視頻:滾珠制造全過程
***步:冷成型或熱成型加工
將一條直徑和***終金屬球的直徑差不多的金屬線放入封頭機(jī)里。這臺(tái)機(jī)器有一個(gè)金屬腔,腔的每一端都是一個(gè)半球形。它會(huì)用力閉合切取金屬線,從而將閉合在金屬腔中的這段金屬壓成球形。
這一過程在球的表面上留下了一圈金屬環(huán)(稱為鑄模溢出物)。因此,從這臺(tái)機(jī)器制造出來的小球看上去有點(diǎn)類似于土星。
第二步:去除鑄模溢出物
接下來要將滾珠放入另一臺(tái)機(jī)器以去除鑄模溢出物。這臺(tái)機(jī)器讓滾珠在兩塊厚重堅(jiān)硬的鋼板之間滾動(dòng),這兩塊鋼板稱為溝紋板。
一塊溝紋板靜止,另一塊溝紋板旋轉(zhuǎn)。這兩塊板上都加工有凹槽,可引導(dǎo)滾珠沿著環(huán)形的路徑滾動(dòng)。你可以看到其中一塊板的某一部分被切斷了,這就是滾珠進(jìn)槽和出槽的口。當(dāng)機(jī)器在運(yùn)行時(shí),槽內(nèi)布滿了滾珠。當(dāng)一粒滾珠從一條凹槽滾出來后,會(huì)落入板的開口處,滾珠在這里翻滾片刻,然后進(jìn)入另一條凹槽。確保每一粒滾珠從許多不同的槽通過,這樣即使槽的尺寸有所不同,出來的滾珠的大小都是一樣的。
滾珠從槽內(nèi)通過時(shí)會(huì)不停地旋轉(zhuǎn)翻滾,于是毛邊被磨掉,滾珠也被擠壓成一個(gè)球形。這有點(diǎn)像用手揉面團(tuán)。擠壓滾珠的過程壓縮了金屬,從而使?jié)L珠的表面非常堅(jiān)硬。滾珠是金屬,在這一操作過程中會(huì)產(chǎn)生許多熱量,因此必須給球和板澆水來冷卻它們。
這一過程中的變量包括:將兩塊板擠壓在一起的壓力,板的旋轉(zhuǎn)速度和球停留在機(jī)器內(nèi)的時(shí)間。通過合理設(shè)置這些變量,便能制造出正確尺寸的滾珠。
圖:鑄模溢出物去除前后對(duì)比
第三步:對(duì)滾珠進(jìn)行熱處理
滾珠進(jìn)行熱加工處理會(huì)提高小球的硬度和強(qiáng)度。首先,將滾珠加熱到810℃左右,為避免在淬火時(shí)候出現(xiàn)裂紋,一般將滾珠置于油中冷卻到60℃;然后再將滾珠加熱到170℃左右(低溫回火),目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火殘留應(yīng)力和脆性,同時(shí)整個(gè)熱處理過程后,也能得到均勻的內(nèi)部組織。
第四步:精細(xì)打磨
接下來,滾珠將進(jìn)入打磨工序。使用的仍然是同類型的機(jī)器,只是這次在冷卻液中添加了一種研磨劑。滾珠再次從凹槽內(nèi)通過后,表面被打磨光滑了,大小也被壓縮成***終的尺寸。
圖:精細(xì)打磨前后對(duì)比
第五步:對(duì)滾珠進(jìn)行拋光處理
這一次,仍然使用的是同類型機(jī)器,只是這一次用的板是由比較軟的金屬制成的,并且機(jī)器擠壓兩塊板的壓力也小了很多。另外,機(jī)器里使用的是拋光劑而不是研磨劑。這一工序在不去除任何材料的情況下,使?jié)L珠的表面變得非常的光滑閃亮。
第六步:檢查
工人用非常精密的工具對(duì)滾珠進(jìn)行測(cè)量,以確定它是否滿足規(guī)定工差。例如,抗磨軸承廠商協(xié)會(huì)(AFBMA)就設(shè)定了一系列針對(duì)軸承滾珠的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。一粒等級(jí)為3的滾珠的圓度偏差不能超過0.008微米,直徑偏差不能超過0.0008微米。這意味著,一粒直徑約為0.6厘米的三級(jí)滾珠的直徑范圍必須在0.63492厘米和0.63508厘米之間。同時(shí),測(cè)量出的滾珠的***小直徑和***大直徑之間的差別不能超過0.008微米。