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CNC加工中心主轴噪音原因及处理方式
来源:宁波海天精工    发表时间:2022/4/10 14:40:00  浏览次数:
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CNC加工中心主轴乐音缘由及处置方式
一、主轴噪声缺陷剖析

在很多精工铣床中,由于主轴的变速零碎仍采用若干传动轴、齿轮和轴承,因而在义务中不可防止地要发作振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声。而精工铣床主传动零碎的变速是在机床不中止义务的外形下,由计算机控制完成的,因而它比普通机床发作的噪声更为延续,更具有代表性。某精工铣床,在初次运用时噪声就较大,并且噪声声源次要来自主传动零碎,随着运用工夫的延伸噪声越来越大,用声级计在主轴2000r/min的转速下,测得噪声为85.2dB。
  缺陷反省与剖析
  机械零碎遭到外界任何的激振力,零碎就会因对此激振力发作照应而呈现振动。这个振动能量在整个零碎中传达,当传抵达辐射外表,这个能量就转换成压力波,经空气再传出去,即声辐射。因而,激起照应、零碎外部传递及声辐射这三个步骤就是振动噪声、摩擦噪声和冲击噪声的构成进程。
  精工铣床的主传动零碎土作时,正是由于齿轮、轴承等零部件经过激起照应,并在零碎外部传递和辐射而呈现了噪声,且这些部件又由于呈现了异常状况,使激振力加大从而使噪声增大。
  (1)齿轮噪声剖析。精工铣床的主传动零碎次要是靠齿轮来完成变速和传动的因而,齿轮的啮合传动是次要噪声源之一。
  机床主传动零碎中齿轮在运转中发作的噪声次要有:
  ①齿轮在啮合中,齿与齿之间呈现延续冲击而使齿轮在啮合频率下发作受迫振动并带来冲击噪声。
  ②因齿轮遭到外界激振力的作用而发作齿轮固有频率的瞬态自在振动并带来噪声。
  ③因齿轮与传动轴及轴承的拆卸呈现公允而惹起旋转不均衡惯性力,由此发作了与转速相分歧的低频振动。随着轴的旋转,每转一次收回一次共鸣噪声。
  ④因齿与齿之间的摩擦招致齿轮发作的自激振动并带来摩擦噪声。假定齿面凸凹不平,会惹起疾速周期性的冲击噪声。
  (2)轴承噪声剖析。该精工铣床的主轴变速零碎共有滚动轴承38个。轴承与轴颈及支承孔的拆卸、预紧力、同心度、光滑条件以及作用在轴承上负荷的大小、径向间隙等都对噪声有很大影响。而且轴承自身的制造倾向,在很大水平上决议了轴承的噪声。滚动轴承最易发作变形的部位就是其内外环。内外环在内部要素和本身精度的影响下,有可以发作摇晃振动、轴向振动、径向振动、轴承环自身的径向振动和轴向弯曲振动。
  与齿轮同理,轴承的转速越高,回转基频就越大,噪声也就随之增大轴承滚动体内外环各自的精度假定不高,将成为影响轴承噪声的次要要素滚动体或轴承的内外环上凹陷点很多,在频谱上表现出这些频率的高次谐波,惹起的噪声也就越高。





二、主轴噪声缺陷处置

1.齿轮噪声控制
  由于齿轮噪声的发作是多要素惹起的,其中有些要素是齿轮设计参数决议的针对缺陷铣床呈现的主轴运动零碎齿轮噪声的特点,在不改动原设计的根底上,在原有齿轮上中止修缮和改良,以添加噪声。
  (1)齿顶修缘。由于齿形误差和齿距的影响,在轮齿承载发作了弹性变形后,构成齿轮啮合时瞬时顶撞和冲击。因而,为了添加齿轮在啮合时由于齿顶凹凸而构成的啮合冲击,可中止齿顶修缘。齿顶修缘的目的是校正齿的弯曲变形和补偿齿轮误差,从而降低齿轮噪声。修缘量取决于齿距误差和承载后齿轮的弯曲变形量,以及弯曲方向等。修缘时次要针对该机床啮合频率最高的那几对齿轮和这些齿轮在模数为3、4、5mm时所采取的不同修缘量。在修缘时一定要留意修缘量的控制,并采取反复实验的办法,以免修缘量过大而毁坏无效的义务齿廓,或修缘量过小起不到修缘的作用齿形修缘时,可依据这几对齿轮的详细状况只修齿顶或只修齿根,只需在独自修齿顶或修齿根达不到良好效果时,齿顶和齿根才共同修修缘量的径向和轴向值可分配给一个齿轮,也可依据状况分配给两个齿轮。
  (2)控制齿形误差。齿形误差是由多种要素构成的,察看缺陷铣床传动零碎中的齿轮,发现齿形误差次要是在加工进程中呈现的,其次是因暂时运转条件不好所致。齿形误差在齿轮啮合时呈现的噪声比拟稀有。普通状况下,齿形误差越大呈现的噪声也就越大。关于中凹齿形,轮齿在一次啮合中遭到两次冲击,噪声很大,并且齿形越凹噪声就越大。因而将齿轮轮齿修形,使之适当呈中凸形,以抵达降低噪声的目的。
  (3)控制啮合齿轮中心距的改动。啮合齿轮实际中心距的变化将惹起压力角的改动,假定啮合齿轮的中心距呈现周期性变化,那么也将使压力角发作周期性变化,噪声也会周期性增大。对啮合中心距的剖析标明,当中心距偏大时噪声影响并不清楚,而中心距偏小时噪声就清楚增大在控制啮合齿轮的中心距时,对齿轮的外径、传动轴的变形、传动轴与齿轮和轴承的配合都应控制在理想外形。这样可尽可以消弭由于啮合中心距的改动而呈现的噪声。
  (4)留意光滑油对控制噪声的作用。光滑油在光滑和冷却的同时,还起一定的阻尼作用,噪声随油量和黏度的添加而变小。若能在齿面上维持一定的油膜厚度,就能避免啮合齿面直接接触,可衰减振动能量,从而降低噪声,所以用黏度大的油对添加噪声有利。该缺陷铣床的主传动零碎采用的是飞溅光滑,而飞溅光滑会添加油的扰动噪声。实际仁齿轮光滑需油量很少,其次要目的是为了构成压力油膜,以利于光滑。实验证明,齿轮光滑以啮入侧给油最佳。这样,既起到了冷却作用,又在进入啮合区前,在齿面上构成了油膜。假定能控制溅起的油大批进入啮合区,降噪效果更佳。据此,将各个油管重新布置,使光滑油按理想外形溅入每对齿轮,以控制由于光滑不利而发作的噪声。
  2.轴承噪声控制
  (1)控制内外环质量。缺陷铣床的主传动零碎中,一切轴承都是内环转动,外环固定。这时内环如呈现径向偏摆就会惹起旋转时的不均衡,从而呈现振动噪声。假定轴承的外环,配合孔外形和地位公差都不好时,就会呈现径向摆动,这样就毁坏了轴承部件的同心度。假定内环与外环端面的侧向呈现较大跳动,还会招致轴承内环绝对于外环发作倾斜。轴承的精度越高,上述的偏摆量就越小,呈现的噪声也就越小。除控制轴承内外环几何外形倾向外,还应控制内外环滚道的波纹度,降低外表粗糙度,严峻控制在拆卸进程中滚道的外表磕伤和划伤,否则不可以降低轴承的振动噪声。经察看发现,滚道的波纹度为密波或疏波时,滚动体在滚动时的接触点显然不同,由此惹起的振动频率相差很大。
  (2)控制轴承与孔和轴的配合精度。该缺陷铣床的主传动零碎中,轴承与轴和孔的配合,应保证轴承有必要的径向间隙。径向义务间隙的最佳数值,是由内环在轴上和外环在孔中的配合,以及在运动外形下内环和外环所发作的温差所决议的。因而轴承中初始间隙的选择对控制轴承的噪声具有重要意义。过大的径向间隙会招致低频局部的噪声添加,而较小的径向间隙又会惹起高频局部的噪声添加。普通间隙控制在0.01mm时最佳。外环在孔中的配合方式会影响噪声的传达。较紧的配合会进步传声性,从而使噪声加大。过紧的配合,会迫使滚道变形,从而加大轴承滚道的外形误差,使径向间隙减小,也招致噪声的添加。轴承外环过松的配合异常会惹起较大噪声。只需松紧适当的配合可使轴颈与孔接触处的油膜对外环振动发作阻尼,从而降低噪声。另外,配合部位的形位公差和外表粗糙度,应契合所选轴承精度等级的要求。假定轴承很紧地装置在加工不精确的轴上,那么轴的误差就会传递给轴承内环滚道,并以较高的波纹度方式表现出来,噪声也就随之增大。

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