Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Gia công trên máy phay 1 (mã số mô đun: CG19MĐ04) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại ở trình độ trung cấp và cao đẳng nghề. Tài liệu được ban hành chính thức kèm theo Quyết định số 186/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu), do ThS. Trần Kim Khánh làm chủ biên cùng sự tham gia biên soạn của kỹ sư Lê Anh Dũng.

Trong cây cấu trúc chương trình đào tạo, mô đun này giữ vị trí mắt xích chuyển tiếp giữa các môn học lý thuyết cơ sở ngành (Vẽ kỹ thuật, Dung sai, Vật liệu cơ khí, Máy cắt kim loại) và các mô đun chuyên sâu về sau, bao gồm Gia công trên máy phay CNC 1 (CG19MĐ05), Bảo dưỡng sửa chữa động cơ, Bảo dưỡng sửa chữa máy nén, Bảo dưỡng sửa chữa bơm van và Thực tập sản xuất (CG19MĐ11).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định cụ thể theo 3 nhóm chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức (A1 – A9): Trình bày được cấu tạo, nguyên tắc vận hành, quy trình bảo dưỡng máy phay vạn năng; nhận dạng và phân tích cách gá lắp các loại dao phay; trình bày yêu cầu kỹ thuật, quy trình công nghệ và phương pháp khắc phục sai hỏng khi phay mặt phẳng song song, vuông góc, mặt nghiêng, mặt bậc, rãnh vuông, cùng nguyên lý cấu tạo của đầu phân độ vạn năng và quy trình phay bánh răng trụ răng thẳng.
  • Kỹ năng (B1 – B11): Vận hành an toàn máy phay; gá lắp điều chỉnh dụng cụ cắt và đồ gá; lập quy trình và gia công đạt yêu cầu kỹ thuật các bề mặt phẳng, nghiêng, bậc, rãnh vuông; thực hiện phân độ đơn giản, phân độ vi sai; tính toán và phay bánh răng trụ răng thẳng; đo kiểm chính xác các kích thước hình học.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1 – C3): Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, khả năng làm việc độc lập và năng lực tổ chức hướng dẫn kỹ thuật trong môi trường xưởng cơ khí.

Giáo trình có khối lượng đào tạo 5 tín chỉ với tổng thời lượng 150 giờ (trong đó lý thuyết: 6 giờ, thực hành/thí nghiệm/thảo luận: 139 giờ, kiểm tra: 5 giờ). Tài liệu được cấu trúc hóa theo 8 bài học thực hành chuyên biệt, kết hợp quy trình công nghệ từng bước với các bảng tổng hợp nguyên nhân sai hỏng và biện pháp phòng ngừa chuẩn xác.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được triển khai qua 8 bài học theo trật tự logic phát triển kỹ năng gia công từ cơ bản đến nâng cao:

  • Bài 1: An toàn lao động - Vận hành và bảo dưỡng máy phay (16 giờ): Khái quát cấu tạo các cụm chi tiết chính của máy phay vạn năng trục đứng và trục ngang (đế máy chứa dung dịch trơn nguội, thân máy đúc bằng gang dạng hộp, bàn máy có rãnh chữ T, hộp tốc độ chuyển động chính $n$, hộp bước tiến, bệ công-xôn, đầu máy xoay góc $\pm 45^\circ$, cần ngang, trục chính); 10 nhóm nguy cơ mất an toàn; 8 điều kiện kỹ thuật an toàn bắt buộc và quy trình vận hành máy gồm 12 bước tiêu chuẩn từ kiểm tra phôi, chọn mặt chuẩn, gá lắp, chọn chế độ cắt đến thiết lập cữ chặn hành trình $X, Y, Z$.
  • Bài 2: Các loại dao phay và cách gá lắp dao phay (4 giờ): Phân loại và cấu tạo dao phay (dao phay trụ răng thẳng dùng phay thô, dao phay trụ răng xoắn khử lực dọc trục bằng tổ hợp dao đối nhau dùng phay tinh, dao phay mặt đầu liền khối thép gió và ghép mảnh hợp kim cứng, dao phay ngón, dao phay đĩa 2 mặt/3 mặt/răng chắp, dao phay modul từ M1 đến M16 mạ titanium, dao phay định hình); quy trình gá lắp trục dao lên máy phay ngang (bạc lót, khâu định vị, đai ốc xiết, xà đỡ) và gá dao lên máy phay đứng.
  • Bài 3: Phay mặt phẳng song song, vuông góc (30 giờ): Thiết lập chế độ cắt qua công thức vận tốc cắt $V = \frac{\pi D n}{1000}$ (m/phút), lượng chạy dao phút $F_p = F_r \cdot Z \cdot n$ (mm/phút), chiều sâu cắt $t$; phân tích đặc tính lực $P_d, P_n$ của phay thuận và phay nghịch; quy trình 6 bước phay mặt phẳng sử dụng ê tô, rà gá bằng đồng hồ so; kiểm soát sai lệch độ phẳng, độ thẳng, độ nhám và khử độ rơ trục vít me - đai ốc bàn máy.
  • Bài 4: Phay mặt phẳng nghiêng (24 giờ): Yêu cầu kỹ thuật về góc độ, độ nhẵn bóng và tính đối xứng; 5 phương pháp gá nghiêng phôi (gá theo vạch dấu, dùng góc chêm, dùng thước góc/dưỡng góc, dùng ê tô xoay vạn năng, dùng đồ gá xoay vạn năng); phương pháp cắt bằng dao phay góc (góc đơn, góc kép); phương pháp nghiêng đầu máy phay đứng góc $\alpha$ (khi dùng mặt trụ dao) hoặc $\beta = 90^\circ - \alpha$ (khi dùng dao phay mặt đầu).
  • Bài 5: Phay mặt phẳng bậc (20 giờ): Tiêu chuẩn kích thước và dung sai hình học mặt bậc; công thức tính chọn đường kính dao trụ ($D > 2t + d + 10\text{ mm}$) và chiều rộng dao ($B > B' + 3\div5\text{ mm}$); kỹ thuật phay mặt bậc bằng dao phay mặt đầu, dao phay ngón và dao phay đĩa chắp hợp kim cứng.
  • Bài 6: Phay rãnh vuông (24 giờ): Quy trình công nghệ rà gá dao tiếp xúc phôi, thiết lập du xích về 0, tiến hành phay thô và phay tinh rãnh vuông; kỹ thuật kiểm tra rãnh bằng calip, thước panme ngoài, panme đo sâu và hệ thống căn mẫu chuẩn.
  • Bài 7: Đầu phân độ (8 giờ): Công dụng, cấu tạo và sơ đồ truyền động của đầu phân độ vạn năng; nguyên lý chia độ trực tiếp, phân độ gián tiếp qua đĩa chia lỗ, phân độ góc và tính toán phân độ vi sai.
  • Bài 8: Phay bánh răng trụ răng thẳng (24 giờ): Hệ thống thông số hình học của bánh răng; chọn số hiệu dao phay modul; quy trình gá đặt đầu phân độ, điều chỉnh góc kéo chia, thiết lập bước tiến dao gia công bánh răng trụ răng thẳng và kiểm tra sai hỏng bước răng, biên dạng răng.
Tiến trình logic nội dung:
[Bài 1-2: An toàn, Thiết bị & Dụng cụ cắt] 
       ↓
[Bài 3: Gia công mặt chuẩn cơ bản (Phẳng/Vuông góc)]
       ↓
[Bài 4-6: Gia công định hình không gian (Nghiêng / Bậc / Rãnh)]
       ↓
[Bài 7-8: Phân độ cơ học & Gia công chi tiết phức tạp (Bánh răng)]

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình hình thành hệ thống kiến thức nền tảng kỹ thuật cơ khí dựa trên:

  • Lý thuyết cơ học cắt gọt kim loại: Cơ chế tạo phoi thông qua hai chuyển động tạo hình (chuyển động chính quay tròn của dao và chuyển động chạy dao tịnh tiến theo 3 trục tọa độ $X, Y, Z$); sự biến thiên chiều dày cắt từ $a_{\min}$ đến $a_{\max}$ giữa hai phương pháp phay thuận và phay nghịch; sự phân bố các thành phần lực cắt tác động lên độ cứng vững của hệ thống máy - dao - đồ gá - chi tiết.
  • Nguyên lý định vị và gá kẹp: Kỹ thuật xác định mặt chuẩn công nghệ; phương pháp khử bậc tự do khi gá chi tiết trên ê tô, bàn máy hoặc đồ gá xoay vạn năng; kỹ thuật rà phẳng, rà song song bằng đồng hồ so và mũi vạch.
  • Hệ thống đo lường và dung sai lắp ghép: Đánh giá chất lượng chi tiết qua cấp chính xác kích thước (đạt cấp 8–10), cấp độ nhẵn bóng bề mặt (cấp 4–5), độ không song song, độ không vuông góc và sai lệch vị trí tương quan.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Nhận diện, lắp ráp và căn chỉnh các loại dao phay trục đứng, trục ngang; thao tác chuyển đổi cấp tốc độ trục chính trên hộp tốc độ; vận hành bàn máy chạy tự động theo các trục $X, Y, Z$; bảo dưỡng hệ thống bôi trơn và phanh hãm bánh đà.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Tính toán thông số công nghệ cắt gọt; phân tích mối quan hệ giữa vật liệu gia công (thép CT3, gang, hợp kim) với việc chọn góc độ dao; tính toán đĩa chia lỗ và khoảng quay tay quay trên đầu phân độ; chẩn đoán nguyên nhân các dạng sai hỏng (dao cùn, dao đảo, rơ vít me, phôi kẹp không chặt).
  • Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Đọc hiểu bản vẽ kỹ thuật gia công cơ khí; lập quy trình công nghệ từng bước; vận hành độc lập để gia công hoàn chỉnh chi tiết có bề mặt phẳng, nghiêng, bậc, rãnh và bánh răng đạt yêu cầu bản vẽ.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình thiết lập phương pháp tiếp cận sư phạm tích cực, lấy người học làm trung tâm và định hướng phát triển kỹ năng thực hành nghề:

  • Phương pháp giảng dạy của giảng viên: Kết hợp thuyết trình ngắn cô đọng kiến thức lý thuyết với phương pháp nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu chuyên ngành, phân tích các bản vẽ công nghệ mẫu (như Bản vẽ 01 phay mặt phẳng, Bản vẽ 02 phay mặt phẳng nghiêng) và tổ chức bài tập tình huống theo nhóm. Giảng viên thực hiện thao tác mẫu tại xưởng, hướng dẫn quy trình an toàn và giám sát quá trình thao tác trên máy công cụ.
  • Tổ chức học tập của sinh viên: Áp dụng phương thức học tập kết hợp giữa làm việc cá nhân và thảo luận nhóm nhỏ (4–6 người học). Sinh viên nhận chủ đề thảo luận, phân công nhiệm vụ nghiên cứu tài liệu giáo trình và tài liệu tra cứu trước giờ học lý thuyết, thực hiện ghi chép, thảo luận và viết báo cáo kỹ thuật.
  • Thực hành và bài tập ứng dụng: Dành 139/150 giờ (chiếm 92.7% thời lượng) cho sinh viên trực tiếp thao tác trên máy phay vạn năng tại xưởng. Sinh viên thực hiện các bài tập gia công phôi thép CT3 từ chuẩn bị phôi, rà gá ê tô, gá dao, chọn chế độ cắt, thao tác cắt gọt thô/tinh đến đo kiểm thành phẩm.
  • Phương pháp kiểm tra và đánh giá: Căn cứ quy chế đào tạo ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội, hệ thống đánh giá của mô đun được chia thành 3 phần:
    • Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1): Chiếm 40% trọng số (kết hợp với kiểm tra định kỳ), thực hiện sau 15 giờ học bằng hình thức hỏi miệng, trắc nghiệm, tự luận hoặc đánh giá báo cáo nhóm.
    • Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2): Thực hiện sau 45 giờ học bằng bài kiểm tra viết, trắc nghiệm hoặc bài thực hành kỹ năng gia công.
    • Thi kết thúc mô đun: Chiếm 60% tổng điểm, tổ chức sau khi hoàn thành thời lượng mô đun dưới hình thức tự luận kết hợp bài thi thực hành thao tác trên máy. Điểm chấm theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân) và quy đổi sang điểm chữ và thang điểm 4 theo quy chế tín chỉ.
  • Quy định tự học: Sinh viên bắt buộc phải tự nghiên cứu giáo trình trước khi lên lớp, hoàn thành bài tập tình huống và tham dự tối thiểu 70% số tiết học lý thuyết; trường hợp vắng quá 30% số tiết lý thuyết bắt buộc phải học lại mô đun.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Chuẩn hóa quy chuẩn chương trình đào tạo nghề: Nội dung giáo trình được biên soạn và thẩm định theo Quyết định số 186/QĐ-CĐDK của Trường Cao đẳng Dầu khí, cập nhật hoàn toàn theo hệ thống danh mục tín chỉ và quy chế kiểm tra đánh giá của Thông tư 09/2017/TT-BLĐTBXH.
  • Tích hợp công nghệ dụng cụ cắt hợp kim và phủ bề mặt: Bên cạnh các loại dao thép gió (HSS) cổ điển, giáo trình bổ sung chi tiết cấu tạo, cách lắp ráp và sử dụng dao phay mặt đầu, dao phay đĩa ghép mảnh hợp kim cứng tháo lắp nhanh, cùng dao phay modul phủ màng titanium gia tăng khả năng chống mài mòn và nâng cao tốc độ cắt gọt.
  • Gắn kết thực tế công nghiệp gia công và bảo dưỡng thiết bị dầu khí: Cấu trúc các bài tập gia công được thiết kế theo yêu cầu chế tạo và phục hồi các chi tiết cơ khí máy móc thực tế (như mặt phẳng bệ máy, rãnh then trục truyền động, then hoa, bánh răng máy nén, bơm van trong các nhà máy lọc hóa dầu và công trình dầu khí).
  • Hệ thống bảng chẩn đoán sai hỏng đồng bộ: Mỗi bài thực hành đều tích hợp bảng phân tích cụ thể 3 yếu tố: dạng sai hỏng (sai kích thước, lệch góc độ, sai số hình dáng, độ nhám cao), nguyên nhân kỹ thuật (rơ vít me, mòn dao, dao đảo, sai vạch khắc du xích, phôi rung động) và biện pháp phòng ngừa chuẩn xác, giúp người học phát triển tư duy kiểm soát chất lượng sản phẩm.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên và học viên:
    • Sinh viên hệ cao đẳng nghề và trung cấp nghề Cắt gọt kim loại.
    • Học viên các ngành cơ khí kỹ thuật liên quan: Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, Cơ khí chế tạo máy, Bảo dưỡng sửa chữa thiết bị cơ khí.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites):
    • Kiến thức khoa học tự nhiên bậc phổ thông.
    • Hoàn thành các môn học/mô đun cơ sở ngành cơ khí: Hình học họa hình (CK19MH10), Vẽ kỹ thuật 1 (CK19MH01), Vật liệu cơ khí (CK19MH04), Dung sai (CK19MH05), An toàn, vệ sinh lao động (ATMT19MH01), Gia công nguội cơ bản (CG19MĐ01), Cơ sở công nghệ gia công kim loại (CG19MH03), Máy cắt kim loại (CG19MH04) và Gia công trên máy tiện 1 (CG19MĐ02).
  • Giảng viên và cán bộ đào tạo: Dùng làm tài liệu giảng dạy chính thức, xây dựng giáo án bài giảng lý thuyết, biên soạn phiếu hướng dẫn thực hành xưởng và thiết lập đề thi, đáp án kiểm tra định kỳ và kết thúc mô đun.
  • Kỹ thuật viên và người tự học: Dùng làm tài liệu tra cứu các bảng thông số kỹ thuật máy phay, công thức tính toán chế độ cắt, phương pháp gá đặt phôi phức tạp và quy tắc tính toán phân độ cơ khí.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?

Giáo trình được thiết kế chuẩn cho sinh viên hệ trung cấp và cao đẳng nghề thuộc chuyên ngành Cắt gọt kim loại, đồng thời áp dụng cho các hệ đào tạo nghề kỹ thuật sửa chữa cơ khí, bảo dưỡng thiết bị dầu khí cần nắm vững kỹ năng gia công cơ khí truyền thống.

2. Người học cần trang bị kiến thức nền nào trước khi tiếp cận giáo trình?

Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học cơ sở cơ khí gồm Vẽ kỹ thuật, Dung sai đo lường, Vật liệu cơ khí và công nghệ kim loại, Cơ học lý thuyết, Sức bền vật liệu, An toàn lao động, Gia công nguội và Vận hành máy tiện 1 để đọc được bản vẽ và nắm vững nguyên lý gá đặt phôi.

3. Giáo trình này có điểm gì khác biệt so với các tài liệu lý thuyết phay thông thường?

Tài liệu tập trung cao độ vào thực hành nghề (chiếm 92.7% thời lượng), cấu trúc hóa toàn bộ quy trình vận hành thành các bước thao tác cụ thể (như quy trình 12 bước vận hành máy phay, quy trình 6 bước phay mặt phẳng) và tích hợp các bảng phân tích nguyên nhân sai hỏng trực tiếp gắn với từng bề mặt gia công.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất?

Người học cần nghiên cứu kỹ lý thuyết bài học, đọc trước bản vẽ gia công mẫu, ghi nhớ các quy tắc an toàn và công thức tính toán chế độ cắt ($V, n, F_p, t$) trước khi vào xưởng; kết hợp tham gia nhóm học tập 4–6 người để trao đổi và giải quyết các bài tập tình huống công nghệ.

5. Có những tài liệu bổ trợ nào được sử dụng kèm theo giáo trình?

Giáo trình sử dụng kèm danh mục 4 tài liệu tham khảo kỹ thuật chuyên ngành:

  1. Phạm Quang Lê, Kỹ thuật phay, NXB Công nhân kỹ thuật, 1980.
  2. Barơbasốp, 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.

Kết luận

Giáo trình Gia công trên máy phay 1 (CG19MĐ04) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu đào tạo kỹ thuật hoàn chỉnh, cung cấp hệ thống kiến thức từ cấu tạo thiết bị máy phay, chủng loại dao cắt đến quy trình công nghệ gia công chi tiết cơ khí (mặt phẳng, mặt nghiêng, mặt bậc, rãnh vuông và bánh răng).

Lộ trình học tập đề xuất cho sinh viên sau khi hoàn tất mô đun này là tiếp tục phát triển kỹ năng trên các hệ thống điều khiển tự động thông qua mô đun Gia công trên máy phay CNC 1 (CG19MĐ05), kết hợp thực hành tại mô đun Gia công trên máy mài (CG19MĐ06) và ứng dụng kỹ năng phục vụ công tác bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị cơ khí công nghiệp trong đợt Thực tập sản xuất (CG19MĐ11). Người học có thể sử dụng hệ thống tài liệu tham khảo của tác giả Phạm Quang Lê, Barơbasốp và Trần Thế San để mở rộng các phương pháp phân độ vi sai và công nghệ gia công biên dạng định hình phức tạp.