TỔNG QUAN VỀ GIÁO TRÌNH PHAY BÀO RÃNH, CẮT ĐỨT (MĐ 26)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun: Phay, bào mặt phẳng bậc, rãnh, cắt đứt (mã số mô đun: MĐ 26) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc nghề Cắt gọt kim loại, trình độ Cao đẳng và Trung cấp, do tập thể giảng viên Khoa Cơ khí – Xây dựng thuộc Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp biên soạn theo Quyết định ban hành năm 2017.

Trong chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại, MĐ 26 là mô đun chuyên môn bắt buộc. Mô đun được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học và mô đun tiên quyết bao gồm: MH07, MH08, MH09, MH10, MH11, MH15 và MĐ25. Vị trí này đảm bảo người học đã trang bị đầy đủ kiến thức cơ sở về vẽ kỹ thuật, dung sai lắp ghép, vật liệu cơ khí và kỹ thuật gia công mặt phẳng phẳng cơ bản trước khi tiếp cận kỹ thuật gia công rãnh và cắt đứt.

Mục tiêu đào tạo của giáo trình bao gồm ba chuẩn đầu ra chính:

  • Kiến thức: Trình bày được cấu tạo, thông số hình học ở trạng thái tĩnh và động của dao bào rãnh, dao phay rãnh, dao cắt đứt; nhận dạng chính xác các bề mặt, lưỡi cắt và quy chuẩn kỹ thuật gia công.
  • Kỹ năng: Vận hành thành thạo máy phay, máy bào vạn năng và chuyên dùng để gia công các dạng rãnh (rãnh suốt, rãnh kín, rãnh then, rãnh then bán nguyệt, rãnh hoa) và cắt đứt phôi; sản phẩm gia công đạt cấp chính xác 8–10, độ nhám bề mặt cấp 4–5; thực hiện mài dao bào rãnh đạt độ nhám $Ra = 1.25,\mu\text{m}$, lưỡi cắt thẳng và đúng góc độ kỹ thuật; nhận diện nguyên nhân và xử lý các dạng sai hỏng.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tính kỷ luật, cẩn thận, bảo đảm an toàn cho người và thiết bị, tuân thủ quy chuẩn vệ sinh công nghiệp.

Giáo trình được cấu trúc thành 5 bài học tích hợp, tiếp cận theo phương pháp đào tạo dựa trên năng lực thực hiện (competency-based training), gắn liền lý thuyết thông số dụng cụ cắt với các bước công việc thực hành trên máy công cụ.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bố theo tiến trình logic từ trang bị dụng cụ cắt, phân tích thông số hình học đến quy trình vận hành công nghệ phay, bào và kiểm tra sản phẩm:

  • Bài 1 (Mã bài MĐ 26-01) – Dao bào rãnh, mài dao bào rãnh: Cung cấp kiến thức về cấu tạo dao bào (thân dao và phần cắt gọt), vật liệu chế tạo (thép gió P9, P18; hợp kim cứng BK6, BK8, T15K6; thân thép C45, Ct3). Phân loại dao bào bằng, dao bào xén cạnh (cán thẳng, cán cong), dao bào cắt. Trình bày hệ thống mặt phẳng tọa độ xác định góc dao và quy trình mài dao trên máy mài 2 đá.
  • Bài 2 (Mã bài MĐ 26-02) – Các loại dao phay rãnh, cắt đứt: Phân loại và cấu tạo dao phay ngón (răng liền, răng chắp hợp kim), dao phay đĩa (1 mặt cắt, 3 mặt cắt răng thẳng, răng xoắn, răng hớt lưng), dao phay trụ và dao phay mặt đầu. Xác định các góc hình học của răng dao và ảnh hưởng của chúng đến quá trình tạo phoi.
  • Bài 3 (Mã bài MĐ 26-03) – Phay rãnh: Quy trình công nghệ phay các dạng rãnh: rãnh vuông, đáy nhọn, chữ V, đuôi én, chữ T, đáy tròn; rãnh suốt và rãnh kín. Hướng dẫn chọn kích thước dao phay đĩa, gá đặt dao dùng phiến tỳ và cữ so dao ($3–5\text{ mm}$); kỹ thuật định vị tâm bằng êke ($S = T + \frac{D}{2} + \frac{B}{2}$); phay rãnh then trên trục bằng dao phay ngón (gá khối V, vấu kẹp tự định tâm), phương pháp phay rãnh then con lắc ($t = 0.2–0.4\text{ mm}$), phay rãnh bán nguyệt, rãnh hoa trên mâm xoay và kiểm tra rãnh bằng calíp, dưỡng.
  • Bài 4 (Mã bài MĐ 26-04) – Phay cắt đứt: Cung cấp thông số tiêu chuẩn OCT 2679-73 cho dao phay cắt đứt (Loại I răng nhỏ, Loại II răng trung bình, Loại III răng lớn); kỹ thuật phay thuận cắt vật liệu mỏng; quy trình gá lắp, cân chỉnh êtô bằng đồng hồ so; các bước phân chia phôi tấm và phôi thanh.
  • Bài 5 (Mã bài MĐ 26-05) – Bào rãnh: Kỹ thuật gia công rãnh trên máy bào ngang khi gia công đơn chiếc, loạt nhỏ. Xác định chiều dài hành trình đầu bào ($L_{\text{hành trình}} = L_{\text{phôi}} + 3.5 B_{\text{cán dao}}$), điều chỉnh vận tốc cắt và phân chia lớp cắt khi bào rãnh vuông, rãnh then suốt trên trục.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình thiết lập hệ thống cơ sở lý thuyết cắt gọt kim loại qua các nội dung:

  1. Hệ thống mặt phẳng tọa độ xác định góc dao:

    • Mặt phẳng cơ bản: Vuông góc với véc tơ chuyển động chính.
    • Mặt phẳng cắt gọt: Vuông góc với mặt phẳng cơ bản, chứa véc tơ chuyển động chính và tiếp tuyến với lưỡi cắt chính.
    • Mặt phẳng tiết diện chính ($n-n$ hoặc $c-c$): Vuông góc với lưỡi cắt chính và vuông góc với mặt phẳng cắt gọt.
    • Mặt phẳng tiết diện phụ ($m-m$ hoặc $d-d$): Vuông góc với lưỡi cắt phụ.

  2. Hệ thống thông số hình học và công thức liên hệ:

    • Góc trước (thoát) $\gamma$: Dao thép gió có $\gamma > 0$ ($5^\circ \div 20^\circ$); dao hợp kim cứng có $\gamma \le 0$ ($0^\circ \div -20^\circ$).
    • Góc sau (sát) $\alpha$: Luôn dương ($\alpha > 0$), dao động từ $10^\circ \div 25^\circ$.
    • Góc nêm (sắc) $\beta$: Phụ thuộc $\gamma$ và $\alpha$. Khi $\gamma > 0 \Rightarrow \beta = 90^\circ - (\alpha + \gamma)$; khi $\gamma < 0 \Rightarrow \beta = \alpha + (90^\circ - |\gamma|)$.
    • Góc cắt $\delta = \alpha + \beta$.
    • Góc nghiêng chính $\varphi$ ($45^\circ \div 60^\circ$ ở dao phay, $2^\circ \div 5^\circ$ ở dao bào) và góc nghiêng phụ $\varphi_1$ ($2^\circ \div 15^\circ$).
    • Góc mũi dao $\epsilon = 180^\circ - (\varphi + \varphi_1)$.

  3. Nguyên lý cơ học cắt gọt và động học dao cụ:

    • Hiện tượng biến dạng uốn cán dao khi bào: Dao cán thẳng có tâm uốn $O$ nằm ngoài mũi dao tạo vết lõm cung $R$; dao cán cong có điểm tựa $O$ trùng mũi dao giúp triệt tiêu biến dạng ăn lẹm vào phôi.
    • Quan hệ hình học dao phay đĩa: Chiều sâu cắt $t$ giới hạn theo đường kính dao $D$ và đường kính moay-ơ $d_1$: $$t \le \frac{D - d_1}{2} - 6\text{ mm}$$
    • Nguyên lý phay thuận: Lực cắt hướng xuống ép phôi vào bàn máy, áp dụng khi cơ cấu trục vít - đai ốc bàn máy không có khe hở.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills):
    • Mài dao bào rãnh trên máy mài 2 đá đúng tư thế đứng chếch $45^\circ$, đạt độ nhám lưỡi cắt $Ra = 1.25,\mu\text{m}$.
    • Gá đặt, cân chỉnh độ song song của má tĩnh êtô với phương chạy dao bằng đồng hồ so và búa cao su.
    • Thiết lập gá đặt dao phay đĩa ba mặt cắt răng đảo chiều, dao phay ngón chuôi trụ/chuôi côn, dao phay đĩa định hình.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills):
    • Phân tích và chẩn đoán 4 nhóm sai hỏng điển hình:
      1. Sai số kích thước: Do dịch chuyển bàn máy, chỉnh chiều sâu cắt sai, chọn nhầm bề rộng/đường kính dao, độ đảo mặt đầu/hướng kính của dao.
      2. Sai số hình dạng hình học: Do rung động máy, chọn sai prôfin dao, mài sai góc trước.
      3. Sai số vị trí tương quan (độ không đối xứng, không song song, không vuông góc): Do chuẩn gá bẩn, phôi kênh, xác định sai tâm dao.
      4. Độ nhám bề mặt không đạt: Do mòn dao, thông số góc cắt không chuẩn, chế độ cắt ($v, s, t$) không phù hợp, hệ thống công nghệ kém cứng vững.
  • Kỹ năng thực hành chuyên môn (Practical competencies):
    • Vận hành máy phay, máy bào thực hiện gia công rãnh suốt, rãnh kín một/hai đầu, rãnh then, rãnh then bán nguyệt, rãnh then hoa và cắt đứt phôi đạt cấp chính xác 8–10, độ nhám cấp 4–5.
    • Sử dụng thành thạo thước cặp, thước đo sâu, calíp nút giới hạn, dưỡng kiểm, khối V để đo kiểm kích thước và vị trí tương quan của rãnh.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp theo năng lực thực hiện. Mỗi bài học được phân tách thành 6 bước công việc chuẩn trong xưởng cơ khí:

Thứ tự bước Bước công việc Chỉ dẫn thực hiện kỹ thuật
Bước 1 Nghiên cứu bản vẽ Đọc hiểu kích thước, dung sai, độ nhám, độ cân xứng và yêu cầu kỹ thuật chi tiết.
Bước 2 Chuẩn bị vật tư, thiết bị Kiểm tra an toàn máy, bôi trơn, chọn phôi, êtô, đồ gá, dao cắt và dụng cụ đo kiểm.
Bước 3 Gá lắp dao Làm sạch trục/ống côn, lắp dao đúng trục ngang/đứng, căn chỉnh tâm dao vuông góc bàn máy.
Bước 4 Gá phôi Chọn chuẩn định vị (chuẩn thô/tinh), rà phôi đạt độ không tương xứng $\le 0.05\text{ mm}$, xiết chặt êtô.
Bước 5 Gia công cắt gọt Điều chỉnh chế độ cắt ($v, s, t$), lấy dấu/rà chạm dao, cắt thử, đo kiểm và tiến hành gia công.
Bước 6 Kiểm tra, hoàn thiện Vệ sinh bavia, đo tổng thể kích thước/độ nhám, vệ sinh công nghiệp, bàn giao ca máy.

Bài tập và phương pháp đánh giá

  • Hệ thống câu hỏi và bài tập:
    • Câu hỏi tự luận: Trình bày thông số hình học tĩnh/động của dao, so sánh ưu điểm dao cán cong và dao cán thẳng, giải thích phương pháp phay rãnh then con lắc.
    • Câu hỏi trắc nghiệm và điền khuyết: Kiểm tra phân loại dao phay 3 mặt cắt, dao phay ngón, điều kiện chọn chuẩn gá và phương pháp xác định tâm dao bằng êke $90^\circ$.
    • Bài tập tình huống gia công thực tế: Cắt thép góc $L = 315\text{ mm}$ thành 5 đoạn bằng nhau kích thước $60 \pm 1.0\text{ mm}$; gia công rãnh then kín hai đầu trên trục tròn sử dụng khối V và vấu kẹp chữ Z.
  • Phương pháp đánh giá kết quả học tập:
    • Kiến thức: Đánh giá qua bài kiểm tra viết và bài thi trắc nghiệm chuyên môn.
    • Kỹ năng: Đánh giá trực tiếp trên sản phẩm gia công qua các chỉ tiêu định lượng: độ chính xác kích thước (cấp 8–10, rãnh then cấp 2–3), độ nhám bề mặt (cấp 4–5, mài dao $Ra = 1.25,\mu\text{m}$), thời gian thực hiện định mức và mức độ an toàn.
    • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Đánh giá qua việc tuân thủ quy tắc an toàn lao động (đeo kính bảo hộ, vị trí đứng mài chếch $45^\circ$, vệ sinh thu gom phoi riêng biệt).

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Căn cứ xây dựng: Giáo trình được biên soạn dựa trên chương trình khung đào tạo nghề Cắt gọt kim loại năm 2017 của Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp, xây dựng theo các nguyên tắc: định hướng thị trường lao động, tính hệ thống, tính khoa học, tính hiện đại và hướng tới liên thông.
  • Quy chuẩn tiêu chuẩn kỹ thuật: Tài liệu tích hợp các quy chuẩn kỹ thuật chuyên ngành như tiêu chuẩn OCT 2679-73 trong phân loại và chế tạo dao phay cắt đứt, dao phay rãnh theo ba loại kết cấu răng (Loại I răng nhỏ, Loại II răng trung bình, Loại III răng lớn) với các cấp chính xác AA, A và B.
  • Cập nhật công nghệ dụng cụ cắt:
    • Giới thiệu các loại dao phay ngón hợp kim cứng liền dải đường kính nhỏ ($3–10\text{ mm}$) và dao gắn răng xoắn ốc ($16–50\text{ mm}$).
    • Cung cấp giải pháp dùng kết cấu đĩa cưa ghép phân đoạn (các phần hình quạt thép gió tán đinh trên thân thép 50 hoặc 65) dải đường kính lớn ($D = 275 \div 2000\text{ mm}$) để cắt đứt phôi lớn.
    • Sử dụng dao phay ba mặt cắt có răng nghiêng đảo chiều liên tiếp giúp triệt tiêu thành phần lực cắt dọc trục.
  • Quy trình công nghệ chuyên dụng: Tích hợp phương pháp phay rãnh then theo hành trình con lắc trên máy chuyên dùng (bước tiến sâu $t = 0.2–0.4\text{ mm}$ mỗi lượt), đảm bảo độ chính xác chiều rộng rãnh then cấp 2–3, nâng cao tuổi bền dao và tính lắp lẫn công nghiệp.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên, học viên:
    • Sinh viên hệ Cao đẳng và học sinh hệ Trung cấp chuyên ngành Cắt gọt kim loại, Công nghệ kỹ thuật cơ khí, Chế tạo máy.
    • Người học cần chuẩn bị các kiến thức tiên quyết về vẽ cơ khí, công nghệ kim loại, dung sai và đo lường (đã hoàn thành các học phần MH07 đến MH15 và mô đun MĐ25).
  • Giảng viên:
    • Giảng viên chuyên ngành cơ khí sử dụng làm tài liệu giảng dạy lý thuyết chuyên môn và hướng dẫn luyện tập kỹ năng thực hành tại xưởng máy công cụ.
    • Căn cứ xây dựng đề thi, phiếu đánh giá kỹ năng nghề cho mô đun MĐ 26.
  • Kỹ thuật viên xưởng và người tự học:
    • Thợ gia công cơ khí, kỹ thuật viên vận hành máy phay, máy bào vạn năng tra cứu chế độ cắt, công thức tính toán gá đặt chi tiết và phương pháp xử lý sai số kích thước, hình dáng hình học trong sản xuất.

Câu hỏi thường gặp

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

Giáo trình được thiết kế cho sinh viên hệ Cao đẳng và học sinh hệ Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại hoặc Chế tạo máy, nhằm trang bị kỹ năng gia công phay, bào rãnh và cắt đứt trên máy công cụ vạn năng.

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

Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học và mô đun tiên quyết: MH07, MH08, MH09, MH10, MH11, MH15 và MĐ25 (gồm kiến thức vẽ kỹ thuật cơ khí, dung sai lắp ghép, vật liệu cơ khí, an toàn lao động và kỹ thuật gia công mặt phẳng cơ bản).

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu lý thuyết cắt gọt kim loại chung là gì?

Giáo trình tập trung vào tiếp cận năng lực thực hiện, tích hợp trực tiếp bảng chỉ dẫn từng bước công việc, công thức tính toán hành trình và gá đặt cụ thể ($S = T + \frac{D}{2} + \frac{B}{2}$; $L_{\text{hành trình}} = L_{\text{phôi}} + 3.5 B_{\text{cán dao}}$), kèm bảng phân tích nguyên nhân và biện pháp khắc phục 4 nhóm sai hỏng điển hình.

4. Phương pháp tự học và luyện tập kỹ năng theo giáo trình đạt hiệu quả như thế nào?

Người học cần tuân thủ trình tự 6 bước công việc: nghiên cứu bản vẽ $\rightarrow$ chuẩn bị thiết bị/dao cụ $\rightarrow$ gá dao $\rightarrow$ gá phôi $\rightarrow$ cắt thử/đo thử $\rightarrow$ gia công hoàn thiện; đồng thời áp dụng phương pháp kiểm tra kích thước bằng calíp, thước cặp và rà gá bằng đồng hồ so trước khi chạy máy.

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

Người học cần kết hợp tra cứu Sổ tay chế độ cắt gia công cơ khí, các bảng tiêu chuẩn kích thước moay-ơ/lỗ dao phay, tiêu chuẩn dao cắt OCT 2679-73 và các bản vẽ chi tiết gia công thực hành tại xưởng.

Kết luận

Giáo trình mô đun: Phay, bào mặt phẳng bậc, rãnh, cắt đứt (MĐ 26) của Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp cung cấp cấu trúc nội dung kỹ thuật chặt chẽ, kết nối giữa cơ sở lý thuyết thông số hình học dao cụ (thép gió P9/P18, hợp kim cứng BK6/BK8/T15K6) và quy trình công nghệ gia công thực tế trên máy phay, máy bào vạn năng.

Lộ trình học tập được thiết lập có hệ thống: từ kỹ thuật mài và nhận diện góc độ dao ở trạng thái tĩnh $\rightarrow$ thiết lập chế độ cắt và đồ gá (khối V, vấu kẹp, phiến tỳ) $\rightarrow$ thực hiện gia công các dạng rãnh phức tạp và cắt đứt phôi $\rightarrow$ kiểm chuẩn chất lượng (đạt cấp chính xác 8–10, độ nhám cấp 4–5) và phân tích khắc phục sai số. Tài liệu là căn cứ chuyên môn phục vụ công tác giảng dạy, học tập và chuẩn hóa kỹ năng nghề Cắt gọt kim loại trình độ Cao đẳng và Trung cấp.