TỔNG QUAN VỀ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: PHAY BÀO RÃNH, CẮT ĐỨT (MĐ 20)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Phay bào rãnh, cắt đứt (mã số mô đun: MĐ 20) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo trình độ Trung cấp, nghề Cắt gọt kim loại. Tài liệu do Khoa Cơ khí - Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi biên soạn năm 2022, do tác giả Trương Thị Ngọc Thư làm chủ biên, ban hành theo quyết định nội bộ của nhà trường nhằm phục vụ công tác giảng dạy và học tập kỹ thuật gia công cơ khí.

Trong cấu trúc chương trình khung đào tạo nghề Cắt gọt kim loại (tổng quy mô 81 tín chỉ với 1.905 giờ đào tạo), mô đun MĐ 20 có thời lượng 1 tín chỉ, tương đương 30 giờ định mức (bao gồm 6 giờ lý thuyết, 23 giờ thực hành và 1 giờ kiểm tra). Mô đun này được bố trí trong nhóm các môn học, mô đun chuyên môn nghề (nhóm II với 110 tín chỉ và 1.650 giờ tích lũy), giảng dạy sau các mô đun kỹ thuật cơ sở và mô đun gia công mặt phẳng căn bản như Nguội cơ bản (MĐ 14), Phay, bào mặt phẳng ngang, song song, vuông góc, nghiêng (MĐ 18) và Phay, bào mặt phẳng bậc (MĐ 19).

Mục tiêu học tập của mô đun được thiết kế tích hợp toàn diện theo ba nhóm chuẩn đầu ra:

  • Chuẩn kiến thức (A1 – A5): Trình bày và nhận dạng chính xác các thông số hình học, bề mặt, lưỡi cắt của dao bào rãnh, dao phay rãnh và dao cắt đứt; nắm vững phương pháp gia công, yêu cầu kỹ thuật và phân tích được nguyên nhân các dạng sai hỏng cùng biện pháp khắc phục.
  • Chuẩn kỹ năng (B1 – B2): Thực hiện mài dao bào rãnh, cắt đứt đúng góc độ và lưỡi cắt thẳng; vận hành thành thạo máy phay, máy bào để gia công rãnh và cắt đứt chi tiết kim loại đạt cấp chính xác kích thước 8÷10, độ nhám bề mặt cấp 4÷5, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong thời gian quy định.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1 – C2): Xây dựng ý thức tự giác, hợp tác nhóm, chấp hành nghiêm ngặt an toàn lao động và duy trì vệ sinh công nghiệp nhà xưởng.

Cấu trúc giáo trình tiếp cận theo mô hình đào tạo mô đun tích hợp, kết hợp đồng bộ giữa cơ sở lý thuyết cắt gọt và thực hành xưởng với tỷ trọng thực hành chiếm 76,7% tổng thời lượng. Điểm đặc thù của tài liệu là toàn bộ hệ thống bài tập thực hành được xây dựng bám sát năng lực thiết bị máy công cụ thực tế tại cơ sở đào tạo và yêu cầu công nghệ của các doanh nghiệp sản xuất cơ khí.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình MĐ 20 phân bố theo 5 bài học với tiến trình sư phạm từ lý thuyết dụng cụ đến công nghệ gia công chi tiết:

[Bài 1: Dao bào rãnh, mài dao bào rãnh] (3 giờ)
[Bài 2: Các loại dao phay rãnh và cắt đứt] (2 giờ)
[Bài 3: Phay rãnh] (10 giờ)
[Bài 4: Phay cắt đứt] (8 giờ)
[Bài 5: Bào rãnh] (7 giờ)

  1. Bài 1: Dao bào rãnh, mài dao bào rãnh (Thời lượng: 3 giờ – 1 giờ lý thuyết, 2 giờ thực hành):

    • Key concepts: Cấu tạo hai phần của dao bào (thân dao bằng thép C45 hoặc Ct3; lưỡi cắt bằng thép gió P9, P18 hoặc hợp kim cứng BK6, BK8, T15K6); phân loại dao bào bằng, dao bào xén cạnh phải/trái (cán thẳng, cán cong) và dao bào cắt; hệ thống góc tĩnh trên các mặt phẳng tọa độ (mặt phẳng cơ bản, mặt phẳng cắt gọt, tiết diện chính $n-n$, tiết diện phụ $m-m$); sự biến dạng uốn và thay đổi góc độ khi gá dao; quy trình vận hành máy mài 2 đá ở góc đứng $45^\circ$.

  2. Bài 2: Các loại dao phay rãnh và cắt đứt (Thời lượng: 2 giờ – 1 giờ lý thuyết, 1 giờ thực hành):

    • Key concepts: Vật liệu chế tạo dao phay gồm thép cacbon dụng cụ (Y10A, Y12A, độ cứng 58÷64 HRC), thép hợp kim (45X, 9XC, chịu nhiệt 350÷400°C), thép gió cao tốc (P9, P18, P9M, P18M, chịu nhiệt 500÷600°C, 62÷65 HRC) và hợp kim cứng thiêu kết (nhóm BK cắt gang, vật liệu giòn; nhóm TK cắt thép nhiệt luyện, chịu nhiệt 900÷1.100°C); cấu tạo và công dụng của dao phay ngón (chuôi trụ, chuôi côn, răng liền, răng chắp), dao phay đĩa ba mặt cắt răng so le triệt tiêu lực dọc trục, dao phay trụ răng xoắn, dao phay mặt đầu răng liền và răng chắp; các mặt phẳng đo và góc hình học tiết diện chính $c-c$, tiết diện phụ $d-d$.

  3. Bài 3: Phay rãnh (Thời lượng: 10 giờ – 2 giờ lý thuyết, 8 giờ thực hành):

    • Key concepts: Phân loại rãnh (rãnh vuông, rãnh đáy nhọn, rãnh chữ V, rãnh đuôi én, rãnh chữ T, rãnh đáy tròn; rãnh suốt, rãnh kín một đầu, rãnh kín hai đầu); kỹ thuật căn chỉnh hàm ê tô song song bằng đồng hồ so và ke gá; kỹ thuật gá phôi trên đôi căn phẳng; phương pháp gá dao phay trụ trên trục gá dùng bạc chặn, bạc đồng và gá dao phay mặt đầu; công thức tính tốc độ quay trục chính $n = \frac{1000V}{\pi D}$ và tốc độ chạy dao bàn máy $S_p = S_z \cdot z \cdot n_{\text{thực}}$; kỹ thuật cắt thử lát đầu $t = 0{,}2\text{ mm}$; chế độ cắt gọt cho thép gió ($V \le 50\text{ m/ph}$) và hợp kim cứng ($V = 70 \div 150\text{ m/ph}$); phương pháp phay rãnh then trên khối V, vấu kẹp chữ Z và phương pháp chạy dao con lắc trên máy chuyên dùng với chiều sâu mỗi lượt $t = 0{,}2 \div 0{,}4\text{ mm}$.

  4. Bài 4: Phay cắt đứt (Thời lượng: 8 giờ – 1 giờ lý thuyết, 7 giờ thực hành):

    • Key concepts: Yêu cầu kỹ thuật khi cắt đứt phôi thanh và phôi tấm; thông số gá đặt dao phay đĩa cắt đứt mỏng; kỹ thuật phân phối lượng chạy dao để tránh kẹt vỡ dao; thu gom bavia và vệ sinh công nghiệp sau gia công.

  5. Bài 5: Bào rãnh (Thời lượng: 7 giờ – 1 giờ lý thuyết, 5 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra):

    • Key concepts: Các điều kiện kỹ thuật khi gia công rãnh trên máy bào ngang; phương pháp bào rãnh suốt, rãnh kín một đầu và rãnh kín hai đầu; kỹ thuật điều chỉnh tốc độ đầu bào theo hành trình kép và bước tiến tự động bàn máy thông qua cơ cấu đĩa cóc.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình cung cấp các nguyên lý cơ học và công nghệ chế tạo máy:

  • Nguyên lý hình học dụng cụ cắt gọt: Mối quan hệ giữa các góc hình học cơ bản của dao: $$\beta = 90^\circ - (\gamma + \alpha) \quad (\text{khi } \gamma > 0^\circ)$$ $$\beta = \gamma + (90^\circ - \alpha) \quad (\text{khi } \gamma < 0^\circ)$$ $$\delta = \beta + \alpha$$ $$\varepsilon = 180^\circ - (\phi + \phi_1)$$
  • Động học và chế độ cắt gọt: Mối tương quan giữa bán kính dao phay đĩa ($D$), đường kính moay-ơ ($d_1$) và chiều sâu rãnh ($t$) theo điều kiện: $$\frac{D - d_1}{2} \ge t + 6\text{ mm}$$ Ảnh hưởng của góc trước $\gamma$ (từ $-20^\circ$ đến $+20^\circ$), góc sau $\alpha$ ($10^\circ \div 25^\circ$), góc nghiêng chính $\phi$ ($20^\circ \div 50^\circ$ với dao bào, $45^\circ \div 60^\circ$ với dao phay) đến sự hình thành phoi, lực cản cắt gọt và nhiệt cắt.
  • Nguyên lý gá đặt và định vị công nghệ: Ứng dụng quy tắc định vị 6 điểm khống chế bậc tự do khi gá chi tiết hình trụ trên hai khối V kẹp bằng vấu chữ Z, kỹ thuật rà phẳng mặt chuẩn bằng đồng hồ so và phương pháp triệt tiêu lực cắt dọc trục bằng dao răng nghiêng so le.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật chuyên môn: Thao tác mài sắc dao bào trên máy mài 2 đá đúng góc độ hình học; gá lắp trục dao, định vị dao phay ngón, dao phay đĩa, dao phay mặt đầu và dao bào vào máy công cụ; căn chỉnh hệ thống bàn máy ngang, dọc, đứng theo du xích cơ khí.
  • Kỹ năng phân tích công nghệ: Tính toán và tra cứu chế độ cắt gọt ($V, S_z, n, t$) tương thích với từng cặp vật liệu dao – phôi (thép cacbon, thép hợp kim, gang, kim loại màu); đọc hiểu bản vẽ chi tiết rãnh và xác định chu trình tiến dao phù hợp (tiến dao đơn hướng hoặc chu trình con lắc).
  • Kỹ năng kiểm tra và xử lý sự cố: Sử dụng thước cặp, panme, đồng hồ so, dưỡng đo góc để kiểm tra kích thước biên dạng; phát hiện và phân tích nguyên nhân các sai lệch hình học (lõm bề mặt do biến dạng dao cán thẳng, rãnh bị lệch tâm, bề mặt không đạt độ nhẵn cấp 4÷5) để điều chỉnh kịp thời.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình triển khai phương pháp giảng dạy tích hợp lý thuyết và thực hành, tuân thủ các quy định sư phạm kỹ thuật:

[Giảng dạy tích hợp: Thuyết trình ngắn + Mô phỏng]
[Thao tác mẫu của Giảng viên & Hướng dẫn kỹ thuật]
[Luyện tập nhóm nhỏ 2-3 sinh viên + Sửa sai tại chỗ]
[Đánh giá đa thành phần: Thường xuyên (40%) + Kết thúc (60%)]
  • Đối với giảng viên:
    • Áp dụng các phương pháp dạy học tích cực gồm thuyết trình ngắn gọn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu kỹ thuật và tổ chức thảo luận nhóm.
    • Trực tiếp thực hiện thao tác mẫu tại xưởng thực hành, quan sát tiến trình thao tác của người học và sửa sai trực tiếp tại vị trí máy.
    • Sử dụng các thiết bị trực quan như máy chiếu (projector), tranh vẽ cấu tạo dao và học cụ mô phỏng AutoCAD để minh họa các chuyển động cắt gọt.
  • Đối với người học:
    • Nghiên cứu bài giảng và tài liệu tham khảo trước khi đến lớp; tổ chức học tập theo nhóm nhỏ từ 2 đến 3 người để thực hiện gia công và viết báo cáo kỹ thuật.
    • Quy định chuyên cần: Bắt buộc tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng các giờ giảng tích hợp. Sinh viên vắng trên 30% thời lượng quy định không đủ điều kiện dự thi và phải đăng ký học lại mô đun.
  • Phương pháp và hình thức đánh giá: Căn cứ theo Quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội, quy trình đánh giá kết quả học tập tại Trường Cao đẳng Cơ giới gồm:
Hạng mục đánh giá Trọng số Thời điểm kiểm tra Hình thức và phương pháp kiểm tra Chuẩn đầu ra đánh giá
Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% (kết hợp) Sau 10 giờ học Viết tự luận / Trắc nghiệm / Hỏi miệng / Báo cáo A1, C1
Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) Sau 20 giờ học Kết hợp bài viết lý thuyết và bài thực hành gia công rãnh A1, A2, A3, A4, A5, B1, B2, C1
Thi kết thúc mô đun 60% Kết thúc mô đun (sau 30 giờ) Vấn đáp kết hợp thao tác thực hành trực tiếp trên chi tiết mẫu A1, A2, A3, A4, A5, B1, B2, C1, C2

Tất cả các điểm thành phần được tính theo thang điểm 10, làm tròn đến một chữ số thập phân.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Cấu trúc hóa chương trình đào tạo theo mô đun: Tài liệu phân lập rõ ràng 30 giờ đào tạo thành các bài học độc lập nhưng có tính kế thừa chặt chẽ, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tổ chức giảng dạy tích hợp và chuẩn hóa kỹ năng nghề cắt gọt kim loại.
  • Phân loại vật liệu làm dao có hệ thống: Giáo trình cập nhật chi tiết các mác vật liệu từ thép dụng cụ truyền thống (Y10A, Y12A, 45X, 9XC) đến các dòng thép gió chịu nhiệt cao P9M, P18M (tăng cường hàm lượng Molipden giúp nâng tốc độ cắt lên 2÷4 lần so với P9, P18). Đồng thời, tài liệu phân định rõ ranh giới ứng dụng giữa hai nhóm hợp kim cứng thiêu kết chủ lực: nhóm BK (BK2 đến BK15) chuyên gia công vật liệu giòn, gang xám và nhóm TK (T5K10, T14K6, T15K10) chuyên dùng cắt gọt thép nhiệt luyện ở tốc độ lên tới $2.700\text{ m/phút}$.
  • Giải quyết các bài toán công nghệ thực tiễn: Giáo trình phân tích sâu cơ chế triệt tiêu lực dọc trục thông qua kết cấu dao phay đĩa ba mặt cắt có răng nghiêng so le ngược chiều nhau; làm rõ bản chất sai lệch hình học giữa dao bào cán thẳng và dao bào cán cong dưới tác dụng của lực cắt; hướng dẫn chi tiết phương pháp phay rãnh then con lắc từng lớp ($t = 0{,}2 \div 0{,}4\text{ mm}$) giúp nâng cao tuổi bền dao mặt đầu và bảo đảm tính lắp lẫn trong sản xuất hàng loạt.
  • Căn cứ tài liệu tiêu chuẩn: Nội dung kỹ thuật của mô đun được biên soạn dựa trên cơ sở đối sánh với hai nguồn học liệu chuyên ngành:
    1. Chương trình đào tạo cùng những kỹ thuật bậc 3/7 (Trường Cao đẳng Công nghiệp Hà Nội, 2004).
    2. Kỹ thuật phay của tác giả Phạm Quang Lờ (Nhà xuất bản Công nhân Kỹ thuật Hà Nội, 1979).

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên chuyên ngành: Học sinh, sinh viên theo học trình độ Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại tại các trường cao đẳng, trung cấp nghề kỹ thuật.
  • Yêu cầu kiến thức 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 đào tạo, bao gồm:
    • Vẽ kỹ thuật (MH 07) và AutoCAD (MH 08)
    • Cơ kỹ thuật (MH 09) và Dung sai – Đo lường kỹ thuật (MH 10)
    • Vật liệu cơ khí (MH 11) và Kỹ thuật an toàn – Bảo hộ lao động (MH 13)
    • Nguội cơ bản (MĐ 14)
    • Phay, bào mặt phẳng ngang, song song, vuông góc, nghiêng (MĐ 18)
    • Phay, bào mặt phẳng bậc (MĐ 19)
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm tài liệu khung để lập kế hoạch giảng dạy, soạn giáo án tích hợp, thiết kế bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ và đề thi kết thúc mô đun theo chuẩn đầu ra của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội.
  • Cán bộ kỹ thuật và thợ gia công: Phục vụ tra cứu các thông số hình học dụng cụ cắt gọt, chế độ cắt gọt theo vật liệu phôi và quy trình gá đặt chuẩn xác khi gia công các loại rãnh định hình trong xưởng sản xuất.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được thiết kế chuẩn hóa cho sinh viên hệ Trung cấp nghề Cắt gọt kim loại, giáo viên giảng dạy mô đun thực hành gia công cơ khí và công nhân kỹ thuật cần chuẩn hóa tay nghề phay, bào rãnh, cắt đứt.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần có kiến thức nền tảng về đọc bản vẽ cơ khí (MH 07), chọn chuẩn dung sai đo lường (MH 10), nhận biết mác vật liệu kim loại (MH 11), kiến thức an toàn lao động (MH 13) và kỹ năng vận hành máy phay, máy bào cơ bản đã học ở mô đun MĐ 18 và MĐ 19.

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác?

Tài liệu tập trung chuyên sâu vào giải quyết công nghệ gia công các bề mặt hình học phức tạp (rãnh suốt, rãnh kín một/hai đầu, rãnh then, rãnh chữ T, đuôi én). Nội dung gắn kết chặt chẽ giữa thông số tĩnh của dao với trạng thái biến dạng động lực học khi cắt gọt thực tế, đưa ra chế độ cắt cụ thể cho từng loại dao thép gió và hợp kim cứng.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học cần nghiên cứu kỹ phần lý thuyết thông số hình học dao trước giờ học, làm việc nhóm từ 2 đến 3 người để thảo luận phiếu hướng dẫn nguyên công, tuân thủ yêu cầu tham dự tối thiểu 70% thời lượng tích hợp và nghiêm ngặt chấp hành các quy tắc an toàn khi đứng máy mài, máy phay, máy bào.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Giáo trình đi kèm hệ thống sơ đồ hình vẽ gá đặt chi tiết, bảng tra cứu thông số đường kính moay-ơ dao phay đĩa, hệ thống câu hỏi ôn tập cuối mỗi bài và được tham chiếu chuẩn từ tài liệu đào tạo bậc 3/7 (Trường Cao đẳng Công nghiệp Hà Nội, 2004) cùng sách chuyên khảo Kỹ thuật phay của Phạm Quang Lờ (1979).

Kết luận

Giáo trình mô đun Phay bào rãnh, cắt đứt (MĐ 20) của Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi là tài liệu đào tạo nghề chuẩn mực, hệ thống hóa đầy đủ cấu tạo dụng cụ cắt gọt và quy trình công nghệ gia công rãnh định hình trên máy phay, máy bào kim loại.

                    LỘ TRÌNH ĐÀO TẠO TIẾP THEO
[MĐ 25: Phay, bào rãnh chốt đuôi én - chữ T]   [MĐ 27, 28: Phay bánh răng]
                   [MĐ 30: Phay CNC cơ bản]

Sau khi hoàn thành mô đun này, người học được chuẩn bị đầy đủ nền tảng để tiếp tục phát triển lộ trình kỹ năng qua các mô đun nâng cao tiếp theo trong chương trình đào tạo:

  • Phay, bào rãnh chốt đuôi én - chữ T (MĐ 25)
  • Phay đa giác (MĐ 26)
  • Phay bánh răng trụ răng thẳng (MĐ 27)
  • Phay bánh răng trụ răng nghiêng, rãnh xoắn (MĐ 28)
  • Phay CNC cơ bản (MĐ 30)

Học liệu bổ trợ tham khảo bao gồm hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật nhà xưởng, tài liệu cơ khí chế tạo máy và các quy chuẩn kiểm tra kích thước theo tiêu chuẩn quốc gia hiện hành.