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CNC加工中心主軸噪音原因及處理方式

點擊: 0 次??來源:寧波海天精工 時間:2017-06-21 14:25:12

CNC加工中心主軸樂音緣由及處置方式 一、主軸噪聲缺陷剖析 在很多精工銑床中,由于主軸的變速零碎仍采用若干傳動軸、齒輪和軸承,因而在義務(wù)中不可防止地要發(fā)作振動噪聲、摩擦噪聲和沖擊噪聲。而精工銑床主傳動零碎的變速是在機(jī)床不中止義務(wù)的外形下,由計算
CNC加工中心主軸樂音緣由及處置方式
一、主軸噪聲缺陷剖析

在很多精工銑床中,由于主軸的變速零碎仍采用若干傳動軸、齒輪和軸承,因而在義務(wù)中不可防止地要發(fā)作振動噪聲、摩擦噪聲和沖擊噪聲。而精工銑床主傳動零碎的變速是在機(jī)床不中止義務(wù)的外形下,由計算機(jī)控制完成的,因而它比普通機(jī)床發(fā)作的噪聲更為延續(xù),更具有代表性。
某精工銑床,在初次運(yùn)用時噪聲就較大,并且噪聲聲源次要來自主傳動零碎,隨著運(yùn)用工夫的延伸噪聲越來越大,用聲級計在主軸2000r/min的轉(zhuǎn)速下,測得噪聲為85.2dB。
 
缺陷反省與剖析
 
機(jī)械零碎遭到外界任何的激振力,零碎就會因?qū)Υ思ふ窳Πl(fā)作照應(yīng)而呈現(xiàn)振動。這個振動能量在整個零碎中傳達(dá),當(dāng)傳抵達(dá)輻射外表,這個能量就轉(zhuǎn)換成壓力波,經(jīng)空氣再傳出去,即聲輻射。因而,激起照應(yīng)、零碎外部傳遞及聲輻射這三個步驟就是振動噪聲、摩擦噪聲和沖擊噪聲的構(gòu)成進(jìn)程。
 
精工銑床的主傳動零碎土作時,正是由于齒輪、軸承等零部件經(jīng)過激起照應(yīng),并在零碎外部傳遞和輻射而呈現(xiàn)了噪聲,且這些部件又由于呈現(xiàn)了異常狀況,使激振力加大從而使噪聲增大。
 
(1)齒輪噪聲剖析。精工銑床的主傳動零碎次要是靠齒輪來完成變速和傳動的因而,齒輪的嚙合傳動是次要噪聲源之一。
 
機(jī)床主傳動零碎中齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)作的噪聲次要有:
 
①齒輪在嚙合中,齒與齒之間呈現(xiàn)延續(xù)沖擊而使齒輪在嚙合頻率下發(fā)作受迫振動并帶來沖擊噪聲。
 
②因齒輪遭到外界激振力的作用而發(fā)作齒輪固有頻率的瞬態(tài)自在振動并帶來噪聲。
 
③因齒輪與傳動軸及軸承的拆卸呈現(xiàn)公允而惹起旋轉(zhuǎn)不均衡慣性力,由此發(fā)作了與轉(zhuǎn)速相分歧的低頻振動。隨著軸的旋轉(zhuǎn),每轉(zhuǎn)一次收回一次共鳴噪聲。
 
④因齒與齒之間的摩擦招致齒輪發(fā)作的自激振動并帶來摩擦噪聲。假定齒面凸凹不平,會惹起疾速周期性的沖擊噪聲。
 
(2)軸承噪聲剖析。該精工銑床的主軸變速零碎共有滾動軸承38個。軸承與軸頸及支承孔的拆卸、預(yù)緊力、同心度、光滑條件以及作用在軸承上負(fù)荷的大小、徑向間隙等都對噪聲有很大影響。而且軸承自身的制造傾向,在很大水平上決議了軸承的噪聲。滾動軸承最易發(fā)作變形的部位就是其內(nèi)外環(huán)。內(nèi)外環(huán)在內(nèi)部要素和本身精度的影響下,有可以發(fā)作搖晃振動、軸向振動、徑向振動、軸承環(huán)自身的徑向振動和軸向彎曲振動。
 
與齒輪同理,軸承的轉(zhuǎn)速越高,回轉(zhuǎn)基頻就越大,噪聲也就隨之增大軸承滾動體內(nèi)外環(huán)各自的精度假定不高,將成為影響軸承噪聲的次要要素滾動體或軸承的內(nèi)外環(huán)上凹陷點很多,在頻譜上表現(xiàn)出這些頻率的高次諧波,惹起的噪聲也就越高。




二、主軸噪聲缺陷處置

1.齒輪噪聲控制
 
由于齒輪噪聲的發(fā)作是多要素惹起的,其中有些要素是齒輪設(shè)計參數(shù)決議的針對缺陷銑床呈現(xiàn)的主軸運(yùn)動零碎齒輪噪聲的特點,在不改動原設(shè)計的根底上,在原有齒輪上中止修繕和改良,以添加噪聲。
 
(1)齒頂修緣。由于齒形誤差和齒距的影響,在輪齒承載發(fā)作了彈性變形后,構(gòu)成齒輪嚙合時瞬時頂撞和沖擊。因而,為了添加齒輪在嚙合時由于齒頂凹凸而構(gòu)成的嚙合沖擊,可中止齒頂修緣。齒頂修緣的目的是校正齒的彎曲變形和補(bǔ)償齒輪誤差,從而降低齒輪噪聲。修緣量取決于齒距誤差和承載后齒輪的彎曲變形量,以及彎曲方向等。修緣時次要針對該機(jī)床嚙合頻率最高的那幾對齒輪和這些齒輪在模數(shù)為3、4、5mm時所采取的不同修緣量。在修緣時一定要留意修緣量的控制,并采取反復(fù)實驗的辦法,以免修緣量過大而毀壞無效的義務(wù)齒廓,或修緣量過小起不到修緣的作用齒形修緣時,可依據(jù)這幾對齒輪的詳細(xì)狀況只修齒頂或只修齒根,只需在獨自修齒頂或修齒根達(dá)不到良好效果時,齒頂和齒根才共同修修緣量的徑向和軸向值可分配給一個齒輪,也可依據(jù)狀況分配給兩個齒輪。
 
(2)控制齒形誤差。齒形誤差是由多種要素構(gòu)成的,察看缺陷銑床傳動零碎中的齒輪,發(fā)現(xiàn)齒形誤差次要是在加工進(jìn)程中呈現(xiàn)的,其次是因暫時運(yùn)轉(zhuǎn)條件不好所致。齒形誤差在齒輪嚙合時呈現(xiàn)的噪聲比擬稀有。普通狀況下,齒形誤差越大呈現(xiàn)的噪聲也就越大。關(guān)于中凹齒形,輪齒在一次嚙合中遭到兩次沖擊,噪聲很大,并且齒形越凹噪聲就越大。因而將齒輪輪齒修形,使之適當(dāng)呈中凸形,以抵達(dá)降低噪聲的目的。
 
(3)控制嚙合齒輪中心距的改動。嚙合齒輪實際中心距的變化將惹起壓力角的改動,假定嚙合齒輪的中心距呈現(xiàn)周期性變化,那么也將使壓力角發(fā)作周期性變化,噪聲也會周期性增大。對嚙合中心距的剖析標(biāo)明,當(dāng)中心距偏大時噪聲影響并不清楚,而中心距偏小時噪聲就清楚增大在控制嚙合齒輪的中心距時,對齒輪的外徑、傳動軸的變形、傳動軸與齒輪和軸承的配合都應(yīng)控制在理想外形。這樣可盡可以消弭由于嚙合中心距的改動而呈現(xiàn)的噪聲。
 
(4)留意光滑油對控制噪聲的作用。光滑油在光滑和冷卻的同時,還起一定的阻尼作用,噪聲隨油量和黏度的添加而變小。若能在齒面上維持一定的油膜厚度,就能避免嚙合齒面直接接觸,可衰減振動能量,從而降低噪聲,所以用黏度大的油對添加噪聲有利。該缺陷銑床的主傳動零碎采用的是飛濺光滑,而飛濺光滑會添加油的擾動噪聲。實際仁齒輪光滑需油量很少,其次要目的是為了構(gòu)成壓力油膜,以利于光滑。實驗證明,齒輪光滑以嚙入側(cè)給油最佳。這樣,既起到了冷卻作用,又在進(jìn)入嚙合區(qū)前,在齒面上構(gòu)成了油膜。假定能控制濺起的油大批進(jìn)入嚙合區(qū),降噪效果更佳。據(jù)此,將各個油管重新布置,使光滑油按理想外形濺入每對齒輪,以控制由于光滑不利而發(fā)作的噪聲。
 
2.軸承噪聲控制
 
(1)控制內(nèi)外環(huán)質(zhì)量。缺陷銑床的主傳動零碎中,一切軸承都是內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動,外環(huán)固定。這時內(nèi)環(huán)如呈現(xiàn)徑向偏擺就會惹起旋轉(zhuǎn)時的不均衡,從而呈現(xiàn)振動噪聲。假定軸承的外環(huán),配合孔外形和地位公差都不好時,就會呈現(xiàn)徑向擺動,這樣就毀壞了軸承部件的同心度。假定內(nèi)環(huán)與外環(huán)端面的側(cè)向呈現(xiàn)較大跳動,還會招致軸承內(nèi)環(huán)絕對于外環(huán)發(fā)作傾斜。軸承的精度越高,上述的偏擺量就越小,呈現(xiàn)的噪聲也就越小。除控制軸承內(nèi)外環(huán)幾何外形傾向外,還應(yīng)控制內(nèi)外環(huán)滾道的波紋度,降低外表粗糙度,嚴(yán)峻控制在拆卸進(jìn)程中滾道的外表磕傷和劃傷,否則不可以降低軸承的振動噪聲。經(jīng)察看發(fā)現(xiàn),滾道的波紋度為密波或疏波時,滾動體在滾動時的接觸點顯然不同,由此惹起的振動頻率相差很大。
 
(2)控制軸承與孔和軸的配合精度。該缺陷銑床的主傳動零碎中,軸承與軸和孔的配合,應(yīng)保證軸承有必要的徑向間隙。徑向義務(wù)間隙的最佳數(shù)值,是由內(nèi)環(huán)在軸上和外環(huán)在孔中的配合,以及在運(yùn)動外形下內(nèi)環(huán)和外環(huán)所發(fā)作的溫差所決議的。因而軸承中初始間隙的選擇對控制軸承的噪聲具有重要意義。過大的徑向間隙會招致低頻局部的噪聲添加,而較小的徑向間隙又會惹起高頻局部的噪聲添加。普通間隙控制在0.01mm時最佳。外環(huán)在孔中的配合方式會影響噪聲的傳達(dá)。較緊的配合會進(jìn)步傳聲性,從而使噪聲加大。過緊的配合,會迫使?jié)L道變形,從而加大軸承滾道的外形誤差,使徑向間隙減小,也招致噪聲的添加。軸承外環(huán)過松的配合異常會惹起較大噪聲。只需松緊適當(dāng)?shù)呐浜峡墒馆S頸與孔接觸處的油膜對外環(huán)振動發(fā)作阻尼,從而降低噪聲。另外,配合部位的形位公差和外表粗糙度,應(yīng)契合所選軸承精度等級的要求。假定軸承很緊地裝置在加工不精確的軸上,那么軸的誤差就會傳遞給軸承內(nèi)環(huán)滾道,并以較高的波紋度方式表現(xiàn)出來,噪聲也就隨之增大。



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