معرفی محصول
محصولات مورد نظر طرح حاضر، تولید انواع قطعات صنعتی به روش آهنگری میباشد. این محصولات به عنوان قطعات صنعتی محسوب میگردند که در ساخت و تولید انواع خودرو، ماشین آلات کشاورزی و صنعتی، تجهیزات صنعتی و موارد مشابه کاربرد دارند. از اینرو ماهیت طرح حاضر را میتوانیم قطعه سازی عنوان نماییم.
مشخصه اصلی قطعات تولید شده به وسیله آهنگری یا فورج، استحکام و سفتی بالای آنها میباشد. به طوری که این قطعات به واسطه ساختمان کریستالی بهبود یافته خود، از مقاومت بسیار بالایی در مقابل سایش و تغییر شکل مکانیکی برخوردار هستند و همین خواص مکانیکی سبب کاربرد آنها در محلهایی از ماشین آلات و تجهیزات شده است که تحت بارهای مکانیکی بالایی قرار دارند و قطعات تولید شده از روشهای دیگر تولید مانند ماشینکاری و ریخته گری قابلیت کاربرد در این محلها را ندارند. علت مقاومت بالای قطعات تولید شده از روش فورج، به ماهیت روش تولید آن باز میگردد که در آن قطعه خام در کورهها گرم شده و سپس به وسیله فشار پرس فشرده میشود. این عمل سبب میگردد که ساختمان متالوژیکی مواد مورد استفاده قطعه بهبود یافته و به صورت بلورهای کوچک و منظم آرایش پیدا نماید که این امر سبب افزایش خواص مکانیکی قطعه نیز می گردد .
شرایط واردات قطعات صنعتی
با مراجعه به کتاب مقررات واردات و صادرات وزارت بازرگانی، نتیجه گیری شده است که محدودیت خاصی برای واردات قطعات صنعتی وجود ندارد و با توجه به اینکه قطعات مورد مطالعه نیز در فهرست قطعات صنعتی خودرو و غیره طبقه بندی می شود لذا مشمول این عدم محدودیت واقع می گردد و لذا کلیه واردکنندگان می توانند به هر تعداد اقدام به واردسازی این قطعات بنمایند. عوارض ورودی این قطعات 4 تا 20 درصد است .
نکته: در بالا ذکر شد که مطابق مقررات منتشر شده از سوی وزارت بازرگانی، هیچگونه محدودیت قانونی برای واردسازی قطعات صنعتی وجود ندارد، لیکن لازم است به موارد بسیار مهم زیر توجه شود.
بازار قطعات خودرو درکشورمان به سه گروه AM – OEM – OES تقسیم میگردد و شرایط خرید این گروهها به صورت زیر است:
- بازار OEM :
در این بازار به طورکامل قطعات از داخل کشور تهیه میشود و لذا در صورتی که امکان ساخت داخل برای قطعهای موجود نباشد. خودروساز خود رأساً اقدام به واردسازی قطعه مورد نیاز مینماید. لذا واردات توسط غیر و فروش آن به خودروساز اتفاق نمیافتد (خودروساز قطعات وارداتی را خرید نمیکند) - بازار OES:
شرایط این بازار نیز مشابه شرایط عنوان شده برای بازار OEM است. - بازار AM:
در این بازار شرایط رقابتی برقرار است. لذا در صورتی که قطعات وارداتی قابلیت رقابت به لحاظ کیفی و قیمت به موارد مشابه داخلی را داشته باشند، امکان واردات وجود خواهد داشت. با توجه به مطالب ذکر شده ، می توان عنوان کرد که عملا” امکان واردات و فروش قطعات در بازار OEM و OES تنها برای شرکتهای خودرو ساز قابل انجام بوده ولی در بازار AM واحدهای مختلف امکان واردسازی و فروش قطعات منفصله خودرو را دارا هستند .
بررسی و ارائه استانداردهای موجود در مورد محصول
محصول مورد مطالعه، قطعات صنعتی است که از طریق آهنگری (فورجینگ) تولید خواهد شد. این قطعات خود به عنوان یک محصول واسطه در تولید یا تعمیرات خودرو، ماشین آلات صنعتی، کشاورزی، تجهیزات و غیره مورد استفاده دارد. از اینرو ماهیت این قطعات طوری است که نمیتوان استاندارد خاصی را برای آن تعیین کرد و لذا هیچگونه استاندارد ملی یا بین المللی برای این قطعات وجود ندارد. ولی باید گفت که تولید این قطعات تحت مشخصات فنی ارائه شده از طرف طراح قطعه صورت میگیرد که به نوعی نیز میتوانیم مشخصات فوق را به عنوان الزامات و استانداردهای مورد نیاز در تولید تلقی نماییم. مشخصات فنی قطعات در قالب نقشه فنی، برگ آنالیز مواد اولیه مصرفی و برگ مشخصات مکانیکی و متالوژیکی از طرف مهندس طراح ارائه میگردد که رعایت تک تک آنها از طرف سازنده گان امری اجتناب ناپذیر است .
توضیح : موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران بعنوان متولی تدوین استاندارد ملی کشور ، تنها برای سیبک که یک قطعه فورج است اقدام به تدوین استاندارد ملی به شماره 3390 و 3391 کرده است .
معرفی موارد مصرف وکاربرد
محصول تولیدی طرح حاضر، قطعات صنعتی است که از طریق فورج (آهنگری) تولید خواهد شد. اصلیترین ویژگی این قطعات که سبب متمایز سازی آن از دیگر قطعات صنعتی مشابه میگردد، درجه استحکام و سفتی آن میباشد، به طوری که مقاومت مکانیکی این قطعات در مقابل سایش ، ضربه و دیگر بارهای مکانیکی بیشتر از قطعات مشابه تولید شده به وسیله روشهای دیگر تولید مانند ماشینکاری و ریخته گری میباشد. ضرورت تولید این قطعات را میتوان این چنین شرح داد که در برخی مکانیزمها و مجموعه های خودروها و ماشین آلات صنعتی و کشاورزی، به واسطه وارد آمدن ضربه و بارهای مکانیکی بالا، لازم است از قطعاتی استفاده گردد که مقاومت آنها در مقابل این بارها قابل قبول باشد و قطعات تولید شده به روش فورجینگ مناسبترین گزینه برای این موقعیت ها محسوب میگردند و بنابراین بدون شک میتوان گفت که کمتر مجموعه ای از ماشین آلات صنعتی علی الخصوص خودرو را میتوان یافت که قطعات فورج در آن استفاده نشده باشد.
با توجه به ویژگیهای عنوان شده در خصوص قطعات فورج، مواردکاربرد این قطعات در صنعت را میتوان به صورت زیر عنوان کرد:
| معرفی موارد کاربرد قطعات صنعتی تولید شده به روش آهنگری (فورج) | |
| موارد کاربرد | نمونهای از قطعات صنعتی تولید شده به روش فورج |
| خودروسازی | سیبک – میللنگ- شاتون – میل بادامک – قطعات جلوبندی – قطعات موتور- گاردان – اکسل – چهار شاخ – سگدست |
| ماشین آلات و تجهیزات کشاورزی | قطعات تراکتور – قطعات خرمن کوب ها – قطعات خیش ها و شخمزن ها |
| خودروهای سنگین راهسازی | ناخن لودرها – شنی |
| ماشین آلات صنعتی | برخی شفتها – بازوی سنگ شکنها – اکسلها |
| راه آهن و قطار | قطعات خطوط ریلی – واگن ها |
| قطعات عمومی | کلنگ – چکشها – ابزارآلات و آچارها |
لازم به ذکر است که بازار قطعات خودرو به بخش های زیر تقسیم بندی میگردد:
- بازار OEM : این بازار را خودروسازان کشور تشکیل می دهند که شرکتهای تأمین کننده آنها اقدام به تأمین قطعات مورد نیاز خود از قطعهسازان مینمایند. شرکتهای ساپکو (تأمین کننده شرکت ایران خودرو) شرکت سازه گستر سایپا (تأمین کننده شرکت سایپا) شرکت اپکو (تأمین شرکت ایران خودرو دیزل) از شرکت اصلی فعال در این بازار به شمار میآیند.
- بازار OES : این بازار خدمات پس از فروش خودروها میباشد که وابسته به شرکتهای خودروساز است. سازمان خدمات پس از فروش ایران خودرو (ایساکو) ، شرکت سایپا یدك، شرکت گسترش خدمات پارس خودرو، مزدا یدك از شرکتهای این گروه محسوب میشوند.
- بازار AM : این بازار قطعات خودرو شامل کلیه لوازم یدکی فروش های مختلف در سطح کشور میباشد که به صورت آزاد ( بدون ارتباط خاص با خودرو سازان ) اقدام به فروش قطعات خودرو مینمایند.
بررسی کالاهای قطعات صنعتی فورجینگ
پیشتر اشاره گردید که قطعات صنعتی تولید شده به روش فورجینگ در مجموعه هایی از خودروها و ماشین آلات صنعتی و کشاورزی کاربرد دارند که نیاز به مقاومت مکانیکی بالا میباشد. از اینرو میتوان گفت که قطعات مورد مطالعه به لحاظ ضرورت برخورداری از مشخصات خاص فنی، نمیتوانند دارای کالای جایگزین باشند یعنی به عبارت ساده تر اینکه برای قطعات مورد مطالعه ، کالای جایگزین وجود ندارد.
کشورهای عمده تولیدکننده و مصرف کننده قطعات صنعتی فورجینگ
در جدول شماره یک موارد کاربرد قطعات صنعتی فورجینگ آورده شد. از اینرو کشورهایی که به عنوان کشورهای عمده تولیدکننده و مصرف کننده قطعات صنعتی میتوانند مطرح گردند میتوان به موارد زیر اشاره کرد.
در جدول زیر فهرست ده کشور عمده تولید کننده خودرو (به عنوان صنایع مصرف کننده قطعات مورد مطالعه) آورده شده است.
| کشورهای عمده تولیدکننده خودرو در جهان (کشورهای عمده تولید و مصرف کننده قطعات مورد مطالعه) | |
| ردیف | نام کشورها |
| 1 | آمریکا |
| 2 | ژاپن |
| 3 | چین |
| 4 | اروپای غربی |
| 5 | اروپای مرکزی و شرقی |
| 6 | آسیا و اقیانوسیه |
با توجه به جدول فوق میتوان گفت که کشورهای عنوان شده در جدول که به عنوان کشورهای مطرح تولیدکننده خودرو میباشند، به عنوان کشورهای عمده تولیدکننده و مصرف کننده قطعات فورج نیز محسوب میگردند.
کشورهای عمده تولیدکننده ماشین آلات صنعتی
ذیلا کشورهای عمده تولیدکننده ماشین آلات صنعتی معرفی شده است:
- آمریکا
- کشورهای اروپایی (بخصوص اتحادیه اروپا)
- روسیه
- چین
- ژاپن
- هندوستان
در اینجا لازم به ذکر است که هرچند کشورهای نام برده شده در بالا، به عنوان کشورهای بزرگ در تولید ماشین آلات صنعتی در جهان محسوب میگردند ولی نظر بر اینکه تعداد تولید این ماشین ها در مقایسه با خودرو از رقم بسیار پایینی برخوردار میباشد لذا در اینجا ما میتوانیم همچنان کشورهای بزرگ تولید و مصرف کننده قطعات فورجینگ را همان کشورهای تولیدکننده خودرو در جهان معرفی کنیم که فهرست آنها به همراه تعداد تولید خودرو در جدول بالا آورده شده است.
بررسی اجمالی تکنولوژی و روشهای تولید قطعات فورجینگ
- نگاهی به روش تولید قطعات فورجینگ
فورجینگ یا آهنگری، روشی برای تولید قطعات صنعتی میباشد که در آن هدف تولید قطعهای با استحکام و درجه سفتی بالا میباشد . این روش تولید را شاید بتوان از قدیمیترین روش های شکلدهی فلزات عنوان کرد. با مراجعه به سالیان بسیار دور ملاحظه میگردد که آهنگران و صنعتگران کشورمان و بسیاری از کشورهای دیگر با گداختن فولاد و واردکردن ضربات متعدد چکش بر روی آن، اقدام به شکل دهی فلز گداخته مینمودند.امروزه پتکها جای خود را به پرسهای مدرن داده و از قالب نیز جهت شکل گیری دقیق قطعه استفاده میشود. قطعه تولید شده از این روش به علت ایجاد ساختار متالوژیکی خاص، از درجه سفتی ، سختی و استحکام بالاتری برخوردار خواهد بود که قابلیت استفاده ازآن را در مکانهای پرتنش و سایش ماشین آلات صنعتی میسر نموده است.روش تولید فورجینگ را میتوان به شرح زیر نماش داد.
با توجه به فرایند تعریف شده، شرح فرایند به صورت زیر قابل تعریف است:- انتخاب مواد اولیه:
مواد اولیه مورد استفاده در تولید قطعات صنعتی به روش آهنگری را انواع فولاد و فلزات رنگین تشکیل میدهند. آنالیز دقیق مواد اولیه در خصوصیات مکانیکی و فنی قطعه نهایی بسیار نقش مهمی را ایفا می نماید از اینرو انتخاب مواد اولیه (نوع ترکیب فولاد یا فلزات رنگین) اولین مرحله فرایند تولید محسوب میگردد. - آماده سازی مواد اولیه :
برخی قطعات مورد استفاده در ساخت ماشین آلات صنعتی، نیازمند استفاده از قطعاتی با مشخصه های مکانیکی خاص هستند که این مشخصات در مواد اولیه موجود بازار قابل استحصال نمیباشد. از اینرو لازم است خواص مواد اولیه مورد استفاده از طریق عملیات متالوژیکی بهبود پیدا نماید. کربن دهی، نیتروژنیزاسیون و موارد مشابه از عملیات بهبود خواص مکانیکی مواد اولیه محسوب میگردد که این عملیات روی مواد اولیه مورد استفاده قطعه سازی انجام میگیرد. - گرم کردن مواد اولیه و رساندن آن به نقطه خمیری
عملیات فورج (آهنگری) به دو صورت گرم و سرد انجام می گیرد. روش سرد در ساخت قطعات با درجه استحکام پایین و همچنین درجه شکلدهی اندك مورد استفاده قرار میگیرد. این روش کاربرد اندکی در صنعت دارد و اکثراً مخصوص قطعات کوچک و ساده است.روش دوم عملیات فورجینگ، فورج گرم است که بخش عمده و قریب به اتفاق قطعه سازی تحت این فرایند را تشکیل میدهد. در این حالت مواداولیه مصرفی قطعه مورد نظر تا درجه خمیری به وسیله کوره های مخصوص عملیات آهنگری گرم شده (گداخته شده) و قطعه جهت عملیات کوبش و شکلدهی آماده میشود. درجه دقیق حرارت دهی مواد تابع آلیاژ و ترکیب مواد و همچنین خصوصیات مکانیکی مورد انتظار از قطعه نهایی میباشد. - شکل دهی قطعه گداخته توسط ضربات پرس
محور فرایند فورجینگ، شکل دهی قطعه در حالت گداخته است. در این مرحله قطعه سرخ شده در قالب قرار داده شده و به وسیله ضربات پرس فورج، شکل قالب را به خود میگیرد. در این عملیات قطعه گداخته با فشار داخل قالب رانده میشود که این عمل سبب فشرده شدن قطعه و همچنین ایجاد بلورهایی یکسان و همگن با اندازه کوچکتر از وضعیت اولیه شده که در نهایت نتیجه سبب بهبود خواص مکانیکی قطعه همزمان با شکل گیری آن میگردد. - ماشینکاری قطعه فورج شده و رساندن آن به شکل و ابعاد نهایی
در بالا ذکر شد که محوریت عملیات فورج، شکل دهی آن در حالت گرم از طریق فشار پرس و راندن قطعه با فشار به داخل قالب میباشد. در این عمل به علت گداخته بودن قطعه، اکسیداسیون در سطح قطعه اتفاق می افتد. از طرف دیگر دقت ابعادی در عملیات فورج عموماً قابل رعایت نمیباشد و لذا از نظر ابعادی قطعه فورج شده به صورت کامل منطبق با ابعاد نهایی مورد انتظار از قطعه مطابق نقشه فنی آن نیست. بنابراین به منظور حذف سطح اکسید شده قطعه و همچنین تولید قطعه با ابعاد دقیق مطابق نقشه فنی، قطعه فورج شده ماشینکاری میگردند.
عملیات ماشینکاری علاوه بر حذف اکسید سطح قطعه و ایجاد ابعاد بسیار دقیق، صافی سطح مورد نظر را نیز روی قطعه ایجاد نموده و آن را مناسب جهت استفاده در محل مورد نظر ماشین مینماید.
- انتخاب مواد اولیه:
- مقایسه روش تولید معمول کشورمان با دیگر کشورهای جهان
روش تولید فورجینگ در بند قبل شرح داده شد بنابراین در صورتی که این روش تولید با روش های تولید مورد استفاده در سایر کشورها مورد مقایسه قرار گیرد نتایج زیر حاصل خواهد شد:تکنولوژی و روش تولید فورجینگ در سایر کشورها همان روشی است که در کشور ما انجام میگیرد و تاکنون روش دیگری برای این کار در نقاط دیگر جهان معرفی نشده است.آنچه که در فرایند تولید فورجینگ دارای اهمیت است و حتی میتوان گفت که این عوامل کیفیت قطعه تولید شده را تشکیل داده و در کشورهای صنعتی از درجه بالاتری برخوردار میباشد موارد ذیل هستند.- کیفیت و دقت عمل قالبهای مورد استفاده
- کیفیت مواد اولیه مصرفی
- توان فنی و مهندسی در طراحی و اجرای دقیق فرایند
- توان فنی و مهندسی در اجرای دقیق عملیات حرارتی روی قطعه
بررسی نقاط قوت و ضعف تکنولوژیهای مرسوم در تولید
با عنایت بر شرح ارائه شده تکنولوژی، نقاط قوت و ضعف آن در جدول زیر جمع بندی شده است:
|
تعیین نقاط قوت و ضعف تکنولوژی تولید فورجینگ |
|
| نقاط قوت | نقاط ضعف |
| یکسان بودن تکنولوژی مورد استفاده در ایران و دیگر کشورهای جهان | ضرورت استفاده از عملیات تکمیل ماشینکاری در فرایندهای تولید |
| عدم نیاز تازه واردان به صنعت برای خرید دانش فنی و تکنولوژی | عدم قابلیت تولید قطعات پیچیده فنی |
| قابلیت تولید قطعات برای شاخههای مختلف صنعت | نیازمندی فرایند تولید به پرسهایی با تناژ بالا جهت قطعات بزرگ |
کشورها و شرکتهای سازنده ماشین آلات مورد استفاده در تولید
فرایند تولید قطعات صنعتی به روش فورجینگ نیازمند استفاده از ماشین آلات زیر میباشد. همچنین با مراجعه به تعدادی از قطعهسازان فعال کشور، کشورها و شرکتهای سازنده آنها نیز در جدول زیر جمع آوری شده است.
|
فهرست ماشین آلات تولید قطعات صنعتی به روش فورجینگ |
||
| ردیف | ماشین آلات لازم | شرکت سازنده |
| 1 | کوره زنبوری با دمای °1800c | شرکت اکسایتون |
| تولیدی پرتو کوره | ||
| صنایع کوره ایران | ||
| 2 | کوره عملیات حرارتی | شرکت اکسایتون |
| تولیدی پرتو کوره | ||
| صنایع کوره ایران | ||
| 3 | پرس (پتک) ضربه ای با تناژ 100 تا 200 تن | ماشین سازی لولائی |
| پرس هیدرولیک شهاب | ||
| ایران ماشین | ||
| 4 | ماشین تراش | ماشین سازی تبریز |
| شرکت تهران ماشین ابزار | ||
| 5 | ماشین فرز | ماشین سازی تبریز |
| شرکت فرز سازان | ||
برآورد مواد اولیه عمده مورد نیاز سالیانه و منابع تأمین آن
- معرفی نوع مواد اولیه عمده
ماده اولیه مصرفی طرح، انواع فولاد و فلزات سنگین است که این مواد براساس آلیاژ و آنالیز شیمیایی آنها درجهبندی میگردند. تعیین نوع آلیاژ فولاد یا فلزات رنگین براساس مشخصات فنی قطعه نهایی و خواست مشتری صورت میگیرد.
البته باید گفت که بخش عمده و قریب به اتفاق ماده اولیه مصرفی طرح انواع فولاد بوده و فلزات رنگین در مواقع خاص مورد استفاده قرار خواهد گرفت. - معرفی منابع تأمین مواد اولیه
کلیه فولادها و فلزات رنگین مصرفی طرح از بازارهای داخل کشور قابل تأمین است. ولی برخی قطعه سازان بزرگ به منظور کاهش قیمت تمام شده محصولات خود بعضاً اقدام به واردسازی مواد از خارج کشور نیز مینمایند.
در جدول زیر برخی شرکتهای عرضه کننده ماده اولیه مصرفی طرح آورده شده است.ردیف نام شرکتها محل استقرار 1 نیلوار تهران – خیابان شریعتی – خیابان هویزه – شماره 25 – واحد 12 2 فولاد آلیاژی اصفهان اصفهان – کیلومتر 45 – جاده اصفهان مبارکه 3 فولاد آلیاژی ایران یزد – بلوار آزادگان – کیلومتر 24 جاده اختصاصی 4 فولاد جوان تهران – میدان ونک – خیابان ملا صدرا – خیابان پردیس – پلاك 18 5 فولاد کویر تهران – بازار آهن شاد آباد – مجتمع تجاری شماره 11 – پلاك 6 6 فولاد مبارکه اصفهان اصفهان
