Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Mô đun: Phay bào rãnh, cắt đứt (Mã mô đun: MĐ 27) là tài liệu giảng dạy chuyên môn thuộc chương trình đào tạo nghề Cắt gọt kim loại ở trình độ Cao đẳng, do Khoa Cơ khí Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi biên soạn năm 2022 dưới sự chủ biên của tác giả Trương Thị Ngọc Thư. Trong cấu trúc tổng thể 126 tín chỉ (2.805 giờ đào tạo) của nghề Cắt gọt kim loại, MĐ 27 có khối lượng 2 tín chỉ với tổng thời lượng 45 giờ (bao gồm 8 giờ lý thuyết, 35 giờ thực hành và 2 giờ kiểm tra). Mô đun này được bố trí giảng dạy sau các mô đun nền tảng về gia công mặt phẳng cơ bản như MĐ 25 (Phay, bào mặt phẳng ngang, song song, vuông góc, nghiêng) và MĐ 26 (Phay, bào mặt phẳng bậc), đóng vai trò bản lề trước khi người học tiếp cận các kỹ thuật gia công định hình phức tạp hơn (MĐ 28, MĐ 29, MĐ 34, MĐ 35).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng tới việc trang bị hệ thống chuẩn đầu ra toàn diện:

  • Về kiến thức (A1–A5): Người học trình bày được các thông số hình học của dao bào rãnh, dao phay rãnh ở trạng thái tĩnh và động; nhận dạng chính xác các bề mặt, lưỡi cắt; mô tả quy trình phay, bào rãnh và cắt đứt; phân tích các dạng sai hỏng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục.
  • Về kỹ năng (B1–B2): Rèn luyện thao tác mài dao bào đúng góc độ hình học; vận hành máy phay và máy bào đúng quy trình kỹ thuật để gia công rãnh và cắt đứt đạt cấp chính xác kích thước 8÷10, độ nhám bề mặt cấp 4÷5, bảo đảm định mức thời gian và an toàn lao động.
  • Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Hình thành ý thức tuân thủ quy trình công nghệ, an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.

Giáo trình tiếp cận theo mô hình mô đun tích hợp, lấy kỹ năng thực hành công nghệ làm trọng tâm (thực hành chiếm 77,7% thời lượng), kết nối chặt chẽ giữa lý thuyết tính toán chế độ cắt với trình tự thao tác thực tế tại xưởng cơ khí.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình được cấu trúc thành 5 bài học chuyên đề bám sát tiến trình công nghệ gia công:

                  +------------------------------------------------------+
                  | MĐ 27: PHAY BÀO RÃNH, CẮT ĐỨT (Tổng cộng: 45 giờ)    |
                  +------------------------------------------------------+
                                             |
            +--------------------------------+-------------------------------+
            |                                                                |
            v                                                                v
+-----------------------+                                        +-----------------------+
| NHÓM CÔNG CỤ CẮT GỌT  |                                        | NHÓM NGUYÊN CÔNG MÁY  |
+-----------------------+                                        +-----------------------+
| Bài 1: Dao bào rãnh,  |                                        | Bài 3: Phay rãnh      |
| mài dao (7 giờ)       |                                        | (15 giờ: 2 LT, 13 TH) |
| - Hình học dao tĩnh   |                                        | - Gá phôi, ê-tô       |
| - Biến dạng cán dao   |                                        | - Chế độ cắt V, Sz    |
| - Kỹ thuật mài dao    |                                        | - Phay rãnh then      |
|                       |                                        +-----------------------+
| Bài 2: Các loại dao   |                                                    |
| phay rãnh & cắt đứt   |                                                    v
| (3 giờ: 2 LT, 1 KT)   |                                        +-----------------------+
| - Vật liệu BK, TK, HSS|                                        | Bài 4: Phay cắt đứt   |
| - Dao ngón, đĩa, mặt  |                                        | (10 giờ: 1 LT, 9 TH)  |
|   đầu, dao trụ        |                                        +-----------------------+
+-----------------------+                                                    |
                                                                             v
                                                                 +-----------------------+
                                                                 | Bài 5: Bào rãnh       |
                                                                 | (10 giờ: 1 LT, 9 TH)  |
                                                                 | - Rãnh suốt, rãnh kín |
                                                                 +-----------------------+
  1. Bài 1: Dao bào rãnh, mài dao bào rãnh (7 giờ – 2 LT, 5 TH): Khảo sát cấu tạo dao bào gồm thân dao (thép C45, Ct3) và lưỡi cắt (thép gió P9, P18 hoặc hợp kim cứng BK6, BK8, T15K6). Trình bày hệ thống thông số hình học tĩnh trên mặt phẳng cơ bản, mặt phẳng cắt gọt, mặt phẳng tiết diện chính ($n-n$) và phụ ($m-m$); phân tích góc trước $\gamma$, góc sau $\alpha$, góc nêm $\beta$, góc cắt $\delta$, góc lệch lưỡi cắt chính $\varphi$ ($20^\circ-50^\circ$) và phụ $\varphi_1$ ($2^\circ-15^\circ$). Nội dung làm rõ hiện tượng biến dạng đàn hồi khi gá dao cán thẳng (tâm uốn $O$ gây ăn lẹm lõm bề mặt) so với dao cán cong (tâm uốn $O$ trùng mũi dao), cùng quy chuẩn an toàn mài dao trên máy mài hai đá.
  2. Bài 2: Các loại dao phay rãnh và cắt đứt (3 giờ – 2 LT, 1 KT): Hệ thống hóa vật liệu dụng cụ cắt từ thép carbon dụng cụ (Y10A, Y12A), thép hợp kim dụng cụ (45X, 9XC), thép gió (P9, P18, P18M, P9M) đến hợp kim cứng thiêu kết nhóm BK (BK2 đến BK15) và nhóm TK (T5K10, T14K6, T15K10). Phân loại kết cấu dao phay ngón (chuôi trụ, chuôi côn, răng lớn, răng trung bình), dao phay đĩa ba mặt cắt răng so le triệt tiêu lực dọc trục, dao phay trụ và dao phay mặt đầu (răng liền và răng chắp).
  3. Bài 3: Phay rãnh (15 giờ – 2 LT, 13 TH): Hướng dẫn kỹ thuật căn chỉnh hàm ê-tô song song với phương trượt dọc/ngang bằng ke gá và đồng hồ so; kỹ thuật gá phôi trên đôi căn phẳng; phương pháp gá dao trục ngang có bạc đỡ hoặc dao mặt đầu. Cung cấp công thức tính toán vận tốc cắt, tốc độ trục chính, tốc độ tiến bàn và quy trình phay rãnh suốt, rãnh then kín hai đầu bằng phương pháp chạy dao con lắc.
  4. Bài 4: Phay cắt đứt (10 giờ – 1 LT, 9 TH): Quy định các điều kiện kỹ thuật khi phay cắt đứt chi tiết dạng tấm hoặc dạng thanh, cách chọn kích thước dao phay cắt đứt, kiểm soát độ rung động và vệ sinh công nghiệp.
  5. Bài 5: Bào rãnh (10 giờ – 1 LT, 9 TH): Phương pháp điều chỉnh hành trình kép đầu bào, bước tiến bàn máy qua cơ cấu đĩa cóc, kỹ thuật gia công rãnh suốt, rãnh kín một đầu và rãnh kín hai đầu trên máy bào ngang.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng trên nền tảng lý thuyết cắt gọt kim loại và cơ học tiếp xúc phoi - dao:

  • Mối quan hệ hình học các góc dao: Xác định công thức tính góc nêm $\beta = 90^\circ - (\alpha + \gamma)$ khi góc trước $\gamma \ge 0^\circ$ và $\beta = \alpha + (90^\circ - \gamma)$ khi $\gamma < 0^\circ$; góc cắt $\delta = \alpha + \beta$.
  • Động học và chế độ cắt gọt: Thiết lập mối liên hệ giữa tốc độ cắt cho phép $V$ (m/phút) với tốc độ quay trục chính $n$ (vòng/phút) qua công thức $n = \frac{1000 \cdot V}{\pi \cdot D}$ và tốc độ chạy dao phút $S_p = S_z \cdot Z \cdot n_{thực}$ (với $S_z$ là lượng chạy dao răng, $Z$ là số răng dao).
  • Khoa học vật liệu và nhiệt độ cắt: Phân định khả năng chịu nhiệt và phạm vi ứng dụng: thép gió chịu nhiệt $500-600^\circ\text{C}$ (độ cứng 62–65 HRC), hợp kim cứng chịu nhiệt $900-1100^\circ\text{C}$ (độ cứng 71–75 HRC).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật: Mài sắc lưỡi cắt dao bào đạt góc độ chuẩn; gá đặt và rà phẳng ê-tô, phôi gia công đạt độ song song bằng đồng hồ so; căn chỉnh cữ khống chế hành trình máy phay và máy bào.
  • Kỹ năng tính toán và phân tích: Tra cứu và lựa chọn chế độ cắt ($V, S_z, t$) phù hợp với từng nhóm vật liệu (gang, thép, kim loại màu); nhận diện các yếu tố ảnh hưởng từ độ đảo trục dao, độ cứng vững hệ thống Công nghệ - Máy - Đồ gá - Dụng cụ cắt - Chi tiết (M-G-D-C).
  • Năng lực kiểm tra thực tế: Sử dụng thước cặp, panme, dưỡng đo góc để kiểm tra kích thước chiều rộng, chiều sâu, độ nhám bề mặt và sai lệch vị trí tương quan của rãnh.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình quy định phương pháp đào tạo tích hợp giữa thuyết giảng nguyên lý và thực hành trực tiếp tại xưởng:

   [GIAI ĐOẠN 1: LÝ THUYẾT]           [GIAI ĐOẠN 2: HƯỚNG DẪN]         [GIAI ĐOẠN 3: LUYỆN TẬP]
+-----------------------------+     +--------------------------+     +--------------------------+
| - Nêu vấn đề & phân tích    | --> | - Thao tác mẫu tại xưởng | --> | - Chia nhóm nhỏ (2-3 SV) |
| - Tính toán n, Sp, t        |     | - Rà gá chi tiết mẫu     |     | - Cắt thử lát đầu t=0.2mm|
| - Quy chuẩn an toàn lao động|     | - Sửa sai trực tiếp      |     | - Đo kiểm tra kích thước |
+-----------------------------+     +--------------------------+     +--------------------------+
  • Về phía giảng viên: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực (thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, chiếu mô phỏng cơ cấu đồ gá). Trong giờ thực hành, giảng viên thực hiện thao tác mẫu, phân chia nhóm nhỏ (2-3 sinh viên/nhóm), quan sát và chỉnh sửa thao tác gá đặt, cắt thử của sinh viên tại chỗ.
  • Về phía sinh viên: Nghiên cứu bài học và tài liệu tham khảo trước khi đến lớp; tham gia thảo luận nhóm về phương án chọn dao và gá đặt phôi; thực hiện lát cắt thử đầu tiên ($t = 0,2$ mm) để đo kiểm lượng dư trước khi gia công tinh. Sinh viên bắt buộc phải tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng tích hợp để đủ điều kiện dự thi kết thúc mô đun.
  • Phương thức kiểm tra và đánh giá: Tuân thủ Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội và quy chế của nhà trường:
    • Điểm quá trình (trọng số 40%): Gồm 1 cột điểm kiểm tra thường xuyên (hỏi miệng/thuyết trình sau 10 giờ học) và 3 cột điểm kiểm tra định kỳ (tự luận/trắc nghiệm kết hợp thực hành gia công sau 20 giờ học).
    • Điểm thi kết thúc môn học (trọng số 60%): Tổ chức theo hình thức vấn đáp và thực hành gia công sản phẩm trực tiếp trên máy sau 60 giờ học quy đổi, chấm theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân.

Điểm nổi bật và cập nhật

  1. Chuẩn hóa thông số chế độ cắt theo vật liệu: Giáo trình cung cấp các thông số định mức cụ thể cho từng loại dao và vật liệu gia công: đối với thép và gang, vận tốc cắt $V$ của dao thép gió là $50$ m/phút, dao hợp kim cứng từ $70-150$ m/phút; đối với vật liệu mềm (nhôm, đồng, dural), vận tốc cắt cho phép tăng gấp 2,5 đến 4 lần. Chiều sâu cắt thô cho thép quy định $t = 3-5$ mm, gang $t = 5-7$ mm, phay tinh $t = 0,5-1$ mm.
  2. Tích hợp giải pháp công nghệ gia công chuyên dùng: Giới thiệu phương pháp phay rãnh then kín bằng nguyên lý chạy dao kiểu con lắc trên máy chuyên dùng bằng dao phay hai lưỡi, chiều sâu ăn dao mỗi lượt $t = 0,2-0,4$ mm. Giải pháp này giúp cắt gọt bằng lưỡi cắt mặt đầu, triệt tiêu mòn chu vi, tăng tuổi bền của dao và đảm bảo tính lắp lẫn trong sản xuất hàng loạt.
  3. Kế thừa và hệ thống hóa tài liệu kinh điển: Nội dung giáo trình kế thừa có chọn lọc các kiến thức nền tảng từ hệ thống tài liệu kỹ thuật cơ khí:
    • Phạm Quang Lê (1980), Kỹ thuật phay, NXB Công nhân kỹ thuật.
    • Phạm Quang Lê (1979), Bào và xọc, NXB Công nhân kỹ thuật.
    • Phạm Quang Lê (1978), Kỹ thuật mài, NXB Công nhân kỹ thuật.
  4. Nhấn mạnh an toàn lao động đặc thù: Đưa ra các quy chuẩn an toàn bắt buộc khi thao tác mài dao (vị trí đứng chếch $45^\circ$ so với mặt đá mài, sử dụng kính bảo hộ, kiểm tra độ rạn nứt đá và chỉnh khe hở bệ tỳ) và quy trình thoát phoi theo rãnh xoắn của dao phay ngón.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên ngành Cắt gọt kim loại (Trình độ Cao đẳng): Là đối tượng học tập chính khóa trong chương trình đào tạo nghề. Giáo trình cung cấp bài tập thực hành gia công rãnh và cắt đứt tương ứng với trang thiết bị xưởng cơ khí.
  • Điều kiện tiên quyết: Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở kỹ thuật và mô đun nghề trước đó, bao gồm:
    • Vẽ kỹ thuật (MH 07) và AutoCAD (MH 08): Đọc bản vẽ chi tiết rãnh và yêu cầu kỹ thuật.
    • Dung sai – Đo lường kỹ thuật (MH 11): Xác định cấp chính xác 8÷10 và độ nhám 4÷5.
    • Vật liệu cơ khí (MH 12) và Nguyên lý cắt (MH 16): Hiểu cơ chế tạo phoi, tính chất thép gió, hợp kim cứng BK, TK.
    • MĐ 20 (Nguội cơ bản), MĐ 25 và MĐ 26: Thao tác cơ bản trên máy phay, máy bào mặt phẳng.
  • Giảng viên và kỹ thuật viên hướng dẫn xưởng: Sử dụng giáo trình để biên soạn giáo án tích hợp, thiết lập quy trình bài tập thực hành, bảng phân công nhiệm vụ tự học nhóm và đề thi kết thúc mô đun.
  • Tài liệu tham khảo chuyên môn: Phục vụ kỹ thuật viên tại các xưởng cơ khí chế tạo máy cần tra cứu thông số hình học dụng cụ cắt và bảng kích thước trục gá dao phay đĩa.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được biên soạn chuẩn hóa cho sinh viên hệ cao đẳng nghề Cắt gọt kim loại, đồng thời là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho học viên trung cấp nghề, giáo viên dạy nghề và thợ gia công cơ khí trên máy công cụ vạn năng.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần nắm vững kiến thức về Vẽ kỹ thuật (đọc dung sai, kích thước), Vật liệu cơ khí (độ cứng, nhiệt luyện), Nguyên lý cắt gọt (các góc của dụng cụ cắt, lực cắt) và đã hoàn thành các mô đun kỹ năng vận hành máy phay, bào mặt phẳng cơ bản (MĐ 25, MĐ 26).

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Giáo trình phân tích sâu mối liên hệ giữa hình học dao với hiện tượng biến dạng lực cắt (so sánh chi tiết dao bào cán thẳng và cán cong), đồng thời kết hợp bảng tra cứu thực nghiệm kích thước lỗ dao/moay-ơ và chế độ cắt cụ thể cho từng loại phôi (thép, gang, nhôm, đồng).

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học cần kết hợp đọc trước phần lý thuyết hình học dao, tự lập bảng so sánh ưu nhược điểm của các loại dao (dao ngón, dao đĩa, dao mặt đầu), thảo luận nhóm từ 2-3 người để giải các bài tập tính toán tốc độ $n$ và bước tiến $S_p$ trước khi thực hiện thao tác tại xưởng.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Tài liệu học tập đi kèm gồm hệ thống bản vẽ chi tiết bài tập gia công rãnh, các tranh vẽ mô phỏng gá đặt khối V/ê-tô, và danh mục sách tham khảo chuyên ngành của tác giả Phạm Quang Lê (Kỹ thuật phay, Bào và xọc, Kỹ thuật mài).


Kết luận

Giáo trình Mô đun: Phay bào rãnh, cắt đứt (MĐ 27) cung cấp cấu trúc kiến thức và kỹ năng gia công cơ khí bám sát tiêu chuẩn đào tạo nghề Cao đẳng Cắt gọt kim loại. Thông qua 45 giờ đào tạo tích hợp, giáo trình giúp người học hoàn thiện kỹ năng mài dụng cụ cắt, thiết lập chế độ gia công và vận hành thành thạo máy phay, máy bào để tạo hình các dạng rãnh thông dụng đạt cấp chính xác 8÷10 và độ nhám cấp 4÷5.

Sau khi hoàn thành MĐ 27, người học có đủ điều kiện tiên quyết để tiếp tục lộ trình chuyên môn với các kỹ thuật phức tạp hơn như Tiện côn (MĐ 28), Phay bào rãnh chốt đuôi én – chữ T (MĐ 29), Phay bánh răng (MĐ 34, MĐ 35) và Phay CNC cơ bản (MĐ 37) trong khung chương trình tổng thể của ngành.