TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT VẬT LIỆU □□□ □□□ ĐỒ ÁN LỰA CHỌN VẬT LIỆU Đề tài Tìm hiểu về mặt bích Giảng viên hướng dẫn PGS TS TRẦN ĐỨC HUY Nhóm sinh viên thực hiện PHẠM NG.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ KĨ THUẬT VẬT LIỆU □□□ □□□ ĐỒ ÁN LỰA CHỌN VẬT LIỆU Đề tài :Tìm hiểu mặt bích Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS TRẦN ĐỨC HUY Nhóm sinh viên thực hiện: PHẠM NGỌC THÀNH 20196231 NGUYỄN QUẾ HƯNG 20196110 ĐINH GIANG SƠN Hà Nội, tháng 6/2022 20196199 Mục lục CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẶT BÍCH 1.1 Khái niệm cấu tạo mặt bích? 1.2 Phân loại mặt bích .6 1.3 Các loại vật liệu dùng làm mặt bích .15 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CƠNG (CTGC) 21 2.1 Phân tích sản phẩm 21 2.1.1 Phân tích cơng dụng điều kiện làm việc CTGC 21 2.2 Phân tích vật liệu sản phẩm .21 2.2.1 Phân tích yêu cầu kỹ thuật chi tiết .22 2.2.2 Phân tích độ xác chất lượng bề mặt chi tiết gia công .23 2.2.3 Phân tích độ xác hình dáng hình học vị trí tương quan 24 2.3 Ưu nhược điểm mặt bích 24 2.3.1 Ưu điểm mặt bích 24 2.3.2 Nhược điểm mặt bích 24 2.4 Các yêu cầu làm việc mặt bích 25 2.4.1 Các bề mặt làm việc mặt bích: 25 2.4.2 Độ nhám bề mặt sau: 25 CHƯƠNG III: CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHƠI 26 3.1.Chọn phơi: 26 3.1.1 Vật liệu chế tạo phôi: 26 3.1.2 Xác định phương pháp chế tạo phôi: .27 3.1.3 Chọn phương pháp chế tạo phôi: .27 3.2 Tra lượng dư đúc: 29 3.3 Chế tạo khn: …………………………………………………………………………………30 CHƯƠNG IV: CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CƠNG VÀ LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 35 4.1 Ngun tắc chọn tiến trình gia cơng: 35 4.2 Các phương án gia công: 37 4.2.1 Nguyên công I .37 4.2.2 Nguyên công II .37 4.2.3 Nguyên công III 37 4.2.4 Nguyên công IV 38 4.2.5 Nguyên công V .38 4.2.6 Nguyên công VI 38 CHƯƠNG V: SỬ DỤNG PHẦN MỀM CES ĐỂ LỰA CHỌN VẬT LIỆU :……………………… 39 5.1 Tính tốn lựa chọn thơng số cho mặt bích : ……………………………………………….39 5.2 Sử dụng phần mềm CES để lựa chọn vật liệu : ……………………………………………….40 CHƯƠNG VI: VẼ MẶT BÍCH VÀ KHN : 47 6.1 Vẽ mặt bích phần mềm solidworks : 47 6.2 Vẽ khuôn phần mềm solidworks : 48 6.3 Hình ảnh tiện, phay mặt bích : CHƯƠNG VII: KẾT LUẬN : 50 Tài liệu tham khảo 50 49 Lời nói đầu Nước ta bước tiến hành q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa Khơng trước ngành nơng nghiệp chủ yếu, hàng hóa sản xuất cơng nghiệp ít, doanh thu lợi nhuận từ cơng nghiệp khơng cao… cịn ngày nhờ q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa ngành cơng nghiệp nước ta phát triển mạnh, hàng hóa cơng nghiệp sản xuất ngày nhiều đa dạng phong phú để đáp ứng nhu cầu nước xuất Vì cơng nghiệp hóa đống vai trị quang trọng trình phát triển đất nước… Để làm điều máy móc thiết bị đại khơng thể thiếu, để có máy móc thiết bị phải nói đến ngành vật liệu khí Nhờ có ngành vật liệu khí mà ta thiết kế chế tạo thiết bị, máy móc, vật dụng để phục vụ cho nhu cầu sống người Nói đến ngành khí vật liệu ta nói đến việc thiết kế chế tạo mặt bích mặt bích sử dụng rộng rãi nhiều máy móc thiết bị CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẶT BÍCH 1.1 Khái niệm cấu tạo mặt bích? 1.1.1 Khái niệm - Mặt bích sản phẩm khí, khối hình trịn hình vng chế tạo phổ biến từ phơi thép carbon phôi thép không rỉ ( ngày phôi thép chế tạo vật liệu nhựa đồng inox Mặt bích phụ kiện kết nối ống, máy bơm, van, phụ kiện đường ống khác thông qua mối kết nối bu lông thân để tạo thành đường ống dẫn công nghiệp - Việc nghiên cứu chế tạo mặt bích giúp cho q trình thi cơng, lắp ráp, thay trở nên vô tiện dụng ngày ứng dụng rộng rãi Hiện mặt bích thiết bị, phụ kiện thiếu, thay việc kết nối hệ thống đường ống cơng trình, nhà máy - Mặt bích có đa dạng chủng loại, kích thước, cấu tạo, hình dáng Chính đa dạng tiền đề cho việc lựa lọn mặt bích đưa vào sử dụng cho phù hợp Hình ảnh mặt bích Dưới số hình ảnh gọi thơng dụng mặt bích : 1.1.2 Cấu tạo mặt bích - Quan sát loại mặt bích ta thấy mặt bích có cấu tạo đơn giản Nó dạng hình trịn hình vng (Trường hợp đặc biệt) có lỗ trống phía dạng bích rỗng khơng có lỗ trống(Bích đặc) tùy theo nhu cầu sử dụng 1.2 Phân loại mặt bích 1.2.1 Phân loại mặt bích theo vật liệu - Tùy theo môi trường sử dụng, áp lực đường ống mà có loại mặt bích khác theo vật liệu chế tạo Cụ thể có mặt bích sau: a) Mặt bích thép - Đây loại sử dụng phổ biến vơ thơng dụng Loại mặt bích phù hợp cho nhiều ngành công nghiệp kể đường ống có kích cỡ lớn Chủ yếu sử dụng cho ngành cơng nghiệp cấp nước, vận chuyển dung chất có nồng độ hóa chất lỗng b) Mặt bích thép khơng rỉ Được chế tạo từ vật liệu thép khơng rỉ có độ chống ăn mịn, chống oxy hóa cao Có thể hoạt động môi trường nhiệt độ cao, áp suất lớn Loại mặt bích thường ứng dụng ngành công nghiệp kĩ thuật cao Sử dụng nhà máy sản xuất, khai thác c) Mặt bích nhựa PVC Dịng mặt bích chun dụng dùng để kết nối dòng van nhựa với đường ống hệ thống sử dụng cho loại hóa chất Vì nhựa nên khả làm việc với chất liệu nhựa làm việc với môi trường nhiệt độ áp suất thấp Mặt bích nhựa thường đúc nguyên khối kết nối với đường ống nhựa theo kiểu gắn ống 1.2.2 Phân loại theo tiêu chuẩn lắp rắp Được nghiên cứu đưa vào sử dụng từ lâu nên thuận lợi trình lắp đặt, người ta sử dụng số tiêu chuẩn định để việc lắp đặt trở nên đơn giản q trình đo đạc, tính tốn Hiện giới viện hàn lâm công nhận sử dụng thơng hành tồn giới tiêu chuẩn sau: - Tiêu chuẩn Anh (BS) ==> Chúng ta có mặt bích BS - Tiêu chuẩn Mỹ ( ANSI) ==> Chúng ta có mặt bích ANSI - Tiêu chuẩn Nhật (JIS) ==> Chúng ta có mặt bích JIS - Tiêu chuẩn Đức ( DIN) ==> Chúng ta có mặt bích DIN a) Phân loại theo áp lực Tùy vào cơng trình khác nhau, đường ống khác mà có hệ thống áp lực khác nhau, mà có loại mặt bích khác Chẳng hạn như: – Mặt bích 5K – Mặt bích 10K – Mặt bích 16k – Mặt bích 20K b) Phân loại theo chức sử dụng: Tùy theo chức sử dụng, vị trí sử dụng mặt bích có số loại mặt bích sau: – Mặt bích rỗng ( Dùng để lắp đường ống, kết nối đường ống với chi tiết) – Mặt bích đặc ( Dùng để hàn bịt kín đường ống, ngăn lưu chất qua vị trí mặt bích) Trên cơng ty giới thiệu đến bạn số kiến thức liên quan đến mặt bích, Với kiến thức vơ tận mong chia sẻ vốn kinh nghiệm, hiểu biết tích lũy q trình làm việc, cơng tác Rất mong bạn góp ý thêm c) Phân loại mặt bích theo cấu tạo : - Tùy thuộc vào công dụng hay kiểu đường ống mà lựa chọn loại mặt bích có cấu tạo đặc biệt sau: Mặt bích cổ hàn - Là dạng mặt bích có cấu tạo phần trung tâm ống thịn dài hàn đường ống Mặt bích đúc dạng nguyên khối với phần cổ dài để hàn trực tiếp vào đường ống Đây dòng phụ kiện sử dụng rộng rãi loại mặt bích kết nối dễ dàng, phù hợp với hầu hết đường ống - Loại bích sử dụng ứng dụng áp suất cao nhiệt độ cao Việc hàn chết với đường ống giúp cho việc vận chuyển lưu thơng dịng chất khơng xảy ma sát hay giảm áp suất dòng chảy qua phần kết nối Tính bật giá thành dịng mặt bích cổ hàn có phần cao so với loại mặt bích khác Mặt bích lồng Mặt bích lồng dạng mặt bích có chi tiết tách rời tạo thành phần riêng biệt Có cơng dụng cách kết nối với đường ống tương tự mặt bích cổ hàn Tuy nhiên để cải tiến mặt bích lồng cho phép dễ dàng thay chi tiết Đây điểm mạnh ứng dụng nhu cầu hoạt động cần tháo lắp, sửa chữa hay thay thường xuyên không gian lắp đặt hạn chế Việc sử dụng mặt bích khớp kết hợp với đầu cuống giải pháp tiết kiệm chi phí cho đường ống hợp kim thép khơng gỉ niken, vật liệu mặt bích khớp nối loại thấp 10 CHƯƠNG 4: CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIA CÔNG VÀ LẬP QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Quy trình gia cơng bề mặt phơi: Mục tiêu lập tiến trình gia cơng hợp lí, đảm bảo độ xác độ nhám bề mặt yêu cầu giảm chi phí gia cơng thấp 4.1 Ngun tắc chọn tiến trình gia công: - Trước hết gia công bề mặt dùng làm chuẩn công nghệ cho nguyên công sau - Sau phải gia cơng bề mặt có lương dư lớn để phát khuyết tật bên phơi có lỗ rỗng bọt khí vết nứt - Các ngun cơng có khả năn phát phế phẩm khuyết tật phơi khó gia cơng phải thực đầu quy trình - Sau trình tự ngun cơng xếp tùy theo độ xác yêu cầu bề mặt chi tiết: mặt có yêu cầu cao độ xác gia cơng sau gia cơng trước biến dạng giảm độ xác gia cơng bề mặt có độ xác thấp - Bề mặt có độ xác cao phải gia cơng cuối - Việc gia cơng thơ tính mặt làm giảm độ xác bề mặt gia công tinh ảnh hưởng lực kẹp lực cắt gia công thô máy bị mòn nhiều Chú ý: - Chuẩn định vị chi tiết dạng hộp: khối lượng gia công chi tiết dạng hộp chủ yếu tập trung vào việc gia cơng lỗ xác Muốn gia cơng nhiều lổ khác qua giai đoạn gia công thô, gia công tinh, cần tạo chuẩn tinh thống cho chi tiết dạng hộp - Chuẩn tinh thống cho chi tiết dạng hộp thường mặt phẳng ngồi lỗ chuẩn tinh phụ vng góc với mặt phẳng - Hai lỗ chuẩn tinh phụ phải gia cơng xác có khoảng cách xa tốt Tuy nhiên, không thiết lúc dùng hai lỗ xỏ bulong đem gia cơng xác làm chuẩn tinh phụ, mà cần vào kết cấu cụ thể hộp rãnh, sống trượt, mang cá, chí lỗ xác hộp để dùng mặt chuẩn để thực định vị chi tiết gia cơng Trình tự gia công mặt chủ yếu cho chi tiết dạng hộp gồm giai đoạn sau: Gia cơng mặt phẳng chuẩn lỗ chuẩn phụ để làm chuẩn tinh thống 37 cho việc gia công Dùng mặt phẳng hai lổ vng góc với mặt phẳng làm chuẩn tinh thống để lần lươt gia cơng mặt cịn lại gồm: Gia cơng mặt phẳng cịn lại Gia cơng thơ bán tinh lỗ lắp ghép Gia công lỗ khơng xác dùng để kẹp chặt Gia công tinh lỗ lắp ghép Tổng kiểm tra 38 4.2 Các phương án gia công: 4.2.1 Nguyên công I - Chuẩn bị phôi - Làm phôi - Kiểm tra khuyết tật phơi: Kiểm tra hình dáng chi tiết đúc có với hình dáng theo u cầu khơng, kiểm tra bề mặt có bị nứt, phẳng hay không - Cắt bỏ bavia, đậu ngót, đậu rót, đậu hơi: Khi đúc ra, chi tiết cịn lại đậu ngót đậu rót ta cần cắt bỏ mài lại - Kiểm tra kích thước phơi: Đo đạt kích thước chi tiết gia công cho phù hợp với yêu cầu ban đầu - Thường hóa phơi : Ủ phơi ( mục đích làm ổn định mạng tinh thể khử ứng suất dư ) 4.2.2 Nguyên công II : Phay mặt A, B 4.2.3 Nguyên công III : Khoan lỗ Ø19, Khoan lỗ Ø79; Khoét, doa lỗ 39 4.2.4 Nguyên công IV : Tiện rãnh Ø79- Ø90 dài 11(mm) 4.2.5 Nguyên công V: Khoét , doa lỗ 4.2.6 Nguyên công VI: Vát mép , vát mép 40 CHƯƠNG 5: SỬ DỤNG PHẦN MỀM CES ĐỂ LỰA CHỌN VẬT LIỆU 5.1 Tính tốn lựa chọn thơng số cho mặt bích Tỷ trọng [kg/cm^3] Chi phí [VND/kg] Modun đàn hồi [Gpa] Giới hạn đàn hồi [Mpa] Giới hạn bền kéo [Mpa] Độ cứng Giới hạn bền nén [Mpa] Độ dai phá huỷ [Mpa.m^1/2] Gang trắng Gang cầu Gang xám Thép 7600-8000 7250-7350 7800-7900 7100-7200 32800-36200 12900-14200 21000-22900 12700-14000 165-220 168-176 126-150 208-216 300-450 710-790 227-260 750-920 300-450 900=1000 350-450 855-1050 4410-6860 500-900 2840-3140 719-799 1870-2790 450-520 2550-3140 750-920 11-22 22-34 33-54 45-74 5.2 Sử dụng phần mềm CES để lựa chọn vật liệu -Sau sử dụng tiêu độ bền kéo, giới hạn đàn hồi giá thành ta thu 224 mác vật liệu đáp ứng yêu cầu Ta tiếp tục xét đến tiêu tỷ trọng -Sau áp dụng hết tiêu ta chọn mác vật liệu đáp ứng yêu cầu: + Gang cầu + Gang Graphit dạng hạt 41 + Gang than chì dạng Nodular Đồ thị mối quan hệ tỷ trọng young modun, tỷ trọng giới hạn đàn hồi 42 43 44 -Theo liệu phân tích chương mặt bích phụ kiện để kết nối loại vật tư thiết bị đường ống với đường ống, đường ống với van, …để trở thành hệ thống dẫn dịng chảy - Vì chi tiết mặt bích làm việc môi trường chịu tải trọng tĩnh, chịu lực nén siết bulong, chịu lực kéo làm việc nên ta chọn vật liệu chế tạo Gang cầu 45 Các thống số gang cầu dùng phần mềm CES : 46 47 CHƯƠNG 6: VẼ MẶT BÍCH VÀ KHN 6.1 Vẽ mặt bích phần mềm solidworks 6.2 Vẽ khn phần mềm solidworks 6.3 Hình ảnh tiện, phay mặt bích 48 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN Với việc phân tích, phân loại ta thấy cơng dụng to lớn mặt bích sống đại ngày Vì mặt bích sử dụng rộng rãi giới ưu điểm vượt trội Mặt bích bước tiến đột phá ngành thiết kế đường ống: • Dễ dàng việc lắp đặt, kiểm tra sửa chữa • Đơn giản việc bảo trì vận hành • Hiệu việc kiểm tra điều chỉnh Những lĩnh vực thường sử dụng mặt bích: Cơng nghiệp dầu khí, cơng nghiệp đóng tàu, ngành hàng hải - tàu biển, cấp nước, cơng trình cơng nghiệp… Có thể nói, đâu có đường ống có sử dụng mặt bích 49 Tài liệu tham khảo THIẾT KẾ ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – TRẦN VĂN ĐỊCH NXB KHKT 2000 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – ĐHSPKT 2000 –HỒ VIẾT BÌNH – NGUYỄN NGỌC ĐÀO CHẾ ĐỘ CẮT GIA CƠNG CƠ KHÍ – NXB ĐÀ NẴNG 2001 NGUYỄN NGỌC ĐÀO – HỒ VIẾT BÌNH SỔ TAY CNCTM TẬP 1,2 NXB KHKT 2001 –NGUYỄN ĐẮC LỘC – LÊ VĂN TIẾN CÁC SÁCH GIÁO KHOA VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY CƠ SỞ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY – ĐHSPKT 2002 – NGUYỄN NGỌC ĐÀO – HỒ VIẾT BÌNH – PHAN MINH THANH 50 ... ĐỂ LỰA CHỌN VẬT LIỆU :……………………… 39 5.1 Tính tốn lựa chọn thơng số cho mặt bích : ……………………………………………….39 5.2 Sử dụng phần mềm CES để lựa chọn vật liệu : ……………………………………………….40 CHƯƠNG VI: VẼ MẶT BÍCH... loại mặt bích khác Chẳng hạn như: – Mặt bích 5K – Mặt bích 10K – Mặt bích 16k – Mặt bích 20K b) Phân loại theo chức sử dụng: Tùy theo chức sử dụng, vị trí sử dụng mặt bích có số loại mặt bích. .. trống (Bích đặc) tùy theo nhu cầu sử dụng 1.2 Phân loại mặt bích 1.2.1 Phân loại mặt bích theo vật liệu - Tùy theo môi trường sử dụng, áp lực đường ống mà có loại mặt bích khác theo vật liệu chế