Machine à boules Photo gracieuseté de Noonan Machine Co. Si vous avez déjà roulé quelques petites billes de métal trouvées dans un roulement à billes dans votre main, vous avez remarqué à quel point ils sont parfaitement ronds et incroyablement lisses. Vous vous êtes peut-être demandé comment tout pouvait être rendu aussi parfait. C'est en fait un processus assez soigné qui commence avec un fil métallique et se termine par une boule brillante parfaite.
La première étape du processus est une opération de formage à froid ou à chaud. Un fil de métal d'environ le diamètre de la balle finie est introduit dans une machine à en-tête. Cette machine a une cavité métallique en forme d'hémisphère de chaque côté. Il claque sur le fil, forçant le morceau de métal à prendre la forme d'une boule. Le processus laisse un anneau de métal (appelé flash) autour de la balle, donc les boules qui sortent de cette machine ressemblent à la planète Saturne.
Ensuite, les balles entrent dans une machine qui enlève le flash. Cette machine fait rouler la bille entre deux plaques d'acier trempé très lourdes appelées plaques de rigole .
Plaques à billes pour machine à boules Photo gracieuseté de Noonan Machine Co. Une plaque de rainurage est fixe et l'autre tourne. Les plaques ont des rainures usinées qui guident les billes dans un chemin circulaire. Vous pouvez voir que l'une des plaques a une section découpée; c'est là que les billes entrent et sortent des rainures. Lorsque la machine est en marche, les rainures sont complètement remplies de billes. Une fois qu'une balle a traversé une rainure, il tombe dans la section ouverte de la plaque et culbute pendant un petit moment avant d'entrer dans une autre rainure. En veillant à ce que les billes traversent de nombreuses rainures différentes, toutes les billes sortiront de la machine de la même taille même s'il y a des différences entre les rainures.
Au fur et à mesure que la balle traverse la rainure, il tourne et dégringole, les bords rugueux se cassent, et la balle est pressée en une forme sphérique, un peu comme rouler une boule de pâte entre les mains. Cette compression des billes comprime le métal, donnant aux balles une surface très dure. Parce que les boules sont en métal, cette opération génère beaucoup de chaleur, donc de l'eau se déverse sur les boules et les assiettes pour les refroidir.
Les variables de ce processus sont la pression qui serre les plaques ensemble, la vitesse de rotation des plaques et la durée pendant laquelle les billes restent dans la machine. Un réglage correct de ces variables produira systématiquement des balles de la bonne taille.
Après cette opération, les billes peuvent être traitées thermiquement. Cela durcit les boules, mais cela change aussi leur taille. La taille des billes de roulement doit être parfaite, parfois à quelques millionièmes de pouce, donc quelques opérations supplémentaires sont nécessaires après le traitement thermique.
Les billes subissent ensuite une opération de broyage. Le même type de machine est utilisé, mais cette fois le liquide de refroidissement contient un abrasif. Les billes traversent à nouveau les rainures et sont broyées et comprimées à leurs dimensions finales.
Enfin, les billes subissent une opération de rodage. De nouveau, le même type de machine est utilisé, mais cette fois les plaques sont faites d'un métal plus mou, et la machine utilise beaucoup moins de pression pour serrer les plaques ensemble. Aussi, la machine utilise une pâte à polir plutôt qu'un abrasif. Ce processus donne aux balles leur surface lisse et brillante parfaite, sans enlever plus de matière.
La dernière étape du processus est l'inspection. Les billes sont mesurées avec des machines très précises pour déterminer si elles répondent aux tolérances requises. Par exemple, l'Association des fabricants de roulements antifriction ( AFBMA ) a un ensemble de nuances pour les roulements à billes. Une boule de grade trois doit être sphérique à l'intérieur 3 millionièmes d'un pouce et le diamètre doit être précis dans 30 millionièmes d'un pouce. Cela signifie que pour une balle de trois quarts de pouce, le diamètre devrait être compris entre 0,24997 et 0,25003 de pouce et le plus petit diamètre mesuré sur la balle doit être à moins de 3 millionièmes du plus grand diamètre.
Les fabricants utilisent un processus très similaire pour fabriquer des pastilles métalliques pour les pistolets à air comprimé, des billes en plastique pour roulements et même les billes en plastique utilisées dans les déodorants roll-on.
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