バルブボールはどのように鏡面になるのか

ボールの役割

ボールバルブは4分の1回転で開閉します。ボールには貫通穴があり、配管と一直線のときは開、90度回すとボールの穴のない側が流れに向き、閉になります。ボールの両側から、ふつうPTFE製の2つのシートが押し当てられています。

シールはこの接触だけで成り立っています。そのためボールには次の条件が必要です。

• 真円であること：楕円になったボールはシートに不均一に当たり、漏れたり固着したりします。
• 滑らかであること：傷、リング状の跡、くもった部分は漏れの通り道になり、操作のたびに柔らかいシートを摩耗させます。
• 欠陥がないこと：めっきする場合、めっきは下地の面を写すので、真鍮の跡はすべて完成品のボールに残ります。

素材から完成したボールまで

水道・ガスバルブ用の真鍮ボールは、一般に次の工程で作られます。

1. 素材。ボール素材を熱間鍛造するか、真鍮棒から切り出します。
2. 荒加工。超硬工具で寸法近くまで加工し、仕上げ用に少なく均一な取り代を残します。
3. 穴と溝。貫通穴をあけ、ステム用の溝をフライス加工します。
4. 仕上げ旋削。ボール旋削機または球面旋削装置で、ボールが回転する間に仕上げ工具がボールの中心のまわりを旋回し、真の球面を作ります。この最後の軽い切削を単結晶ダイヤモンドバイトが行い、鏡面を残します。
5. めっき（使う場合）。多くの真鍮ボールはその後めっきされ、最も多いのはクロムめっきです。めっきせずに使うものもあります。
6. 検査。組立前に直径、真円度、表面を確認します。

仕上げ切削で鏡面にならない場合は、研磨工程を追加する必要があります。研磨は時間がかかり、取り扱いが増え、ボールの真円度を損なうこともあります。そのため多くのバルブメーカーが、ボールの仕上げにダイヤモンド工具を使っています。

最後の切削をダイヤモンドで行う理由

単結晶ダイヤモンド（天然ダイヤモンドまたはMCD）は、どの超硬の刃先よりもはるかに鋭く真っすぐな刃先に研磨できます。ボールの表面はその刃先の写しです。真鍮では、剛性の高い機械で単結晶ダイヤモンドバイトを使えば、切削したままで鏡のように映り込む面が得られます。真鍮では刃先も長持ちするため、長いロットでも仕上がりが変わりません。

ダイヤモンドは仕上げ切削専用です。荒加工、穴あけ、溝加工は超硬で行います。単結晶ダイヤモンドは非常に硬い一方で脆く、重切削や断続切削を嫌うからです。溝と穴は1回転ごとに切削を途切れさせるので、仕上げ工具は軽く安定した切削を行う必要があります。

仕上げ工具に求められること

• 機械に合った形状。ボール旋削機には専用のホルダーとシャンク寸法があります。工具がそれに合い、刃先が正確に中心高さにあることが必要です。
• 適切なノーズR。ノーズRと送りの組み合わせで、旋削目の細かさが決まります。ボール径と機械の送りに合ったRなら、目に見えない旋削目になります。
• 欠けのないきれいな刃先。ダイヤモンドの小さな欠けは、すべてのボールに細い線を描き、めっきでも隠れません。線が出たらすぐに刃先を確認してください。
• 安定した取り付け。振動はびびり跡を残し、ダイヤモンドを欠けさせることがあります。突き出しを短くし、ボールをしっかり固定することが有効です。
• 切りくず処理。ボールに巻き付いた真鍮の切りくずは、削ったばかりの面を傷つけます。切りくずが長くなる鉛レス黄銅では特に重要です。鉛レス黄銅：切削工具で何が変わるかをご覧ください。

完成したボールに多い不具合

ステンレスや産業用のボール

すべてのバルブボールが真鍮ではありません。ステンレスのボールや、多くの産業用バルブの硬質皮膜付きボールは、ダイヤモンド工具では仕上げられません。ダイヤモンドは切削温度で鉄と反応し、すぐに摩耗するためです。これらは研削し、その後ラッピングや研磨で仕上げます。ダイヤモンド旋削は、真鍮などの非鉄金属のボールのための方法です。

Bulunmaz にできること

Bulunmaz は、お使いのボール旋削機や球面旋削装置に合わせた、天然ダイヤモンド・MCDの単結晶ダイヤモンドによるボール仕上げバイトを製作し、刃先が摩耗したら再研磨します。機械の型式と現在お使いの工具の写真をお送りください。お見積りの前に適合を確認します。バルブボール・真鍮継手のためのダイヤモンド工具と真鍮の切削加工と鏡面仕上げもご覧ください。

バルブ部品の受託加工や、ボール旋削機の販売は行っていません。