Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Phay, Bào Mặt Phẳng Bậc (Mã hiệu: MĐ26) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề được biên soạn bởi tác giả Nguyễn Đình Kiên thuộc Khoa Cơ khí Động Lực, Trường Cao đẳng Cơ giới (Quảng Ngãi), ban hành theo quyết định lưu hành nội bộ năm 2022. Mô đun có tổng thời lượng 45 giờ (tương đương 2 tín chỉ), trong đó gồm 8 giờ lý thuyết, 35 giờ thực hành và 2 giờ kiểm tra. Trong cấu trúc chương trình khung đào tạo ngành Cắt gọt kim loại trình độ Cao đẳng và Trung cấp với tổng khối lượng 126 tín chỉ (2805 giờ), MĐ26 được xếp trong nhóm các môn học, mô đun chuyên môn bắt buộc; được tổ chức giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành môn học MH19 (Công nghệ chế tạo máy và Thiết kế quy trình công nghệ) và MĐ25 (Phay, bào mặt phẳng ngang, song song, vuông góc, nghiêng).

Mục tiêu học tập của mô đun được chuẩn hóa theo ba nhóm tiêu chí:

  • Kiến thức (A1–A5): Trình bày đầy đủ các thông số hình học của dao bào xén và dao phay mặt phẳng bậc; nhận dạng chính xác các bề mặt, lưỡi cắt và thông số hình học của dụng cụ cắt; mô tả quy trình, phương pháp và yêu cầu kỹ thuật khi phay, bào mặt phẳng bậc; phân tích nguyên nhân các dạng sai hỏng và phương pháp khắc phục.
  • Kỹ năng (B1–B2): Thực hiện mài dao bào xén đạt lưỡi cắt thẳng, đúng góc độ và độ nhám bề mặt Ra1.25; vận hành máy phay, máy bào để gia công mặt phẳng bậc đạt cấp chính xác kích thước 8 ÷ 10 và độ nhám bề mặt cấp 4 ÷ 5, tuân thủ thời gian quy định và an toàn lao động.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, khả năng làm việc độc lập và phối hợp nhóm; duy trì vệ sinh công nghiệp và quy tắc an toàn xưởng.

Cấu trúc giáo trình gồm 3 bài học được thiết kế theo tiến trình công nghệ cơ khí: từ nghiên cứu dụng cụ cắt, vật liệu làm dao đến kỹ thuật gá đặt, điều chỉnh máy và thực hành gia công chi tiết mặt bậc. Giáo trình tập trung vào việc mô tả thông số hình học tĩnh và động của dụng cụ cắt kết hợp với các bài tập thực hành trên máy công cụ truyền thống.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được chia thành 3 bài học trọng tâm:

  1. Bài 1: Dao bào xén, mài dao bào (MĐ 26.1 – Thời lượng: 7 giờ; Lý thuyết: 2 giờ, Thực hành: 5 giờ):

    • Khái niệm và cấu tạo dao bào xén gồm phần thân dao (thép kết cấu C45 hoặc Ct3) và phần cắt gọt (thép gió P9, P18 hoặc hợp kim cứng BK6, BK8, T15K6).
    • Phân loại dao bào: Dao bào xén cạnh phải và trái (dạng cán thẳng và cán cong); dao bào cắt rãnh.
    • Hệ thống mặt phẳng tọa độ xác định góc hình học: Mặt phẳng cơ bản, mặt phẳng cắt gọt, mặt phẳng tiết diện chính (vết cắt n-n) và mặt phẳng tiết diện phụ (vết cắt m-m).
    • Hệ thống góc hình học ở trạng thái tĩnh: Góc trước ($\gamma$), góc sau ($\alpha$), góc nêm ($\beta$), góc cắt ($\delta$), góc lệch lưỡi cắt chính ($\phi$), góc lệch lưỡi cắt phụ ($\phi_1$) và góc mũi dao ($\varepsilon$).
    • Sự biến đổi góc hình học khi gá đặt và hiện tượng biến dạng đàn hồi trong quá trình cắt (so sánh dao cán thẳng gây vết lõm bán kính $R$ và dao cán cong có điểm tựa trùng mũi dao).
    • Quy trình mài dao bào xén trên máy mài 2 đá: Chuẩn bị dưỡng kiểm tra, chỉnh khe hở bệ tỳ, tư thế đứng chếch $45^\circ$, thao tác mài hai tay và quy tắc an toàn xưởng.

  2. Bài 2: Các loại dao phay mặt bậc (MĐ 26.2 – Thời lượng: 3 giờ; Lý thuyết: 2 giờ, Kiểm tra: 1 giờ):

    • Phân loại vật liệu chế tạo dao phay: Thép carbon dụng cụ (Y10A, Y12A có độ cứng 58–64 HRC); thép hợp kim dụng cụ (45X, 9XC chịu nhiệt 350–400°C); thép gió (P9, P18, P9M, P18M chịu nhiệt 500–600°C, độ cứng 62–65 HRC); hợp kim cứng thiêu kết (nhóm BK gồm BK2 ÷ BK15 gia công vật liệu giòn như gang; nhóm TK gồm T5K10, T14K6, T15K10 gia công thép) có độ cứng 71–75 HRC, chịu nhiệt 900–1100°C; hợp kim gốm.
    • Phân loại dao phay mặt phẳng bậc: Dao phay ngón (chuôi trụ, chuôi côn, răng liền và răng chắp); dao phay đĩa (dao một mặt cắt, ba mặt cắt răng thẳng, răng chếch, dao hớt lưng); dao phay trụ (răng thẳng, răng xoắn); dao phay mặt đầu (răng liền và răng chắp).
    • Xác định thông số hình học của dao phay mặt đầu răng chắp trên các mặt cắt tiết diện chính (c-c) và phụ (d-d), góc $\phi$ ($45^\circ \div 60^\circ$), góc $\phi_1$ ($2^\circ \div 15^\circ$), góc mũi dao $\varepsilon = 180^\circ - (\phi + \phi_1)$.

  3. Bài 3: Phay, bào mặt phẳng bậc (MĐ 26.3 – Thời lượng: 35 giờ; Lý thuyết: 4 giờ, Thực hành: 30 giờ, Kiểm tra: 1 giờ):

    • Phân loại mặt phẳng bậc: Mặt bậc thẳng góc 1 phía và mặt bậc thẳng góc 2 phía.
    • Yêu cầu kỹ thuật chi tiết gia công: Dung sai kích thước bản vẽ (các kích thước $20^{+0.05}$, $10^{+0.1}$, $54\pm0.1$, $60\pm0.1$), dung sai vị trí tương quan $0.05$ (độ không song song, độ không vuông góc, độ đối xứng) và độ nhám bề mặt.
    • Quy trình gá lắp, căn chỉnh: Rà song song hàm ê-tô bằng đồng hồ so và phiến đo hoặc ke gá; gá phôi lên ê-tô bằng đôi căn phẳng cùng chiều cao và kiểm tra độ rơ bằng búa nhựa; kỹ thuật gá dao phay trụ (dùng trục gá, bạc chặn, bạc đồng, giá đỡ trục) và gá dao phay mặt đầu (dùng then truyền mô-men, trục rút, đai ốc hãm).
    • Tính toán và thiết lập chế độ cắt: Tính tốc độ quay trục chính $n = \frac{1000V}{\pi D}$ chọn $n_{\text{thực}} \le n$; tốc độ tiến bàn $S_p = S_z \cdot z \cdot n_{\text{thực}}$ chọn $S_{p\text{thực}} \le S_p$; điều chỉnh cữ hành trình tự động bàn máy phay và đĩa cóc máy bào.
    • Quy trình gia công thực nghiệm: Cắt thử lát đầu với chiều sâu $t = 0.2$ mm để đo kiểm kích thước bằng thước cặp; tiến hành phay mặt phẳng bậc bằng dao phay trụ, dao phay mặt đầu và dao phay ngón theo các thông số chiều sâu cắt $t$ và lượng chạy dao $S_z$.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống lý thuyết về hình học dao cắt và động học máy công cụ cắt gọt:

  • Mối quan hệ giữa các góc hình học: $\beta = 90^\circ - (\gamma + \alpha)$ khi góc trước $\gamma \ge 0^\circ$; $\beta = \gamma + (90^\circ - \alpha)$ khi $\gamma < 0^\circ$; và $\delta = \beta + \alpha$.
  • Góc mũi dao $\varepsilon = 180^\circ - (\phi + \phi_1)$, thể hiện quy luật cân bằng giữa độ bền cơ học của đỉnh dao và lực cản cắt gọt.
  • Cơ học biến dạng tiếp xúc: Giải thích ảnh hưởng của điểm tựa $O$ trên thân dao bào đến biên dạng cắt (dao cán cong triệt tiêu hiện tượng ăn lẹm bán kính $R$ so với dao cán thẳng).
  • Công thức động học cắt gọt xác định chế độ vận hành trục chính và bàn máy phay vạn năng.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Nhận diện chính xác các mác vật liệu làm dao (thép gió P9/P18, hợp kim cứng BK/TK); mài dao bào xén đạt độ nhám Ra1.25 trên máy mài 2 đá; thiết lập thông số cắt phù hợp với từng loại vật liệu (gang, thép, kim loại màu).
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích sự biến thiên của các góc hình học khi gá đặt sai quy cách; tính toán chế độ cắt ($V, n, S_p, t$); phân tích nguyên nhân gây ra sai lệch kích thước hoặc biến dạng phôi từ lát cắt thử $t=0.2$ mm.
  • Kỹ năng thực hành (Practical competencies): Sử dụng thành thạo đồng hồ so và phiến đo để rà song song ê-tô; gá kẹp phôi chính xác bằng căn phẳng; gá lắp các bộ phận trục dao, bạc đỡ; vận hành máy phay và máy bào gia công mặt bậc đạt cấp chính xác 8 ÷ 10, độ nhám cấp 4 ÷ 5.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình quy định cụ thể phương pháp tổ chức dạy và học theo hướng tích cực hóa người học, kết hợp đồng bộ giữa lý thuyết và thực hành xưởng:

  • Phương pháp giảng dạy của giáo viên:
    • Về lý thuyết: Áp dụng trình chiếu máy chiếu (projector), tranh vẽ kỹ thuật, thuyết trình ngắn kết hợp phương pháp nêu vấn đề và đặt câu hỏi thảo luận.
    • Về thực hành: Tổ chức chia nhóm nhỏ tại xưởng thực tập. Giáo viên thực hiện thao tác mẫu, hướng dẫn trực tiếp quy trình gá lắp dụng cụ, đồ gá, phôi và trực tiếp sửa sai tại chỗ cho từng học viên. Sử dụng các học cụ mô phỏng để minh họa phương pháp gá dao và rà căn.
  • Phương pháp học tập của người học:
    • Nghiên cứu tài liệu giáo trình và tài liệu tham khảo trước khi lên lớp.
    • Tự học và thảo luận nhóm: Mỗi nhóm gồm 2–3 người học được phân công chủ đề nghiên cứu, thảo luận, ghi chép nhật ký thực hành và hoàn thiện báo cáo nhóm.
    • Tham gia tối thiểu 70% thời lượng giờ giảng tích hợp; nếu vắng quá 30% tổng số giờ, người học phải học lại mô đun.
  • Phương pháp và hình thức đánh giá (theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH):
    • Điểm đánh giá quá trình (Trọng số 40%): Bao gồm kiểm tra thường xuyên (hệ số 1, hình thức hỏi miệng/viết/thuyết trình sau 10 giờ học, đánh giá chuẩn A1, A2, C1, C2) và kiểm tra định kỳ (hệ số 2, hình thức viết và thực hành sau 20 giờ, đánh giá chuẩn A1–A5, B1, C1, C2).
    • Điểm thi kết thúc môn học (Trọng số 60%): Hình thức vấn đáp kết hợp thực hành trực tiếp trên máy công cụ sau 60 giờ quy đổi, đánh giá toàn diện các chuẩn đầu ra A1–A5, B1, B2, C1, C2.
    • Điểm số chấm theo thang điểm 10, làm tròn đến một chữ số thập phân.

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình Phay, Bào Mặt Phẳng Bậc được xây dựng dựa trên sự chuẩn hóa chương trình đào tạo nghề của Trường Cao đẳng Cơ giới năm 2022, tích hợp các yêu cầu kỹ thuật hiện hành trong đào tạo nghề cơ khí:

  • Kế thừa các tài liệu kỹ thuật cơ sở: Nội dung giáo trình kế thừa và hệ thống hóa các kiến thức nền tảng từ các tài liệu chuyên ngành trước đó, bao gồm Chương trình đào tạo công nhân kỹ thuật bậc 3/7 của Trường Cao đẳng Công nghiệp Hà Nội (2004) và giáo trình Kỹ thuật phay của tác giả Phạm Quang Lê (Nhà xuất bản Công nhân Kỹ thuật Hà Nội, 1979).
  • Hệ thống hóa vật liệu dụng cụ cắt: Giáo trình phân nhóm rõ ràng các mác thép dụng cụ và hợp kim cứng thiêu kết (nhóm BK và nhóm TK), cung cấp các chỉ số chịu nhiệt cụ thể ($350–400^\circ\text{C}$ đối với thép 45X/9XC, $500–600^\circ\text{C}$ đối với thép P9/P18, $900–1100^\circ\text{C}$ đối với hợp kim cứng BK/TK) làm căn cứ lựa chọn chế độ cắt.
  • Gắn liền với thực tiễn sản xuất cơ khí: Giáo trình đưa vào quy trình các thao tác công nghệ đặc thù như: kỹ thuật cắt thử $t=0.2$ mm để triệt tiêu sai số gá đặt; phương pháp xử lý phôi có lớp vỏ cứng (tăng chiều sâu cắt $t$ vượt qua lớp vỏ cứng kết hợp giảm tốc độ cắt $V$); phân tích cơ chế tạo vết lõm bán kính $R$ của dao cán thẳng nhằm định hướng sử dụng dao cán cong trong sản xuất thực tế.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp:

  • Người học: Sinh viên hệ Cao đẳng và học sinh hệ Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại, phục vụ trực tiếp cho quá trình học tập mô đun MĐ26.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở kỹ thuật và mô đun nghề trước đó trong khung chương trình:
    • MH07 (Vẽ kỹ thuật), MH08 (AutoCAD), MH09 (Cơ lý thuyết), MH10 (Sức bền vật liệu);
    • MH11 (Dung sai – Đo lường kỹ thuật), MH12 (Vật liệu cơ khí), MH14 (Kỹ thuật an toàn và Bảo hộ lao động), MH16 (Nguyên lý cắt);
    • MH19 (Công nghệ chế tạo máy và Thiết kế quy trình công nghệ), MĐ20 (Nguội cơ bản), MĐ25 (Phay, bào mặt phẳng ngang, song song, vuông góc, nghiêng).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm đề cương và tài liệu giảng dạy chính thức; căn cứ xây dựng giáo án lý thuyết, phiếu hướng dẫn thực hành xưởng và đề kiểm tra đánh giá theo chuẩn đầu ra A, B, C.
  • Cán bộ kỹ thuật và tự học: Dùng làm tài liệu tra cứu các thông số hình học dao, bảng tra chế độ cắt và quy trình gá đặt căn chỉnh máy phay, máy bào vạn năng.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?
Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho học sinh, sinh viên theo học nghề Cắt gọt kim loại trình độ Trung cấp và Cao đẳng tại các cơ sở giáo dục nghề nghiệp, đồng thời là tài liệu tham khảo cho giảng viên bộ môn cơ khí chế tạo.

2. Người học cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?
Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học tiên quyết về Vẽ kỹ thuật (MH07), Dung sai – Đo lường (MH11), Vật liệu cơ khí (MH12), Nguyên lý cắt (MH16), An toàn lao động (MH14), Nguội cơ bản (MĐ20) và mô đun Phay bào mặt phẳng cơ bản (MĐ25).

3. Điểm đặc trưng về cấu trúc nội dung của giáo trình là gì?
Giáo trình phân chia tỷ trọng thực hành lớn (35/45 giờ, chiếm 77.7%), đi sâu vào quy trình công nghệ thực tế: từ mài dao bào, phân loại dao phay mặt bậc đến quy trình gá lắp rà phẳng bằng đồng hồ so và kỹ thuật cắt lát thử nghiệm để bù trừ lượng dư.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?
Người học tổ chức nhóm tự học 2–3 người, đọc trước lý thuyết về các góc hình học dao, chuẩn bị bản vẽ chi tiết trước khi vào xưởng; trong quá trình thực hành cần tuân thủ góc đứng $45^\circ$ khi mài dao, dùng đồng hồ so rà phẳng hàm ê-tô và mặt chuẩn phôi trước khi vận hành máy.

5. Giáo trình sử dụng các nguồn tài liệu tham khảo nào?
Tài liệu biên soạn dựa trên Chương trình đào tạo công nhân kỹ thuật bậc 3/7 của Trường Cao đẳng Công nghiệp Hà Nội (2004) và giáo trình Kỹ thuật phay của Phạm Quang Lê do Nhà xuất bản Công nhân Kỹ thuật Hà Nội ấn hành năm 1979.

Kết luận

Giáo trình Phay, Bào Mặt Phẳng Bậc (Mã mô đun: MĐ26) do Trường Cao đẳng Cơ giới biên soạn năm 2022 cung cấp một hệ thống bài học chuyên môn hoàn chỉnh về công nghệ gia công mặt phẳng bậc trên máy phay và máy bào vạn năng. Giá trị cốt lõi của tài liệu nằm ở sự gắn kết chặt chẽ giữa lý thuyết tính toán chế độ cắt, cơ sở hình học dao với các quy trình thao tác thực hành chuẩn hóa, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật về cấp chính xác 8 ÷ 10 và độ nhám bề mặt cấp 4 ÷ 5.

Sau khi hoàn thành MĐ26, người học có nền tảng để tiếp tục học tập các mô đun chuyên sâu trong chương trình Cắt gọt kim loại như MĐ27 (Phay, bào rãnh, cắt đứt), MĐ29 (Phay, bào rãnh chốt đuôi én - chữ T), MĐ34–MĐ35 (Phay bánh răng), MĐ36–MĐ37 (Tiện, Phay CNC) và tham gia MĐ46 (Thực tập sản xuất). Nguồn tài nguyên phục vụ mô đun bao gồm hệ thống xưởng máy công cụ, trang thiết bị đo kiểm và các giáo trình tham khảo chuyên ngành cơ khí.