國外鋼球熱處理及強(qiáng)化后,接著進(jìn)行硬磨、初研精研加工;日本硬磨分為硬磨Ⅰ、Ⅱ ,精研分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ ;多數(shù)國家分為三道工序。日本鋼球加工設(shè)備均為臥式布局,其熱后加工工序分為:粗(AC180Z砂輪,陶瓷結(jié)合劑)水劑冷卻,中磨(WA800～ 1000ZB砂輪,樹脂結(jié)合劑)油劑冷卻,細(xì)磨(WA2000～ 3000ZB砂輪,樹脂結(jié)合劑)油劑冷卻,固定盤均為鑄鐵盤,轉(zhuǎn)動(dòng)盤均為大砂輪(φ800 mm);細(xì)磨后在球形偏差、批直徑變動(dòng)量及表面質(zhì)量方面,為下工序精研Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ ,打下了良好的質(zhì)量基礎(chǔ);精研均采用兩塊鑄鐵盤,施加磨料,其盤子的硬度為240～ 180 HB,使用設(shè)備為:NL 700型精研機(jī),輸球盤直徑尺寸:φ1 400～ 1000 mm,裝球量為400～ 200 kg;主軸轉(zhuǎn)速:45～15 r/min,壓力為:2.45～ 0.784 5 MPa,依照球徑大小來選擇轉(zhuǎn)速與壓力參數(shù)。為了按周期節(jié)拍生產(chǎn),完成精研Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ工序的質(zhì)量任務(wù),NTN公司還規(guī)定了同批待加工的鋼球直徑相互差(批直徑變動(dòng)量)不大于2μm;為達(dá)到這一工藝要求,操作者從前道工序就要嚴(yán)格控制加工尺寸,以保證待加工鋼球的直徑尺寸差與精研盤溝道有良好的吻合性,這對降低精研后鋼球的振動(dòng)值與提高表面質(zhì)量起到重要作用。固定精研盤多為平面,也有如圖4所示的新形狀,轉(zhuǎn)動(dòng)盤車加工為90°V型溝槽,早在70年代末原蘇聯(lián)對鋼球精研盤的結(jié)構(gòu)作了如圖4固定精研盤的形狀改進(jìn)。

為使鋼球圍繞垂直軸線獲得一種附加的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),將固定盤平面加工成帶α角度的傾斜錐面,從而改變鋼球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的加工質(zhì)量,并由此試驗(yàn)研究得出:傾斜角度10°～ 15°≤α< 20°,轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為60 r/min,若超過時(shí)會(huì)降低鋼球表面粗糙度。通過對鋼球直徑φ28.6 mm,在傾斜角為α= 15°,轉(zhuǎn)速小于60 r/min的條件下試驗(yàn)表明:經(jīng)過6 h的精研加工,鋼球的球形偏差為0.1～ 0.3μm,若繼續(xù)延長精研時(shí)間,將影響表面粗糙度而精度不會(huì)改變。利用這種非對稱型溝槽的固定盤,既延長了轉(zhuǎn)動(dòng)盤的使用壽命10%～ 15%,又改善了鋼球的加工質(zhì)量與精度等。

表2　初研與精研Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ固定盤溝槽入口尺寸　mm

鋼球規(guī)格	W	B	鋼球規(guī)格	W	B
5.5563	6.7	3.9	15.0813	16.3	10.5
6.35	7.6	4.4	15.875	17.1	11.1
7.1438	8.4	5.0	16.6688	17.9	11.7
7.9375	9.2	5.6	17.4625	18.7	12.2
9.525	10.7	6.7	18.2563	19.5	12.8
10.3188	11.5	7.2	19.05	20.3	13.3
11.1125	12.3	7.8	19.8438	21.8	14.4
12.7	13.9	8.9	20.6375	21.8	14.4
13.4938	14.7	9.4	21.4313	22.6	15.0
14.2875	15.5	10.0	22.225	23.4	15.6

從光磨至精研加工各工序,固定盤溝槽入口形狀加工修磨如圖5所示,而且NTN公司采用數(shù)控磨口機(jī)加工,控制磨溝深度偏差和圓弧半徑,必須與待加工鋼球直徑尺寸相一致,才能保證進(jìn)球流暢,杜絕啃傷、燒傷等質(zhì)量問題的發(fā)生。

日本NTN公司鋼球初研、精研工序不管是用水劑或油劑,對精研液的凈化處理采取有效工藝措施,從工藝上保證產(chǎn)品的質(zhì)量,在精研機(jī)上設(shè)置了凈化過濾裝置,如圖6所示。目前,國內(nèi)鋼球精研機(jī)還沒有這種設(shè)置,它對提高精密鋼球終加工的表面質(zhì)量至關(guān)重要,應(yīng)引起機(jī)床行業(yè)廠家的高度重視。