Когда инженеры и менеджеры в основанной в Калифорнии компании Haas Automation решили, что хотят стать крупнейшим в мире станкостроителем по объему, они знали, что должны овладеть искусством производства зубчатых колес. Примерно 30 лет спустя компания выпускает более 1200 станков Haas и сотни поворотных продуктов каждый месяц , и каждое зубчатое колесо компания Haas производит сама для обеспечения точности и соответствия установленным стандартам.
По словам Билла Тандроу (Bill Tandrow) , вице-президента по машиностроению в Haas Automation , «больше, чем какой-либо иной тип производства, производство зубчатых колес основано на идеальном сочетании науки и искусства».
«Я очень уважаю людей, которые вовлечены в производство зубчатых колес, — добавляет он. — Во многом качество изготовления зубчатых колес в Haas определяет качество нашей готовой продукции».
Как утверждает Тандроу, искусство производства зубчатых колес состоит во внимательном соблюдении и разумном контроле самого процесса производства. Для этого не нужна «черная магия», необходимо пристальное внимание к деталям.
Haas Automation серьезно подходит к производству зубчатых колес. Компания производит каждую высокоточную цилиндрическую зубчатую передачу (ЗП), червяка и червячную передачу для своего широкого ассортимента продукции на месте, в своем большом производственном цеху в Окснарде, Калифорния. Из более чем 600 опытных операторов станков и специалистов по сборке, всего несколько допущены к задаче производства данных сложных деталей.
Операторы станков Haas Борис Клебанов (Boris Klebanov) и Эдик Бегинян (Edik Beginian) работают в компании на протяжении многих лет. Они узнали многое о производстве зубчатых колес еще от основателя компании Джина Хааса (Gene Haas) .
«Много лет назад, когда мы впервые начали изготавливать фрезерные станки, — вспоминает Эдик, — Джин не был до конца доволен зубчатыми колесами, которые мы получали от поставщиков, поэтому он приобрел Reishauer RZ-80 и начал производить зубчатые колеса сам. Он много экспериментировал и проводил множество испытаний, чтобы полностью разобраться в процессе производства. Он не только решил все проблемы качества работы, но и научился самостоятельному ремонту и обслуживанию станков. Затем он научил и нас».
«Мы используем ту же отточенную технологию и сегодня, — добавляет Борис. — Мы в основном производим зубчатые колеса, которые создал Джин, а также еще 70 или 80 других видов зубчатых колес. Мы до сих пор делаем все на нашем заводе, а также решаем все наши проблемы сами».
Так как сменная работа требует различной ежедневной настройки станков, контроль процесса обслуживания является всего лишь одним из множества требований, с которыми сталкиваются эти талантливые операторы, но одним из самых важных.
«От цилиндрических ЗП никогда не требовалась высокая точность, — отмечает Тандроу. — До недавнего времени ни у кого не было оборудования для обеспечения их точности. Операторы станков были счастливы просто от того, что ЗП подходили по размеру. Если Вы откроете Руководство оператора станка на разделе по цилиндрическим ЗП, то увидите множество таблиц по допустимым зазорам и т. п. Эти таблицы не были составлены с целью производства плохого зубчатого колеса, — рассказывает Тандроу. — Просто на момент составления данных таблиц, в далеких 1930-х годах, это было современным уровнем развития техники. Конечно же, в то время не существовали зубофрезерные и шлифовальные станки с ЧПУ. Вы даже не могли бы представить себе возможность шлифовки 30-миллионных долей дюйма. Но сегодня у нас есть оборудование и процессы, которые могут обеспечить постоянное соответствие таким параметрам. Мы можем обеспечить допуски, не превышающие толщину тонкой пленки. Мы изготавливаем зубчатые колеса с плавным ходом, такие, которые в то время казались бы просто невозможными».
Почему Haas настаивает на самостоятельном изготовлении зубчатых колес? «Потому что, — говорит Тандроу, — это позволяет нам точно контролировать полученный результат. Существует множество маленьких хитростей и тонкостей в обработке червячной фрезой и конечном шлифовании, которые мы можем использовать, только изготавливая зубчатые колеса сами. Мы создаем собственные зубчатые колеса, которые полностью соответствуют нашим требованиям с максимальной точностью».
Прямозубные цилиндрические ЗП лежат в основе всех коробок передач Haas Automation. «Компания начала приобретать готовые коробки передач, но они были недостаточно высокого качества, — объясняет Тандроу. — В итоге мы разработали собственную коробку передач. Сегодня мы изготавливаем все детали сами».
«Если Вы покупаете зубчатые колеса стороннего производителя, — продолжает он, — то обычно покупаете через посредника. Даже если их цех находится через дорогу, Вы должны построить с ними отношения. Вы представляете две различные компании, две различные культуры и, вероятно, существует достаточно большая пропасть между процессом использования зубчатых колес и их использованием.
Но когда Вы производите зубчатые колеса сами, то можете учитывать те факторы, которые не учтет компания, расположенная через дорогу. Например, Вы можете предварительно собирать зубчатые колеса в незавершенном состоянии на одном шпинделе, устанавливать их в зубофрезерный или шлифовальный станок и осуществлять конечную обработку. Зубчатые колеса полностью соответствуют необходимым вам допускам, т.к. они уже установлены на вал во время обработки. Компания, расположенная на другой стороне улицы, просто не сможет обеспечить такое качество, — говорит Тандроу. — Для большинства операций с коробками передач оператор, который осуществлял фрезерную или шлифовальную обработку зубчатого колеса, фактически находится на расстоянии ста ярдов от того места, где мы собираем коробки передач.
Для производственной среды это идеальное решение. Мы можем производить зубчатые колеса очень плотными партиями по 10 или 20 штук и быстро обрабатывать их. Это экономически намного выгоднее, чем заказывать большие партии, а в случае возникновения каких-либо проблем, мы можем быстро решить их и продолжить работу в обычном режиме. Но такие проблемы возникают редко, — подчеркивает Тандроу. — На самом деле, мы еще ни разу не столкнулись с такой проблемой после того, как начали использовать данный подход».
На той же площадке, где происходит резка и фрезерная обработка цилиндрических ЗП, Haas также производит точные червячные передачи и червяков для своей поворотной продукции. Это именно тот случай, когда точный контроль процесса обеспечивает отсутствие проблем в дальнейшем.
«Червячные зубчатые передачи из алюминия и бронзы в сердце поворотной продукции являются достаточно давно применяемой концепцией», — поясняет инженер Томас Веласкес (Thomas Velasquez) , который занимается разработкой данных продуктов уже около двух десятилетий. — Невероятную точность обеспечивают используемые нами однозаходные зубофрезерные станки, а также предварительная сборка, которую мы используем для резки. Мы устанавливаем держатели горячей посадки для установки зубчатого колеса на шпиндель, крепим его, а затем настраиваем, обеспечивая идеальную концентричность диаметра резьбы и монтажного диаметра».
И снова, непревзойденная точность настройки обеспечивает точность продукта благодаря навыкам операторов станков, а также их внимательного контроля процесса. «Каждый третий или пятый продукт подлежит проверке с помощью установки для проверки зубчатых колес Wenzel WGT500 CNC на точность основного червяка, — отмечает Веласкес. — Мы можем проверить точность всех зубцов и общую точность резьбы, как червяка, так и зубчатого колеса. Мы также используем специальных червяков для проверки зубчатых колес во время резки для мгновенного реагирования на неточности. Мы должны быть уверены, что готовые продукты будут полностью соответствовать требованиям».
«Существует еще один важный аспект, — добавляет Тандроу. — Вы не можете достичь указанного выше уровня без самого лучшего в мире оборудования: такого, как зубофрезерный станок Reishauer RZ-362A, шлифовальные станки Studer S40, а также оборудование для испытаний, установленное в нашем цехе. Вам необходимы лучшие инструменты для постоянного получения высоких результатов».
«Мы также используем зубофрезерные станки Mitsubishi GC15 и GE20A, Koepfer 300 и Gleason 130H, — добавляет Веласкес, — а кроме того и высококачественные карбидные боры для удовлетворения своих потребностей в использовании высокоточного оборудования».
Еще одним важным для обеспечения точности зубчатых колес фактором является аккуратная горячая посадка червячной ЗП на шпиндель перед началом резки. «Все это приводит к снижению ошибок концентричности, — говорит Веласкес, — и этого невозможно достичь, если зубчатое колесо не было доработано. В двух словах, мы контролируем все».
«У нас работают специалисты по сборке, которые могут одновременно осуществлять проверку своей работы, — добавляет Тандроу. — Т.к. изготовление деталей происходит в рамках контролируемого процесса, специалисты по сборке знают каждый аспект данного процесса, включая пределы допусков для испытания деталей. Мы полностью контролируем качество ».
Ключевая фигура персонала по сборке, Миша Бркик (Misha Brkic) , использует индивидуальную настройку для проверки точности каждого готового продукта. Благодаря своему опыту он может полностью рассказать о процессе сборки своими руками. Он точно знаком с чувством азарта во время сборки червяка и ЗП, и может остановить процесс сборки прямо перед ее началом, если найдет что-то необычное.
«Такой уровень навыков и опыта — ключ к успеху», — говорит Тандроу. И в то время как Бркик выполняет свои обязанности с другой стороны стены, разделяющей производственный цех и зону сборки Haas, он все еще находится на расстоянии ста ярдов от Бориса и Эдика. А между ними удобно расположен большой дверной проем.
«Все идеально, — улыбается Тандроу. — Так же, как зубчатые колеса».