Lựa chọn vật liệu chế tạo cho sản phẩm và trình bày các đặc tính cơ bản của vật liệu bao gồm thành phần hóa học, cơ tính, lý tính, hóa tính…

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay trong thời kỳ thế giới đang chuyển đổi số, công nghệ đang
được hầu hết giới trẻ nói riêng hay lồi người nói chung quan tâm và theo đuổi.
Thế nhưng chúng ta không thể quên đi tầm quan trọng của ngành cơng nghiệp
nói chung hay ngành cơ khí nói riêng. Kỹ thuật cơ khí là ngành ứng dụng các
nguyên lý vật lý để tạo ra các loại máy móc, thiết bị, vật dụng hữu ích phục vụ
cho đời sống và sản xuất như: ô tô, máy bay, robot các hệ thống gia nhiệt và làm
lạnh, thiết bị sản xuất, đồ dùng gia đình, vũ khí… Với sự phát triển của cuộc
sống hiện đại, khi yêu cầu tăng năng suất lao động ngày càng cao, đòi hỏi máy
móc, thiết bị phải gọn nhẹ, linh động và thơng minh thì vai trị của nhóm ngành
cơ khí theo đó càng trở nên quan trọng hơn.

Trong số các sản phẩm cơ khí, chúng ta khơng thể khơng kể đến sản
phẩm mặt bích bởi lợi ích và tính thực dụng của nó trong thực tế. Bài tập của
em ngày hơm nay sẽ trình bày hiểu biết của em về sản phẩm mặt bích này.

Trong quá trình tìm hiểu và trình bày, bài tập của em chắc chắn sẽ cịn
những sai sót, hy vọng sẽ được thầy góp ý để em hoàn thiện bài tập tốt hơn.

Cảm ơn thầy trong suốt quá trình giảng dạy và hỗ trợ em làm bài tập.

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

Lời nói đầu trang
1

I. Giới thiệu chung về sản phẩm

II. Lựa chọn vật liệu chế tạo cho sản phẩm và trình bày các đặc tính cơ
bản của vật liệu bao gồm: Thành phần hóa học, cơ tính, lý tính, hóa
tính…

III. Lựa chọn phương pháp chế tạo sản phẩm và mơ tả trình tự gia cơng
với sản phẩm cụ thể đã chọn, tính tốn thơng số cắt gọt chính cho một
số nguyên công cơ bản

IV. Lựa chọn phương pháp xử lý nhiệt tốt nhất cho sản phẩm đã chọn
V. Kết luận

I. Giới thiệu chung sản phẩm

1. Mặt bích

- Mặt bích là sản phẩm cơ
khí có dạng dẹt , hình
trịn hoặc vng hoặc
oval đục lỗ, nhằm mục
đích kết nối các bộ phần
(thường là các đường
ống công nghiệp) nhờ
liên kết bulong.

- Mặt bích có thể được làm từ các chất liệu như: thép, inox,
đồng, nhựa…

- Mặt bích được sử dụng để kết nối đường ống với các thiết
bị trong hệ thống truyền tải nước, chất lỏng, khí, khí gas,
…

2. Cấu tạo, bản vẽ kĩ thuật
- Mặt bích thường đi theo cặp, bao gồm cả các bulong, ốc
vít giúp liên kết 2 đường ống bằng 2 mặt bích.
- Dưới đây là bản vẽ cơ bản của 1 số loại mặt bích phổ
thông

3. Ưu điểm của mặt bích
- Hỗ trợ việc lắp đặt, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng.
- Đơn giản hóa hệ thống ống dẫn, linh hoạt hơn.
- Tính linh hoạt cao nên giúp việc điều chỉnh, kiểm tra dễ
dàng.
- Có tính bền cao, tiết kiệm thời gian, chi phí lắp đặt.
- Phù hợp với tất cả các trường hợp khó dùng phương pháp
hàn (dễ cháy nổ, không gian hẹp,…).

4. Phân loại
a. Dựa theo chất liệu thì mặt bích chia làm một số loại như:
mặt bích thép, mặt bích inox, mặt bích nhựa,…

Cụ thể theo yêu cầu của đề bài, hôm nay bài tập của em
sẽ làm về sản phẩm mặt bích nhựa. Mặt bích nhựa thường
được sử dụng trong môi trường nước sạch, cấp nước, một

số loại sử dụng cả trong mơi trường hóa chất.

 Mặt bích nhựa là dạng mặt bích được gắn vào đường
ống bằng hình thức dán keo. Mặt bích nhựa có tác
dụng làm tường vững chắc dùng để lắp các thiết bị
khác trên đường ống như van, vịi nhựa, hoặc có thể

bằng hợp kim có tác dụng đóng ngắt lưu thơng dịng
chảy.

 Mặt bích nhựa khác với các loại mặt bích thép, inox.
Chúng sử dụng bộ tiêu chuẩn và lắp đặt đường ống
kích thước khác so với ống thép và ống inox.

 Ưu điểm của mặt bích nhựa:
- Hoạt động tốt trong các mơi trường có tính ăn mịn và oxi

hóa, với chất liệu PVC, UPVC và PPR. Các loại nhựa
được kết nối cho các đường ống dân dụng và cơng trình
nước thải.
- Dùng tốt cho các dòng nước sinh hoạt, vệ sinh thực
phẩm. Các sản phẩm đều ddc kiểm định an tồn thực
phẩm.
- Có khả năng kết nối đường ống 1 cách nhanh chóng và
đơn giản bằng các loại keo dính tổng hợp. Các đường ống
kết nối đảm bảo chắc chắn và khơng bị dị rỉ nước và lưu
chất
 Nhược điểm của mặt bích nhựa:
- Khả năng chịu áp suất tương đối thấp so với các loại mặt
bích thép hay mặt bích inox.
- Mặt bích nhựa chỉ làm việc tốt trong môi trường nhiệt độ
tương đối thấp, trong một số chất nhiệt độ cao mặt bích
nhựa dễ bị biến dạng và nhanh hư hỏng.

b. Dựa theo chức năng sử dụng, vị trí sử dụng, mặt bích có
thể được phân loại thành một số loại sau đây:

- Mặt bích rỗng: dùng để lắp đường ống, kết nối đường
ống với đường ống khác hoặc các chi tiết.

- Mặt bích đặc: dùng để bịt kín đường ống, ngăn dịng chất
khơng đi qua mặt bích.

- Mặt bích hàn cổ: có cổ, cổ được hàn với đầu ống hoặc
phụ kiện bằng phương pháp hàn vát mép.

- Mặt bích bọc đúc: được gắn kết với đường ống bằng duy
nhất 1 mối ghép hàn ở phía đường được sử dụng cho ống
dẫn nhỏ, lực lớn.

- Mặt bích hàn trượt: gắn kết với đường ống bằng cả mặt
ngoài và trong của mặt bích.

- Mặt bích ren: được gắn kết với đường ống bằng mối ghép
ren, mặt bích là ren trong cịn ống là ren ngồi

c. Ứng dụng và tính thực tiễn
- Là thiết bị nối giữa vật tư – vật tư, vật tư – đường ống

thông qua các lỗ bắt bulong xung quanh rìa thân mặt bích
tạo thành hệ thống đường ống hồn chỉnh trong các nhà
máy, xí nghiệp, cơng trình lớn, cơng trình dân dụng.
- Các ngành cụ thể mà mặt bích được sử dụng phổ biến

 Đường ống nước trong các nhà máy xí nghiệp
 Hệ thống đường ống dẫn dầu, hóa chất trong ngành

cơng nghiệp hóa dầu
 Cơng nghiệp đóng tàu( hệ thống hơi, khí, nhiên liệu,

…)
 Hệ thống hơi chịu nhiệt, áp suất cao.
 Một số ngành khác( xây dựng dân dụng,…)

II. Lựa chọn vật liệu chế tạo cho sản phẩm và trình bày
các đặc tính cơ bản của vật liệu bao gồm: thành
phần hóa học, cơ tính, lí tính, hóa tính,…

1. Khái niệm nhựa PVC
- Vật liệu lựa chọn để gia công: nhựa PVC
- PVC còn được gọi là Polyvinyl clorua, là một loại nhựa
không mùi và ở thể rắn. Loại nhựa này chủ yếu có màu
trắng, không màu hoặc màu hổ phách
- PVC là loại vật liệu có lịch sử dài nhất trong sản xuất
công nghiệp. Người ta bắt đầu tổng hợp PVC rừ năm
1835. Đến năm 1937 PVC mới được sản xuất trên quy
mơ cơng nghiệp hồn chỉnh.

2. Phân loại và đặc tính
 Nhựa PVC có 2 dạng: dạng bột màu trắng hoặc dạng
bột viên. PVC được tạo thành từ các phân tử vinyl
clorua liên kết với nhau từ đó tạo thành 1 polyme.
 PVC được làm mềm và linh hoạt hơn bằng cách bổ
sung phthalates trong q trình sản xuất. PVC khơng
độc, nó chỉ độc bởi phụ gia còn dư (monome VC). Khi
ta gia công, chế tạo sản phẩm nhựa sẽ tự động thoát
HCl, vì vậy PVC chịu va đập rất kém.

 Để tăng cường tính va đập cho PVC, người ta thường
thêm vào MBS, ABS, EVA với tỉ lệ 5-15%
 PVC là vật liệu cách điện rất tốt, người ta thường
thêm hóa chất tạo tính mềm dảo cho PVC để ứng
dụng cho các vật liệu cách điện
 Ứng dụng của PVC:

- PVC dùng làm ống dẫn, đường ống, phụ kiện ống

- Vật liệu làm sàn vinyl và vinyl góc ngồi
- Sử dụng làm các vật liệu y tế
- Sử dụng để làm đồ chơi giải trí, một số đồ thể thao, may

mặc

3. Đặc tính cơ bản của nhựa PVC
 Cơ học:
Nhựa PVC có thể sử dụng trong nhiều điều kiện khác
nhau với đặc tính cơ học của nó. Nhựa PVC có độ bền
uốn là 800-1200 kg/cm2, độ bền nén là 800-1600
kg/cm2.
 Hóa học
PVC không bị ảnh hưởng bởi hầu hết axit ở nồng độ
khác nhau, cũng như kiềm và chất hữu cơ
 Độ an toàn, vệ sinh
PVC có chất lượng an tồn cao, chống nấm mốc và
không bị nhiễm khuẩn. Do bên mặt trong và ngoài của
sản phẩm cực kỳ trơn, hạn chế sự phát triển của nấm
mốc độc hại.
 Trọng lượng

PVC có trọng lượng 1,43g/cm3, bằng 61 trọng lượng
gang, thép → đỡ vận chuyển, lắp đặt.
 Sự linh hoạt
Là một vật liệu nhiệt dẻo, có khả năng chịu biến dạng
tốt.
 Chống cháy
Nhựa PVC không bén lửa và bản thân có khả năng
ngăn ngừa cháy

 Tính cách điện
Khơng giống như kim loại, PVC có khả năng cách
điện tuyệt đối.

III. Lựa chọn phương pháp chế tạo phù hợp và mơ tả
trình tự gia cơng với sản phẩm cụ thể đã chọn, tính
tốn thơng số cắt gọt chính cho một số nguyên công
cơ bản

Phương pháp lựa chọn là phương pháp đúc nhựa
1. Cơng đoạn gia cơng mặt bích

- Điều kiện làm việc
Mặt bích gia cơng là mặt số lỗ từ 4 cho đến 12. Khi gia
công lỗ cần độ chính xác cao dùng để lắp ghép với đường
ống, có thể có rãnh dọc để tạo độ đàn hồi khi lắp ghép sẽ
xiết chặt, tránh rị rỉ, thốt ra bên ngoài

- Kết cấu hình dạng chi tiết
Mặt bích là chi tiết hình đĩa có đường kính ngồi và
đường kính trong. 2 mặt đều có sẻ rãnh tạo lực ma sát khi

xiết bulong trên 2 mặt có lỗ định vị từ 4-12 lỗ tùy thuộc
kích thước

- Vật liệu chế tạo chi tiết
Ưu điểm: mặt bích bằng nhựa có ưu điểm hoạt động tốt
với các mơi chất có tính ăn mịn, oxi hóa
Nhược điểm: kém bền trong điều kiện làm việc tải trọng
động, khả năng chịu va đập giới hạn, chịu áp suất thấp

2. Phương pháp đúc chân không

 Phương pháp đúc chân không
Phương pháp đúc chân khơng hay cịn gọi là phương
pháp đúc khí nén là q trình đúc khơng sử dụng nhựa
dạng hạt như các phương pháp đúc ép. ở phương pháp
đúc chân không vật liệu nhựa đầu vào là các tấm
mỏng được tạo thành theo khuôn mẫu đã được gia
nhiệt trước.
Khn được thiết kế có vào lỗ để hút chân không. Để
hỗ trợ quá trình tạo hình tấm nhựa, một chân cắm
cũng thỉnh thoảng được làm thấp hơn để nén tấm nhựa
xuống
Cạnh của sản phẩm đúc được cắt bởi máy dập liên
hoàn.
Một số loại nhựa thường dùng:

- PVC cứng
- Poly propyl
- Acrylic plastic

Các vật liệu làm khuôn: chủ yếu là kim loại màu, hợp
kim màu, hợp kim nhôm, hợp kim kẽm, đồng thau,…Các
vật liệu có tính dẫn nhiệt tốt

3. Trình tự gia cơng cơ bản
B1: Nguyên liệu được gia nhiệt nóng chảy với nhiệt độ nhất
định bằng máy ép nhựa.
B2: Nhựa nóng chảy được bơm vào khn đang ở trạng thái
đóng với một áp lực lớn thơng qua hệ thống trục vít của máy
ép nhựa.
B3: Làm mát khuôn để phần nhựa nóng chảy trong khn
sang trạng thái rắn
B4: Mở khuôn để lấy sản phẩm ra ngoài

IV. Lựa chọn phương pháp xử lý nhiệt

Khi rò rỉ diễn ra, tại vị trí ghép nối mặt bích có ngun nhân vòng gioăng bị hư
hỏng hoặc bề mặt rãnh lắp gioăng của mặt bích bị ăn mịn cục bộ. Đơn vị vận
hành nên kiểm tra kĩ càng để xác nhận chính xác ngun nhân, từ đó có biện
pháp xử lí phù hợp. Nếu rãnh gioăng có khuyết tật thì thường áp dụng biện pháp
hàn đắp khuyết tật. Sau đó cắt gọt, mài nhẵn bề mặt vật liệu hàn đắp tạo độ
phẳng và độ nhẵn yêu cầu.

Đối với mặt bích của thiết bị trao đổi nhiệt có bề dày gần với bề dày tối thiểu
u cầu theo cơng thức tính ASME thì cần hàn đắp thêm trước khi gia công cắt
gọt làm phẳng trên mặt bích.

Với những mặt bích đã được thiết kế theo Phụ lục G (Appendix G) của tiêu
chuẩn quốc tế. Chúng thường có bề dày dư thừa cho việc dự phịng, sửa chữa thì
có thể được cắt gọt đến chiều dày tối thiểu cho phép mà không phải hàn đắp.

Tuy nhiên việc cắt gọt rãnh sâu hơn có thể làm bề dày mặt bích tại rãnh lắp
gioăng nhỏ hơn bề dày tối thiểu của mặt bích theo Appendix G sẽ mang đến rủi
ro rị rỉ. Vì vậy q trình xử lí khuyết tật nói chung phải được thực hiện một
cách cẩn thận, đảm bảo sửa được khuyết tật mà vẫn thỏa mãn độ bền chịu áp
của mặt bích theo tiêu chuẩn yêu cầu.

Cần lưu ý độ nhám rãnh lắp gioăng của mặt bích phải phù hợp với loại vật liệu
làm gioăng. Cho nên biện pháp gia cơng xử lí khuyết tật của rãnh phải được
xem xét kĩ lưỡng. Các phương pháp gia công tạo mặt nhẵn cho rãnh bao gồm
phay, dao, bào mài, đánh bóng,… Quy trình hàn đắp, cắt gọt tạo nhẵn phải được
áp dụng và thực hiện bởi đơn vị có chun mơn, có kinh nghiệm, khơng thì có
thể dẫn đến làm hỏng mặt bích gây trì trệ sản xuất.

Xử lí nhiệt là một phương pháp tác động nhiệt độ lên vật liệu làm tăng độ lớn
nhằm thay đổi cấu trúc cơ học và hóa học làm tăng cơ tính, hóa tính của kim
loại từ đó tăng độ bền cho mặt bích.

V. Kết luận
Mặt bích nhựa là sản phẩm cơ khí có độ chính xác cao
về: đường kính ngồi, đường kính trong, độ dày và đường
lỗ bulong. Cơng dụng của mặt bích dùng để đấu nối trực
tiếp với hệ thống đường ống bằng các bulong liên kết,
giữa hai mặt bích thường có một vịng đệm cao su để gắn
các đường ống thơng suốt, khơng rị rỉ.

Sản phẩm mặt bích nhựa rất quan trọng trong ngành cơng
nghiệp cơ khí, nó giúp liên kết các đường ống mà chúng
ta không thể hàn được, thuận tiện cho công việc tháo lắp.

Qua quá trình tìm hiểu và làm bài tập đã giúp em làm

quen với những công việc cụ thể của người kỹ sư cơ khí
trong tương lai, phương pháp làm việc độc lập sáng tạo,
khoa học, kỷ luật đồng thời bài tập này đã giúp em củng
cố thêm các kiến thức đã được học cũng như học hỏi
được nhiều kiến thức và kinh nhiệm mới quý báu. Do
thời gian có hạn và kiến thức vẫn còn hạn chế nên trong
q trình làm bài tập của em khơng tránh được những sai
sót. Em kính mong thầy góp ý chỉ bảo để bài tập của em
được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!