손 에 있는 볼 베어링 에서 발견되는 작은 금속 공 몇 개를 굴려 본 적이 있다면 그 공이 얼마나 완벽하게 둥글고 믿을 수 없을 정도로 부드러운지 알 수 있을 것입니다. 어떻게 모든 것이 그렇게 완벽할 수 있는지 궁금해 했을 것입니다. 그것은 실제로 금속 와이어로 시작하여 완벽하게 빛나는 공으로 끝나는 꽤 깔끔한 프로세스입니다.
공정의 첫 번째 단계는 냉간 또는 열간 성형 작업입니다. 완성된 볼의 지름과 비슷한 금속 와이어가 헤딩 머신을 통해 공급됩니다. 이 기계는 양쪽에 반구 모양의 금속 구멍이 있습니다. 그것은 금속 조각을 공 모양으로 강제하는 와이어를 닫습니다. 이 과정은 공 주위에 금속 고리(플래시라고 함)를 남기므로 이 기계에서 나오는 공은 행성 토성처럼 보입니다.
다음으로 공은 플래시를 제거하는 기계로 들어갑니다. 이 기계는 릴 플레이트(rill plate) 라고 하는 두 개의 매우 무거운 경화 강판 사이에서 볼을 굴립니다 .
하나의 릴 플레이트는 고정되어 있고 다른 하나는 회전합니다. 플레이트에는 원형 경로에서 볼을 안내하는 홈이 있습니다. 접시 중 하나에서 잘라낸 부분이 있음을 알 수 있습니다. 이것은 볼이 홈에 들어가고 나가는 곳입니다. 기계가 작동 중일 때 홈은 볼로 완전히 채워집니다. 볼이 홈을 통과하면 플레이트의 열린 부분으로 떨어지고 다른 홈에 들어가기 전에 잠시 동안 주위를 굴러갑니다. 볼이 여러 다른 홈을 통과하도록 하면 홈 사이에 차이가 있더라도 모든 볼이 동일한 크기로 기계에서 나옵니다.
공이 홈을 통과하면서 회전하며 구르면서 거친 모서리가 부러지고 공이 손 사이에 반죽 공을 굴리는 것처럼 구형으로 압착됩니다. 볼을 이렇게 쥐어짜면 금속이 압축되어 볼 표면이 매우 단단해집니다. 볼이 금속이기 때문에 이 작업에서 많은 열이 발생하므로 볼과 플레이트에 물을 부어 냉각시킵니다.
이 과정의 변수는 판을 함께 압착하는 압력, 판의 회전 속도 및 공이 기계에 남아 있는 시간입니다. 이러한 변수를 적절하게 설정하면 일관되게 올바른 크기의 볼이 생성됩니다.
이 작업 후에 볼을 열처리할 수 있습니다. 이렇게 하면 공이 단단해 지지만 크기도 변경됩니다. 베어링 볼의 크기는 완벽해야 하며 때로는 100만분의 1인치 이내여야 하므로 열처리 후 몇 번의 작업이 더 필요합니다.
볼은 다음 연삭 작업을 거칩니다. 같은 종류의 기계가 사용되지만 이번에는 냉각수에 연마제가 포함되어 있습니다. 볼은 다시 홈을 통해 이동하고 분쇄되어 최종 치수로 압축됩니다.
마지막으로 볼은 랩핑 작업을 거칩니다. 다시 말하지만, 같은 종류의 기계가 사용되지만 이번에는 판은 더 부드러운 금속으로 만들어졌으며 기계는 판을 함께 압착하는 데 훨씬 적은 압력을 사용합니다. 또한 연마제 대신 연마 페이스트를 사용합니다. 이 프로세스는 더 이상 재료를 제거하지 않고 볼에 완벽하고 매끄럽고 반짝이는 표면을 제공합니다.
프로세스의 마지막 단계는 검사입니다. 볼은 요구되는 공차를 충족하는지 확인하기 위해 매우 정확한 기계로 측정됩니다. 예를 들어, AFBMA (Anti-Friction Bearing Manufacturers Association )에는 베어링 볼에 대한 일련의 등급이 있습니다. 학년 세 공 내에 구형이어야 1백만분의 3 인치 및 직경 내에서 정확해야 1백만분의 30 인치. 이는 3/4인치 등급 볼의 경우 직경이 0.24997~0.25003인치여야 하고 볼에서 측정된 가장 작은 직경이 가장 큰 직경의 300만분의 3 이내여야 함을 의미합니다.
제조업체는 공기총용 금속 알약, 베어링용 플라스틱 볼, 심지어 롤온 탈취제에 사용되는 플라스틱 볼을 만들기 위해 매우 유사한 공정을 사용 합니다.
다음은 흥미로운 링크입니다.
- 베어링 작동 방식
- 누난머신 - 볼 메이킹 머신 제조업체
- 토링턴 베어링
