bản vẽ chi tiết trước khi vào xưởng; tự giải các bài tập tính toán phân độ đơn giản, phân độ vi sai và tỉ số truyền bánh răng thay thế ($Z_1/Z_2$); chủ động lập phiếu tiến trình công nghệ chi tiết và rèn luyện kỹ năng sử dụng các dụng cụ đo kiểm chuyên dụng (thước đo răng, panme, đồng hồ so).

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

Giáo trình sử dụng kèm hệ thống bản vẽ chi tiết khổ A4, phiếu hướng dẫn công nghệ gia công, hệ thống bài tập tình huống thảo luận và danh mục tài liệu tham khảo chuyên ngành phay của các tác giả Phạm Quang Lê (NXB Công nhân kỹ thuật, NXB Khoa học và kỹ thuật), Trần Thế San (Thực hành Tiện-Phay-Bào-Mài) và tài liệu dịch từ NXB Mir Matxcơva.

Kết luận

Giáo trình Gia công trên máy phay 2 (MECC66139) của Trường Cao đẳng Dầu khí chuẩn hóa toàn bộ kiến thức lý thuyết và thực hành đối với các nguyên công gia công định hình nâng cao trên máy phay vạn năng. Thông qua kết cấu 03 bài học trọng tâm, tài liệu cung cấp đầy đủ các phương pháp tính toán, quy trình gá đặt công nghệ và kỹ thuật đo kiểm sản phẩm cơ khí chính xác.

Theo lộ trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại, mô đun này tạo nền tảng chuyên môn bắt buộc để người học tiếp tục phát triển lên các mô đun kỹ thuật cao hơn như Gia công trên máy phay CNC 2 (MECC64140), tham gia Thực tập sản xuất (MECM54210) và hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp (MECM63222). Việc kết hợp nghiên cứu giáo trình cùng hệ thống phiếu công nghệ tại xưởng và các tài liệu kỹ thuật tham khảo sẽ đảm bảo cho người học đạt chuẩn đầu ra nghề nghiệp theo quy định.