Tổng quan về giáo trình

Giáo trình "Gia công trên máy phay 1" (Mã mô đun: CG19MĐ04) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo trình độ Trung cấp và Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại, ban hành kèm theo Quyết định số 186/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam). Giáo trình do ThS. Trần Kim Khánh làm Chủ biên cùng tác giả Lê Anh Dũng tham gia biên soạn.

Trong sơ đồ đào tạo nghề Cắt gọt kim loại, mô đun có thời lượng 150 giờ (trong đó có 6 giờ lý thuyết, 139 giờ thực hành, bài tập và 5 giờ kiểm tra). Môn học được bố trí học sau các môn học cơ sở như Hình học họa hình (CK19MH10), Hóa đại cương (CNH19MH09), 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). Đây là điều kiện tiên quyết bắt buộc trước khi người học tiếp cận các mô đun nâng cao như Gia công trên máy phay CNC 1 (CG19MĐ05), Gia công trên máy mài (CG19MĐ06), Bảo dưỡng sửa chữa (BDSC) động cơ, BDSC máy nén, BDSC bơm van và Thực tập sản xuất (CG19MĐ11).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác lập thành 3 nhóm năng lực chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức (A1 - A9): Trình bày chính xác cấu tạo, nguyên lý vận hành, bảo dưỡng máy phay vạn năng; nhận dạng và phân loại dao phay; yêu cầu kỹ thuật và quy trình phay mặt phẳng song song, vuông góc, mặt nghiêng, mặt bậc, rãnh vuông; cấu tạo sơ đồ động đầu phân độ vạn năng và quy trình phay bánh răng trụ răng thẳng.
  • Kỹ năng (B1 - B11): Thực hiện đúng quy tắc an toàn; gá lắp, điều chỉnh dao; lập quy trình công nghệ và gia công hoàn thiện các dạng bề mặt đạt cấp chính xác theo yêu cầu bản vẽ; thực hiện phân độ đơn giản, phân độ vi sai và kiểm tra kích thước chi tiết bằng dụng cụ đo chuyên dụng.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1 - C3): Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, khả năng làm việc độc lập và kỹ năng phối hợp làm việc nhóm trong môi trường gia công cơ khí.

Điểm đặc trưng của giáo trình là phân bổ thời lượng thực hành lên tới 92.6% (139/150 giờ), kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết tính toán chế độ cắt với quy trình thao tác trực tiếp trên máy phay vạn năng trục đứng và trục ngang.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình gồm 8 bài học chuyên đề được cấu trúc theo tiến trình công nghệ từ cơ bản đến chuyên sâu:

  • Bài 1: An toàn lao động - Vận hành và bảo dưỡng máy phay (16 giờ: 1 giờ LT, 15 giờ TH): Cung cấp kiến thức về cấu tạo máy phay trục đứng và máy phay vạn năng trục ngang (đế máy, thân máy, bàn dao dọc/ngang, hộp tốc độ, hộp bước tiến, bệ công-xôn, trục chính, cần ngang). Xác lập 8 điều kiện kỹ thuật an toàn máy công cụ, quy trình vận hành máy không tải và các bước bảo dưỡng định kỳ các sống trượt, cơ cấu ly hợp.
  • Bài 2: Các loại dao phay và cách gá lắp dao phay (4 giờ: 1 giờ LT, 3 giờ TH): Giới thiệu cấu tạo, công dụng của dao phay trụ răng thẳng (phay thô), dao phay trụ răng xoắn (phay tinh), dao phay tổ hợp, dao phay mặt đầu (liền khối thép gió và ghép mảnh hợp kim cứng), dao phay ngón, dao phay đĩa (loại hai mặt, ba mặt răng chắp hoặc liền khối), dao phay định hình và dao phay Modul từ M1 đến M16. Hướng dẫn quy trình lắp trục dao lên máy phay ngang và gá dao mặt đầu lên máy phay đứng.
  • Bài 3: Phay mặt phẳng song song, vuông góc (30 giờ: 1 giờ LT, 28 giờ TH, 1 giờ KT): Phân tích các thông số chế độ cắt gồm vận tốc cắt $V$, lượng chạy dao phút $F_p$, chiều sâu cắt $t$; so sánh đặc điểm động học và lực cắt của hai phương pháp phay thuận và phay nghịch; quy trình rà gá êtô bằng đồng hồ so và các bước phay phẳng trên máy phay đứng/ngang.
  • Bài 4: Phay mặt phẳng nghiêng (24 giờ: 23 giờ TH, 1 giờ KT): Trình bày các phương pháp gia công mặt nghiêng: gá phôi theo đường vạch dấu, dùng góc chêm, gá theo thước góc/dưỡng góc, gá bằng êtô xoay vạn năng, sử dụng đồ gá nghiêng vạn năng, dùng dao phay góc (góc đơn, góc kép) hoặc phương pháp xoay nghiêng đầu dao trên máy phay đứng một góc $\alpha$ hoặc $\beta = 90^\circ - \alpha$.
  • Bài 5: Phay mặt phẳng bậc (20 giờ: 1 giờ LT, 18 giờ TH, 1 giờ KT): Hướng dẫn kỹ thuật lựa chọn kích thước dao phay trụ ($D > 2t + d + 10\text{ mm}$, $B > B' + 3 \div 5\text{ mm}$), dao phay mặt đầu, dao phay ngón và dao phay đĩa; xác định chuẩn công nghệ và phương pháp điều chỉnh máy để đạt kích thước chiều rộng và chiều sâu bậc.
  • Bài 6: Phay rãnh vuông (24 giờ: 1 giờ LT, 22 giờ TH, 1 giờ KT): Quy trình phay rãnh suốt, rãnh kín bằng dao phay đĩa ba mặt hoặc dao phay ngón; phương pháp rà chạm so dao về gốc Zêro (0); kỹ thuật kiểm tra rãnh bằng Panme đo ngoài, Panme đo sâu, Calip lá và khối căn mẫu.
  • Bài 7: Đầu phân độ (8 giờ: 1 giờ LT, 7 giờ TH): Công dụng, cấu tạo và sơ đồ động của đầu phân độ vạn năng; nguyên lý sử dụng đĩa chia gián tiếp, điều chỉnh kéo chia; phương pháp phân độ đơn giản, phân độ vi sai và kỹ thuật gá lắp đầu phân độ lên bàn máy phay.
  • Bài 8: Phay bánh răng trụ răng thẳng (24 giờ: 23 giờ TH, 1 giờ KT): Các thông số hình học cơ bản của bánh răng (môđun, số răng, đường kính vòng chia, chiều cao răng); quy trình gá phôi trên trục gá, rà tròn, so dao Modul trùng tâm phôi và kỹ thuật cắt răng bằng đầu phân độ.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Lý thuyết cắt gọt kim loại cơ sở: Xây dựng công thức tính vận tốc cắt $V = \frac{\pi D n}{1000}$ (m/phút) và lượng chạy dao tổng hợp $F_p = F_r \cdot Z \cdot n$ (mm/phút); phân tích bản chất cơ học của sự trượt dao và va đập răng dao khi tiếp xúc bề mặt giữa phương pháp phay nghịch ($a = 0 \to a_{\max}$) và phay thuận ($a = a_{\max} \to a_{\min}$).
  • Nguyên lý cấu tạo máy và truyền động cơ khí: Cung cấp mô hình chuỗi truyền động từ động cơ chính qua hộp tốc độ (phân cấp số vòng quay trục chính $n$), hộp bước tiến (phân cấp lượng tiến dao bàn máy theo trục dọc X, trục ngang Y, trục đứng Z), cơ cấu ly hợp và hệ thống vít me - đai ốc.
  • Hệ thống dung sai và kiểm tra đo lường: Xác định các chỉ tiêu dung sai hình học (độ không phẳng, độ không song song, độ thẳng góc, độ đối xứng) và độ nhám bề mặt gia công; áp dụng nguyên tắc chuẩn định vị chống xoay và khử độ rơ truyền động bàn máy.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Nhận diện chính xác từng chủng loại dao phay theo vật liệu (thép gió, hợp kim cứng); thiết lập bảng thông số chế độ cắt $(V, n, t, S)$; gá lắp định vị các loại đầu phân độ, êtô xoay và trục dao theo chuẩn côn trục chính.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Nhận biết và phân tích nguyên nhân các dạng sai hỏng điển hình (bàn máy dốc, dao bị đảo, so dao lệch vạch khắc du xích, phôi bị rung do thiếu lực kẹp) để đề ra phương án điều chỉnh sai lệch kích thước và cải thiện độ bóng bề mặt.
  • Kỹ năng thực hành chuyên môn (Practical competencies): Vận hành thành thạo máy phay trục ngang và trục đứng để gia công mặt phẳng song song, vuông góc, mặt nghiêng, mặt bậc, rãnh vuông và bánh răng trụ răng thẳng đạt cấp chính xác kích thước từ cấp 8 đến cấp 10, độ nhám bề mặt từ cấp 4 đến cấp 5 theo quy định kỹ thuật.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach)

Mô đun áp dụng phương pháp dạy học tích cực kết hợp giữa thuyết trình ngắn, diễn giảng giải thích nguyên lý, vấn đáp nêu vấn đề và thị phạm quy trình gia công mẫu trên thiết bị xưởng. Giảng viên hướng dẫn người học đọc bản vẽ kỹ thuật, phân tích bước công nghệ và xử lý tình huống phát sinh trong quá trình cắt gọt thực tế.

Bài tập, tình huống và thực hành xưởng (Practical exercises & Case studies)

Sinh viên được tổ chức thành các nhóm nhỏ từ 4 đến 6 người để thảo luận phương án gá đặt và thực hiện bài tập thực hành theo từng bản vẽ công nghệ cụ thể:

  • Lập quy trình và gia công phay mặt phẳng phẳng song song, vuông góc theo Bản vẽ 01.
  • Thiết lập phương pháp gá nghiêng phôi (chêm góc, êtô xoay, xoay đầu phay) để gia công mặt phẳng nghiêng theo Bản vẽ 02.
  • Thực hiện chuỗi bài tập cắt rãnh vuông bằng dao phay ngón/dao đĩa ba mặt và đo kiểm kích thước bằng Panme đo sâu, Calip, căn mẫu.
  • Ứng dụng đầu phân độ vạn năng để tính toán và chia độ phay bánh răng trụ răng thẳng.

Phương pháp đánh giá (Assessment methods)

Quy trình đánh giá kết quả học tập thực hiện theo Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/03/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội, áp dụng tại Trường Cao đẳng Dầu khí theo cơ cấu:

  • Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1, Trọng số 40% cùng định kỳ): Thực hiện sau 15 giờ học bằng hình thức hỏi miệng, vấn đáp trực tiếp tại xưởng hoặc bài kiểm tra viết/trắc nghiệm nhằm đánh giá các chuẩn đầu ra A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2.
  • Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2): Thực hiện sau 45 giờ học thông qua bài kiểm tra viết, thuyết trình hoặc đánh giá sản phẩm thực hành gia công nhằm thẩm định các chuẩn đầu ra A4, B4, C3.
  • Thi kết thúc mô đun (Trọng số 60%): Thực hiện sau khi kết thúc 150 giờ học bằng hình thức thực hành gia công chi tiết kết hợp tự luận/trắc nghiệm để đánh giá toàn diện chuẩn đầu ra từ A1 đến A5, B1 đến B5 và C1 đến C3.
  • Thang điểm: Chấm theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân), tính tổng điểm theo trọng số quy định, sau đó quy đổi sang điểm chữ (A, B, C, D, F) và thang điểm 4 theo quy chế đào tạo tín chỉ.

Hướng dẫn tự học (Self-study guidelines)

  • Nghiên cứu trước nội dung tài liệu, giáo trình, giáo án và video kỹ thuật trước khi đến lớp.
  • Tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng các buổi giảng lý thuyết (vắng quá 30% số tiết lý thuyết phải học lại mô đun).
  • Hoàn thành đầy đủ các nhiệm vụ được phân công trong nhóm tự học 4-6 người và chuẩn bị báo cáo quy trình công nghệ trước các buổi thực hành máy.

Điểm nổi bật và cập nhật

Chuẩn hóa chương trình đào tạo chuyên ngành Dầu khí

Giáo trình được nghiệm thu và ban hành theo Quyết định số 186/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Trường Cao đẳng Dầu khí, chuẩn hóa nội dung cho hệ đào tạo nghề Cắt gọt kim loại gắn liền với các yêu cầu kỹ thuật chế tạo, phục hồi và bảo dưỡng thiết bị cơ khí công nghiệp.

Cập nhật công nghệ dụng cụ cắt và thiết bị

  • Tích hợp kiến thức về các dòng dao phay mặt đầu hiện đại ghép mảnh hợp kim cứng nhiều lưỡi cắt (từ 2 đến 6 lưỡi cắt), phân tích rõ tính năng thay thế me dao cắt nhanh và tiết kiệm thời gian mài sửa so với dao thép gió liền khối.
  • Cập nhật hệ thống dao phay Modul phủ mạ Titanium màu vàng từ dải thông số M1 đến M16 ứng dụng trong cắt bánh răng, đĩa xích và trục then hoa với độ chính xác cao.
  • Trình bày chi tiết cấu tạo các cơ cấu phụ trợ hiện đại: đầu phân độ vạn năng, đĩa chia gián tiếp, cơ cấu êtô xoay vạn năng, đồ gá góc nghiêng chuyên dụng.

Kế thừa nguồn tài liệu kỹ thuật cơ bản

Nội dung giáo trình được biên soạn dựa trên việc tổng hợp, chuẩn hóa và đối chiếu từ các tài liệu chuyên khảo kinh điển trong ngành cơ khí chế tạo:

  1. Kỹ thuật phay – Phạm Quang Lê, NXB Công nhân kỹ thuật (1980).
  2. Kỹ thuật phay – Barơbasốp, NXB Mir Matxcơva (1984).
  3. Thực hành cơ khí Tiện, Phay - Bào - Mài – Trần Thế San, Hoàng Trí, Nguyễn Thế Hùng.
  4. Hỏi đáp về Kỹ thuật Phay – Phạm Quang Lê, NXB Khoa học và Kỹ thuật (1971).

Ứng dụng thực tế sản xuất

Các bài tập gia công trong giáo trình được thiết kế mô phỏng chính xác các chi tiết cơ khí thực tế như mặt tựa máy, gối đỡ bậc, rãnh then, rãnh chữ T và các cụm bánh răng dẫn truyền, tạo sự liên kết trực tiếp với các hoạt động bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí (máy nén, động cơ truyền động, cụm bơm van công nghiệp).

Đối tượng sử dụng giáo trình

Sinh viên và học viên đào tạo nghề

  • Sinh viên hệ Cao đẳng nghề và học sinh hệ Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại.
  • Học viên các chương trình đào tạo nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, Kỹ thuật cơ khí chế tạo máy và Vận hành máy công cụ.

Điều kiện tiên quyết (Prerequisites)

Để tiếp thu kiến thức và thực hành an toàn mô đun này, người học cần hoàn thành khối kiến thức khoa học tự nhiên phổ thông cùng các môn học, mô đun cơ sở ngành cơ khí đã được bố trí trước trong chương trình đào tạo:

  • Khối cơ sở ngành: 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).
  • Khối kỹ thuật chuyên môn: Gia công nguội cơ bản (CG19MĐ01), Cơ sở công nghệ gia công kim loại (CG19MH03), Máy cắt kim loại (CG19MH04), Gia công trên máy tiện 1 (CG19MĐ02).

Giảng viên và cán bộ kỹ thuật xưởng

  • Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chính thức, xây dựng đề cương chi tiết, giáo án tích hợp lý thuyết - thực hành và phiếu hướng dẫn công nghệ gia công.
  • Căn cứ vào bảng tiêu chí chuẩn đầu ra (từ A1 đến A9, từ B1 đến B11, từ C1 đến C3) để biên soạn ngân hàng đề kiểm tra thường xuyên, kiểm tra định kỳ và đề thi kết thúc mô đun.

Tự học và tra cứu kỹ thuật

  • Thợ gia công cơ khí, kỹ thuật viên bảo trì máy công cụ tại các nhà máy có thể sử dụng giáo trình như tài liệu tra cứu các bảng công thức chế độ cắt, phương pháp căn chỉnh vạch khắc du xích bàn máy, cách tính đĩa chia đầu phân độ và quy trình khắc phục các sai số hình học khi phay.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn chính thức cho sinh viên hệ Cao đẳng và học sinh hệ Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại, nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, đồng thời là tài liệu tham khảo cho kỹ thuật viên gia công máy công cụ vạn năng.

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

Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở: Vẽ kỹ thuật 1, Vật liệu cơ khí, Dung sai lắp ghép, An toàn lao động, Gia công nguội cơ bản, Máy cắt kim loại và mô đun Gia công trên máy tiện 1.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu khác?

Giáo trình tập trung vào việc hình thành kỹ năng thực hành nghề với tỷ lệ 139 giờ thực hành trên tổng số 150 giờ. Cấu trúc bài học gắn trực tiếp với quy trình chuẩn bị, chọn chế độ cắt theo công thức kỹ thuật, phân tích hiện tượng phay thuận/phay nghịch, phương pháp rà gá bằng đồng hồ so và các bước kiểm tra sai số hình học bằng dụng cụ đo chuyên dụng.

4. Làm sao để tự học và tiếp thu nội dung giáo trình hiệu quả?

Người học cần đọc trước nội dung từng bài, ghi nhớ các quy tắc an toàn máy công cụ, nắm chắc công thức tính vận tốc cắt $V$ và lượng chạy dao phút $F_p$, tìm hiểu trước sơ đồ phân độ và tham gia đầy đủ các buổi thảo luận, thực hành nhóm theo quy định.

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

Giáo trình cung cấp hệ thống câu hỏi ôn tập, bài tập tình huống theo từng bài học (Bản vẽ 01, Bản vẽ 02), danh mục hình vẽ mô tả cấu tạo dao - máy và danh mục 4 tài liệu chuyên khảo tham khảo của NXB Mir Matxcơva, NXB Công nhân kỹ thuật, NXB Khoa học và Kỹ thuật.

Kết luận

Giáo trình "Gia công trên máy phay 1" (Mã mô đun: CG19MĐ04) là tài liệu đào tạo chuyên môn chuẩn hóa thuộc chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại của Trường Cao đẳng Dầu khí. Nội dung tài liệu cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện về cấu tạo máy phay, các dạng dao cắt, chế độ cắt, quy trình gia công bề mặt phẳng, mặt nghiêng, mặt bậc, rãnh vuông và bánh răng trụ răng thẳng.

Tiến trình học tập được thiết kế mạch lạc, bắt đầu từ kiến thức an toàn lao động và vận hành máy (Bài 1, Bài 2), nâng cao qua các bài tập gia công bề mặt chi tiết (Bài 3 đến Bài 6), và hoàn thiện ở kỹ thuật phân độ cơ khí chuyên sâu (Bài 7, Bài 8). Mô đun tạo nền tảng chuyên môn cốt lõi để người học tiếp tục theo học các mô đun công nghệ cao tiếp theo như Gia công trên máy phay CNC 1 (CG19MĐ05), Gia công trên máy mài (CG19MĐ06) và Thực tập sản xuất (CG19MĐ11). Người học có thể tham khảo thêm các tài liệu chuyên ngành của các tác giả Phạm Quang Lê, Barơbasốp, Trần Thế San để mở rộng kiến thức công nghệ cắt gọt kim loại.