TỔNG QUAN VỀ GIÁO TRÌNH

Môn học và vị trí trong chương trình đào tạo

Giáo trình Phay, bào mặt phẳng ngang, song song, vuông góc, nghiêng (Mã số: MĐ26) là mô đun đào tạo chuyên môn nghề bắt buộc trong khung chương trình quốc gia nghề Cắt gọt kim loại, trình độ Cao đẳng nghề. Tài liệu do nhóm giảng viên Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội trực thuộc Bộ Công Thương biên soạn năm 2012.

Trong tiến trình đào tạo nghề cắt gọt kim loại, MĐ26 đóng vai trò là mô đun tiên quyết về kỹ thuật phay và bào. Học sinh, sinh viên bắt buộc phải hoàn thành các mô đun môn học kỹ thuật cơ sở trước đó bao gồm MH07, MH08, MH09, MH10, MH11, MH13, cùng các kiến thức - kỹ năng liên quan từ MĐ18 đến MĐ25 trước khi tiếp cận mô đun này để làm nền tảng học tiếp các mô đun gia công cơ khí chuyên sâu.

Mục tiêu học tập

Mục tiêu tổng quát của giáo trình nhằm trang bị cho người học đầy đủ kiến thức lý thuyết và năng lực thực hành kỹ thuật:

  • Về kiến thức: Trình bày rõ các thông số hình học của dao bào, dao phay mặt phẳng; phân tích quy trình bảo dưỡng máy phay, máy bào vạn năng; nắm vững các phương pháp và yêu cầu kỹ thuật khi phay, bào các dạng bề mặt phẳng; giải thích nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa, khắc phục các dạng sai hỏng.
  • Về kỹ năng: Vận hành thành thạo máy phay và máy bào vạn năng; thực hiện mài dao bào mặt phẳng đạt độ nhám $Ra = 1.25,\mu\text{m}$; gia công hoàn chỉnh các bề mặt phẳng ngang, song song, vuông góc và mặt nghiêng đạt cấp chính xác 8÷10, độ nhám bề mặt cấp 4÷5, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
  • Về thái độ: Xây dựng tác phong công nghiệp, tính kỷ luật, cẩn thận, tổ chức nơi làm việc khoa học, tuân thủ an toàn lao động và ý thức tiết kiệm nguyên vật liệu.

Cấu trúc và cách tiếp cận

Giáo trình có tổng thời lượng 105 giờ, được phân bổ gồm 12 giờ lý thuyết, 91 giờ thực hành và 2 giờ kiểm tra. Tài liệu được thiết kế theo phương thức đào tạo tích hợp giữa lý thuyết công nghệ và thực hành thao tác gia công cơ khí. Cấu trúc nội dung gồm 6 bài học:

  1. Bài 1: Vận hành và bảo dưỡng máy phay, máy bào vạn năng (12 giờ: 3 LT - 9 TH)
  2. Bài 2: Dao bào phẳng – mài dao bào (7 giờ: 2 LT - 5 TH)
  3. Bài 3: Các loại dao phay mặt phẳng (3 giờ: 2 LT - 0 TH - 1 KT)
  4. Bài 4: Phay bào mặt phẳng ngang (22 giờ: 2 LT - 20 TH)
  5. Bài 5: Phay, bào mặt phẳng song song, vuông góc (40 giờ: 3 LT - 37 TH)
  6. Bài 6: Phay bào mặt phẳng nghiêng (22 giờ: 1 LT - 20 TH - 1 KT)

Điểm đặc sắc của giáo trình

Giáo trình được biên soạn dựa trên phương pháp phân tích nghề thực tế kết hợp tài liệu công nghệ cơ khí trong và ngoài nước. Điểm cốt lõi là tỷ trọng thời lượng thực hành chiếm tới 86,7% tổng số giờ học, tập trung trực tiếp vào quy trình thao tác máy, thông số chế độ cắt, kỹ thuật gá đặt đồ gá (ê-tô, ke gá, ụ phân độ) và kiểm soát sai hỏng sản phẩm bằng dụng cụ đo chuẩn xác.

NỘI DUNG KIẾN THỨC CỐT LÕI

Các chương và chủ đề chính

Bài 1: Vận hành và bảo dưỡng máy phay, máy bào vạn năng

Bài học phân tích nguyên lý chuyển động, phân loại và cấu tạo chi tiết của máy phay và máy bào:

  • Máy phay: Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của trục chính mang dao với vận tốc cắt $v$ (quay 2 chiều); chuyển động chạy dao $S$ là chuyển động tịnh tiến của bàn máy mang phôi theo 3 phương tọa độ Decartes $X - Y - Z$. Phân loại gồm máy vạn năng (máy phay công xôn đứng/ngang/ngang vạn năng, máy phay bệ liền, máy phay giường) và máy chuyên dùng (phay rãnh then, chép hình, lăn răng).
  • Hệ thống ký hiệu máy: Giới thiệu quy chuẩn ký hiệu máy cắt kim loại của Nga (Nhóm 6 là máy phay, Nhóm 7 là máy bào; ví dụ: 682, 6H82, 612, 6P13) và quy chuẩn Việt Nam (ký hiệu bằng chữ cái đầu: P là Phay, B là Bào; ví dụ: P82, P12, B650, 730).
  • Cấu tạo 7 bộ phận chính máy phay công xôn: Đế máy, thân máy (chứa khoang điện và hộp tốc độ), đầu máy/cần ngang, trục chính, khối bàn máy (bàn máy rãnh T, bàn trượt ngang, bàn trượt đứng, bàn xoay $0^\circ \div 45^\circ$), các hộp tốc độ (12 cấp tốc độ trục chính, 3 dải tốc độ bàn máy), hệ thống 2÷4 động cơ điện.
  • Máy bào: Đầu bào mang dao chuyển động tịnh tiến khứ hồi (chuyển động cắt ở hành trình thuận, hành trình về chạy không), tốc độ tính bằng số hành trình kép trên phút ($n$ htk/phút); cơ cấu cu-lít (mâm biên bánh răng $Z=100$, thanh biên, con trượt) biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến; bàn máy tịnh tiến mang phôi thực hiện bước tiến dao.
  • Phụ tùng trang bị: Bu lông - bích kẹp - tấm kê, ke gá ($90^\circ$ cố định, ke gá vạn năng), ê-tô (không đế xoay, có đế xoay, ê-tô xoay vạn năng), ụ phân độ trực tiếp, ụ chia vạn năng.

Bài 2: Dao bào phẳng – mài dao bào

Cung cấp kiến thức về cấu tạo dụng cụ cắt trên máy bào:

  • Cấu tạo: Phần thân chế tạo bằng thép kết cấu thông thường (Ct3, C45); phần cắt gắn mảnh vật liệu cắt gọt chuyên dụng.
  • Phân loại: Dao bào cán thẳng, dao bào cán cong, dao bào bản rộng.
  • Thông số hình học: Các góc tĩnh của dao bào, sự biến đổi góc cắt khi gá dao cao hoặc thấp hơn tâm, ảnh hưởng của góc cắt đến lực cắt và quá trình hình thành phoi. Kỹ thuật mài dao bào đạt độ nhám $Ra = 1.25,\mu\text{m}$.

Bài 3: Các loại dao phay mặt phẳng

Phân tích cấu tạo và thông số hình học của hai nhóm dao phay mặt phẳng:

  • Dao phay trụ: Gồm dao răng thẳng, dao răng xoắn và dao tổ hợp. Dao răng xoắn có ưu điểm luôn duy trì $2 \div 3$ răng cùng tham gia cắt, giảm rung động, kéo dài tuổi thọ dao và thoát phoi thuận lợi sang bên cạnh. Số răng dao $Z = 6, 8, 10$; đường kính dao $60 \div 90,\text{mm}$ (chiều sâu cắt $t \le 5,\text{mm}$), $90 \div 100,\text{mm}$ ($t \le 8,\text{mm}$), $110 \div 150,\text{mm}$ ($t \le 12,\text{mm}$).
  • Dao phay mặt đầu: Gồm loại răng liền (thép gió, chuôi liền hoặc chuôi côn) và loại răng chắp (thân gắn mảnh hợp kim cứng). Cấu tạo răng dao gồm: mặt trước (mặt thoát), lưỡi cắt chính, lưỡi cắt phụ, mũi dao, mặt sau chính, mặt sau phụ. Các góc hình học cơ bản: góc lưỡi cắt chính $\varphi$ ($45^\circ \div 60^\circ$), góc lưỡi cắt phụ $\varphi_1$, góc mũi dao $\varepsilon = 180^\circ - (\varphi + \varphi_1)$, các góc thoát $\gamma$, góc sau $\alpha$, góc sắc $\beta$.

Bài 4: Gia công mặt phẳng ngang

Quy trình công nghệ phay, bào mặt phẳng song song với mặt bàn máy:

  • Yêu cầu kỹ thuật: Độ phẳng, độ nhám bề mặt và dung sai sai lệch (ví dụ: $0.02/100,\text{mm}$).
  • Quy trình chuẩn bị: Làm sạch ba-via, gá đặt ê-tô định vị then dẫn hướng vào rãnh T, rà độ song song bằng đồng hồ so có đế từ; gá phôi dùng căn đệm song song, gõ búa cao su; gá dao phay mặt đầu bằng trục rút và then truyền mô-men, gá dao phay trụ trên trục gá có bạc chặn và bạc đồng đỡ đầu trục.
  • Điều chỉnh chế độ cắt: Công thức tốc độ trục chính $n = \frac{1000 \cdot V}{\pi \cdot D}$ (vòng/phút); tốc độ tiến bàn máy $S_p = S_z \cdot z \cdot n_{\text{thực}}$ (mm/phút). Tốc độ cắt khi phay gang/thép: dao thép gió $V \le 50,\text{m/phút}$, dao hợp kim $V = 70 \div 150,\text{m/phút}$. Chiều sâu cắt phay thô thép $t = 3 \div 5,\text{mm}$, gang $t = 5 \div 7,\text{mm}$; phay tinh $t = 0.5 \div 1.0,\text{mm}$.
  • Cắt thử và đo kiểm: Chạm dao điểm cao nhất, cài đặt du xích về $0$, cắt lát đầu tiên $t_1$, đo kiểm tra lượng dư còn lại bằng thước cặp, căn lá và thước thẳng vát cạnh.

Bài 5 & 6: Gia công mặt phẳng song song, vuông góc và nghiêng

  • Phương pháp gá đặt phôi trên ê-tô hàm song song, ê-tô đế xoay, ê-tô vạn năng hoặc gá trực tiếp trên bàn máy bằng bích kẹp.
  • Kỹ thuật phân chia lát cắt, điều chỉnh bàn máy và đầu dao xoay góc gia công các bề mặt nghiêng từ $0^\circ \div 45^\circ$.
[Tiếp cận Thiết bị & Phụ tùng (Bài 1)] 
[Chuẩn bị Dụng cụ cắt & Mài dao (Bài 2, 3)] 
[Gia công Bề mặt phẳng ngang cơ bản (Bài 4)] 
[Gia công Bề mặt liên kết: Song song, Vuông góc, Nghiêng (Bài 5, 6)]

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Nguyên lý chuyển động học máy công cụ: Cơ chế truyền động trục vít - đai ốc trên bàn máy phay (giá trị vạch du xích $0.02,\text{mm}$ hoặc $0.05,\text{mm}$, bước tiến $2 \div 6,\text{mm/vòng}$); cơ cấu biến đổi chuyển động cu-lít máy bào.
  • Nguyên lý cắt gọt kim loại: Mối quan hệ hình học giữa các bề mặt chuẩn (mặt phẳng cơ bản, mặt phẳng cắt gọt, tiết diện chính, tiết diện phụ) và góc dao ($\gamma, \alpha, \beta, \varphi, \varphi_1$).
  • Nguyên lý định vị và kẹp chặt: Nguyên tắc 6 điểm định vị khi gá chi tiết trên ê-tô, ke gá, bàn máy; ứng dụng căn song song khử bậc tự do và phân bố lực kẹp.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng thao tác kỹ thuật: Vận hành hệ thống điều khiển điện (công tắc đóng/ngắt, đảo chiều, nút dừng khẩn cấp), điều khiển 12 cấp tốc độ trục chính thông qua 3 tay gạt A, B, C; chọn 3 dải tốc độ bàn máy; mài dao bào thép gió đạt $Ra = 1.25,\mu\text{m}$.
  • Kỹ năng đo kiểm và đánh giá: Sử dụng thước cặp, panme, dưỡng so độ nhám, đồng hồ so kiểm tra độ song song gá đặt, thước thẳng mép vát kết hợp căn lá xác định khe hở độ phẳng trên chiều dài chuẩn.
  • Kỹ năng phân tích và xử lý sai hỏng: Xác định nguyên nhân sai số kích thước (do khử độ rơ bàn máy chưa đúng, lấy chiều sâu cắt sai), sai số hình dạng học (bàn máy mòn lõm, rung động), sai số vị trí tương quan (mặt chuẩn gá bẩn, gá kẹp lỏng), độ nhám kém (dao mòn, chế độ cắt không phù hợp) và đưa ra biện pháp khắc phục chuẩn xác.

PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP

Phương pháp sư phạm tích hợp

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp (Integrated Pedagogical Approach) theo định hướng tiếp cận năng lực nghề nghiệp:

  • Tỷ lệ phân bổ giờ học: 12 giờ lý thuyết nền tảng kết hợp 91 giờ thao tác thực hành trực tiếp tại xưởng máy.
  • Quy trình giảng dạy chuẩn: Giảng viên hướng dẫn lý thuyết quy trình công nghệ $\rightarrow$ Thị phạm thao tác mẫu (gá đặt, so dao, cài đặt thông số) $\rightarrow$ Học viên thực hiện thao tác dưới sự quan sát $\rightarrow$ Đánh giá sản phẩm và rút kinh nghiệm.

Bài tập và quy trình thực hành

Mỗi bài học được thiết kế kèm hệ thống bài tập thực hành theo các bước chuẩn kỹ thuật:

  1. Chuẩn bị và kiểm tra an toàn: Kiểm tra nguồn điện 3 pha $380,\text{V}$, kiểm tra dầu bôi trơn và mắt báo dầu tự động, vệ sinh bề mặt trượt.
  2. Gá đặt và cân chỉnh: Gá ê-tô lên bàn máy rãnh T, rà phẳng bằng đồng hồ so, gá phôi lên căn song song, gõ kiểm tra độ bám chặt bằng búa cao su.
  3. Lựa chọn và gá dao: Gá đài dao phay mặt đầu bằng trục rút và then dẫn hướng; hoặc gá dao phay trụ trên trục gá dao có giá đỡ.
  4. Cài đặt chế độ cắt: Tính toán $n$ và $S_p$, gạt các tay gạt điều khiển hộp tốc độ về đúng vị trí định mức.
  5. Cắt thử, đo lường và gia công tinh: Chạm dao điểm cao nhất, lấy dấu vạch du xích, cắt thử lát mỏng $t_1$, kiểm tra kích thước và tiến hành gia công tự động.

Phương pháp kiểm tra và đánh giá hoàn thành mô đun

Quy trình đánh giá được thực hiện qua 3 giai đoạn nghiêm ngặt:

  • Đánh giá trước mô đun: Kiểm tra kiến thức lý thuyết đã học từ MĐ18 đến MĐ21 qua vấn đáp/trắc nghiệm; kiểm tra kỹ năng thao tác thực hành từ MĐ22 đến MĐ25.
  • Đánh giá trong quá trình học: Giảng viên theo dõi thường xuyên qua sổ theo dõi thực tập về công tác chuẩn bị, thao tác chuẩn, ý thức an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp và tác phong làm việc nhóm.
  • Đánh giá kết thúc mô đun:
    • Kiểm tra kiến thức: Bài thi viết, vấn đáp hoặc trắc nghiệm về thông số góc dao, quy trình công nghệ, bảo dưỡng máy và biện pháp xử lý sai hỏng.
    • Kiểm tra kỹ năng: Đánh giá sản phẩm gia công thực tế trên máy phay, máy bào đạt cấp chính xác $8 \div 10$, độ nhám bề mặt cấp $4 \div 5$, kích thước đúng bản vẽ kỹ thuật.
    • Đánh giá thái độ: Chấp hành nội quy xưởng, sử dụng bảo hộ lao động, bảo quản thiết bị và tiết kiệm phôi liệu.

ĐIỂM NỔI BẬT VÀ CẬP NHẬT

Hệ thống hóa quy chuẩn kỹ thuật thiết bị

Giáo trình hệ thống hóa và so sánh cụ thể hai hệ thống ký hiệu máy công cụ điển hình:

  • Tiêu chuẩn Liên Xô (Nga): Phân loại 9 nhóm máy, 9 kiểu máy. Ví dụ nhóm 6 là máy phay: kiểu 1 (máy phay đứng công xôn), kiểu 8 (máy phay ngang vạn năng công xôn), các model điển hình như 682, 6H82, 612, 6P13.
  • Tiêu chuẩn Việt Nam: Phân loại 12 nhóm máy dùng chữ cái đầu (P - Phay, B - Bào, T - Tiện, M - Mài...) kết hợp thông số kích cỡ bàn máy (cỡ 0: $200 \times 800,\text{mm}$, cỡ 2: $320 \times 1250,\text{mm}$, cỡ 3: $400 \times 1600,\text{mm}$) và ký tự cải tiến A, B, C.

Cập nhật công nghệ dụng cụ cắt

Tài liệu phân định rõ đặc tính kỹ thuật giữa hai thế hệ dao cắt:

  • Dao thép gió truyền thống (dạng răng liền, chuôi côn, mài lại bằng đồ gá).
  • Dao phay mặt đầu răng chắp gắn mảnh hợp kim cứng hiện đại, cho phép gia công với tốc độ cắt cao $V = 70 \div 150,\text{m/phút}$, dễ dàng thay thế mảnh cắt khi bị mòn, nâng cao năng suất cắt gọt.

Ứng dụng thực tế trong sản xuất cơ khí

Nội dung giáo trình bám sát các nguyên công điển hình trong các cơ sở cơ khí chế tạo:

  • Gia công chuẩn các mặt phẳng trượt thân máy, mặt bàn máy, rãnh then, bề mặt lắp ghép tiếp xúc.
  • Ứng dụng gia công phôi đơn chiếc bằng ê-tô, ke gá và gia công hàng loạt trong các phân xưởng dụng cụ, phân xưởng sửa chữa cơ khí và gia công lòng khuôn mẫu.

ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG GIÁO TRÌNH

Người học và cấp độ đào tạo

  • Sinh viên hệ Cao đẳng nghề ngành Cắt gọt kim loại, Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Chế tạo máy.
  • Học viên các khóa đào tạo kỹ thuật viên cơ khí chế tạo, thợ gia công cắt gọt kim loại trình độ bậc 3/5 trở lên.

Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites)

Để tiếp thu hiệu quả giáo trình MĐ26, người học bắt buộc phải hoàn thành các học phần:

  • Các mô-đun môn học cơ sở: MH07, MH08, MH09, MH10, MH11, MH13 (Vẽ kỹ thuật, Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Vật liệu cơ khí, An toàn lao động).
  • Các mô-đun thực hành nghề cơ sở: MĐ18, MĐ19, MĐ20, MĐ21, MĐ22, MĐ23, MĐ24, MĐ25 (Nguội cơ bản, Tiện cơ bản, kỹ thuật đo lường xưởng).

Giảng viên và cán bộ hướng dẫn thực hành

  • Sử dụng làm khung tài liệu chuẩn để soạn thảo giáo án tích hợp lý thuyết - thực hành.
  • Sử dụng bảng phân tích sai hỏng, bảng chế độ cắt và quy trình vận hành an toàn để xây dựng tiêu chí đánh giá kỹ năng nghề (Rubric) và phiếu theo dõi thực tập xưởng.

Tài liệu tự học và tra cứu kỹ thuật

Tài liệu cung cấp các bảng tra cứu chế độ cắt ($V, t, S_z$), công thức tính toán tốc độ quay trục chính $n$, bảng tra góc hình học dao phay/dao bào, đóng vai trò là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho kỹ thuật viên tại các xưởng gia công cơ khí.

CÂU HỎI THƯỜNG GẶP (FAQ)

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

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho học sinh, sinh viên hệ Cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại, kỹ thuật viên vận hành máy công cụ truyền thống và giảng viên giảng dạy thực hành cơ khí chế tạo máy.

2. Cần hoàn thành những kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học cần hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở MH07, MH08, MH09, MH10, MH11, MH13 và đạt yêu cầu kiểm tra kiến thức - kỹ năng các mô đun MĐ18 đến MĐ25 (bao gồm đọc bản vẽ kỹ thuật, đo kiểm kích thước, nguội và gia công cơ bản).

3. Điểm khác biệt của giáo trình MĐ26 so với các tài liệu lý thuyết cắt gọt thông thường là gì?

Giáo trình được kết cấu theo phương thức đào tạo tích hợp mô đun (12 giờ lý thuyết, 91 giờ thực hành), tập trung sâu vào từng bước thao tác thực tế: từ kiểm tra nguồn điện, hệ thống bôi trơn, gá đặt ê-tô bằng đồng hồ so, chọn dải tốc độ bằng tay gạt đến quy trình kiểm tra độ phẳng bằng thước vát và căn lá.

4. Làm thế nào để học tập và rèn luyện kỹ năng mô đun MĐ26 đạt kết quả tốt?

Người học cần nắm chắc công thức tính toán chế độ cắt ($n, S_p$), nghiên cứu kỹ sơ đồ bảng tốc độ và các cần gạt máy phay/máy bào trước khi vận hành; tuân thủ nghiêm ngặt quy trình cắt thử lát đầu tiên ($t_1$), liên tục kiểm tra kích thước bằng dụng cụ đo chuyên dụng và thực hiện đúng quy chuẩn an toàn lao động tại xưởng.

5. Giáo trình có tích hợp các bảng thông số kỹ thuật và hướng dẫn xử lý sai hỏng không?

Có. Giáo trình tích hợp bảng tra cứu chế độ cắt cụ thể cho dao thép gió và dao hợp kim cứng trên các vật liệu thép, gang, kim loại màu; bảng thông số góc dao; bảng mã phân loại máy chuẩn Nga - Việt và bảng tổng hợp phân tích nguyên nhân - biện pháp khắc phục 4 dạng sai hỏng cơ bản (sai số kích thước, sai số hình dạng, sai số vị trí tương quan, độ nhám bề mặt).

KẾT LUẬN

Giáo trình Phay, bào mặt phẳng ngang, song song, vuông góc, nghiêng (Mã số: MĐ26) do Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội biên soạn là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề hoàn chỉnh, chuẩn hóa về mặt cấu trúc và phương pháp tiếp cận tích hợp lý thuyết - thực hành trong chuyên ngành Cắt gọt kim loại. Tài liệu cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện từ nhận dạng thiết bị, cấu tạo thông số dụng cụ cắt đến kỹ thuật điều chỉnh chế độ công nghệ và kiểm soát dung sai hình học sản phẩm.

Người học sau khi hoàn thành MĐ26 sẽ đạt được năng lực gia công bề mặt phẳng đạt cấp chính xác $8 \div 10$ và độ nhám cấp $4 \div 5$, tạo nền tảng vững chắc để chuyển tiếp sang các mô đun chuyên sâu tiếp theo như gia công rãnh bậc, phay bánh răng, phay mặt định hình và vận hành máy công cụ CNC.