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数百年来，滚珠轴承一直用于促进旋转运动。1794 年，菲利普·沃恩 (Philip Vaughan) 首次为支撑马车轴申请了专利，此后经过改进和变化以支持多种旋转应用。本文将介绍用于制造当今广泛使用的滚珠轴承的现代工艺，从滚珠的构造到零件组装和包装。

一、滚珠轴承结构

滚珠轴承包括一排或多排滚珠，这些滚珠被固定在一个保持架中，以将它们固定在称为滚道的内圈和外圈之间。通常还有附加功能，例如用于保护润滑剂的密封件或用于将轴承固定到位的螺钉，基本轴承的主要部件：滚道、滚珠和保持架。

大多数轴承和轴承部件由钢制成，因为它在剧烈条件下具有耐用性和强度。最常用的钢种是 SAE 52100，一种含 1% 碳和 1.5% 铬合金的铬钢。这种材料在 250 华氏度以上的温度下稳定，并提供使用寿命长的可靠轴承。一些球笼由聚酰胺塑料制成以降低生产成本，但这种材料并不总是适用于恶劣条件，尤其是高温应用。

1、滚道建设

内外滚道的制造过程非常相似。它们最初是钢管，由自动机器切割成滚道的基本形状，留下少量额外材料以解决加热过程中的翘曲问题。外圈印有轴承编号和制造商信息。

然后将环放入热处理炉中进行硬化，并根据零件的尺寸将其加热到大约 1550 华氏度（840 摄氏度），持续时间从 20 分钟到几小时不等。然后将它们在油中冷却，并在大约 300 华氏度（148 摄氏度）的第二个烤箱中回火。这个过程使滚道既坚硬又耐用。

滚道使用砂轮完成，因为它们现在太硬而无法用切削工具切割，以达到所需的尺寸。环的每一部分都必须进行研磨，以确保正确的轴承宽度、半径、座圈位置和几何形状。一些轴承，例如角接触轴承，需要在此过程的后期进行额外的研磨，以确保套圈尺寸合适。

2、球结构

轴承滚珠经过非常具体和彻底的制造过程，形成完美的圆形和光滑的滚珠，最大限度地减少轴承内的摩擦。球开始时是一根线材或棒材，其中包含形成成品球所需的必要材料。这种线材经过一个称为“冷镦”的过程，该过程因缺乏热量而得名，最初的目的是将头钉在钉子上，至今仍在使用。在这个过程中，金属丝末端相互碰撞，形成一个球，周围有一个小环，称为“闪光”。

然后滚球以去除毛边。在这个过程中，球被反复送入两个铸铁盘之间的凹槽中，一个盘旋转，另一个盘静止。粗糙的凹槽有效地撕掉了飞边，并使球相当圆且尺寸略大，以便进行研磨。接下来，滚珠经过类似于滚道的热处理工艺以增加耐用性，然后再将它们磨成合适的尺寸和圆度。

最后，将球移至研磨机，使用类似于翻滚过程的软铸铁盘和低压力对其进行抛光。抛光膏用于使表面完美光滑，而无需进一步去除材料。球在研磨机中停留 8-10 小时，以生产出完全光滑的球。

3、笼式结构

球保持架是轴承的一部分，可以由多种不同的材料制成。对于钢制或金属笼子，笼子的轮廓是用薄金属片冲压出来的，然后放入称为“模具”的类似模具的结构中，将笼子弯曲成适当的形状。然后可以取下笼子并准备好组装。对于塑料保持架，使用一种称为“注射成型”的工艺，将熔化的塑料注入模具中并使其硬化。

4、装配

构造完所有轴承部件后，就可以组装轴承了。首先，将内圈放在外圈里面。然后将球插入并在滚道之间均匀分布。最后，安装笼子以将球固定到位。塑料保持架很容易卡入，而钢制保持架通常需要铆接在一起。然后在轴承上涂上防锈剂，或针对特定应用进行其他特殊处理，然后包装运输。

二、滚珠轴承替代品

滚珠轴承生产成本低廉，数百年来一直深受信赖。这些轴承有替代品，例如利用磁铁或压缩空气来防止两个物体完全接触的轴承，但是这些技术的生产和运行成本要高得多。

滚珠轴承构造的替代工艺也存在，例如制造“太空球”。轴承球可以在航天飞机上制造，熔化的钢块在零重力下自由漂浮，形成完全完美的球体。然而，这个过程也比研磨和研磨更昂贵，让我们只能在地球上使用古老而可靠的抛光方法。

三、联系我们

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