轴承滚珠是滚珠轴承的部件,可实现平稳、无摩擦的旋转运动。它们通常由钢制成,但也可以由其他材料制成,例如氮化硅陶瓷、塑料甚至玻璃。
钢制轴承球是最常见的滚珠材料,每年生产数千万个。它们近乎完美的圆形,并经过镜面抛光,可在机器、电动工具、电机、动力传输和数百种其他应用中提供精确的旋转运动。
你有没有想过它们是如何制作的?答案是一个多步骤的过程,将一块未硬化的钢块转化为硬化、研磨和抛光的圆球。
轴承球制造工艺。
金属轴承球由钢丝或钢棒制成。在该过程的第一步中,将线材或棒材切割成称为块状的小块。块的材料体积略大于成品球的材料体积。多余的材料在随后的加工步骤中被去除。在这个阶段,材料尚未硬化,并且具有一定的延展性。这一点很重要,这样才能在下一个制造步骤中将块形成球形。
然后将块状物送入封头机,在那里将球通过称为镦头的冷成型过程。在冷镦中,塞子放置在两个半球形模具之间,并在10到20吨的压力下成型。这是一个高速的过程,可能非常响亮,特别是对于大直径的球,需要机器操作员的耳朵保护。标题将蛞蝓形成一个球形,称为生球。仍有一点多余的材料需要去除。
闪烁
多余的材料,称为毛边或毛刺,需要归档。这是在刷写过程中完成的,也称为归档。这消除了闪光灯,但它们还不是完美的圆形,金属仍然很软。制造商使用两种不同的加工变体,但都涉及在金属板之间滚动滚珠。
通过在相反方向旋转的重型铸铁板之间滚动来去除飞边。
通过将球穿过两个金属板(一个旋转的和一个静止的)中的凹槽来去除闪光。
软研磨
然后,一些制造商会将球通过软研磨过程。它被称为软质,因为材料尚未硬化。此操作类似于闪蒸过程,但使用磨料磨石代替其中一块金属板。
热处理
现在,滚珠已经去除了多余的材料并且相对圆形,它们经过热处理过程以硬化和强化。球被加热到大约1,°F,然后在油浴中淬火。它们再次被加热到更低的温度。大约25°F,导致球经过硬化。
除鳞
热处理后,球变色并被氧化物沉积物覆盖。为了去除这些沉积物,将球放入称为除垢的过程。除垢涉及使用化学试剂(通常是酸性化合物)去除球上的堆积物。
研磨
现在球已经硬化并且相对圆形,它们已接近制造过程的终点。下一步是研磨球以调整其尺寸并改善圆度几何形状。该过程类似于之前使用的软研磨过程-球在钢板和细砂砂轮之间滚动。
成品钢球成品钢球。该过程的最后一步是圈球。研磨是一种超精加工工艺,可改善表面光洁度或几何形状并去除少量材料,从而使滚珠达到严格的所需公差。
滚珠在两块硬化钢板之间滚动,一块固定,一块低速旋转。球现在完全是圆形的,并具有镜面般的表面。
洗涤和施胶
现在制造过程已经完成,它们被清洗以去除任何剩余的残留物。最后,检查干净的球是否有划痕和尺寸。即使所有球都具有相同的标称外径,仍然存在微小的差异。球级决定了轴承的几何公差。牌号越低,公差越严格。等级的数量与球的球形度和直径变化有关。公差非常严格,球之间的差异非常小。下表定义了此关系。
英制和公制尺寸的等级公差。
然后将球包装起来出售给原始设备制造商和其他最终用户。
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