數(shù)控加工中心主傳動(dòng)系統(tǒng)一般采用同步帶, 齒輪變速, 電機(jī)直聯(lián)和電機(jī)直驅(qū)等方式傳遞動(dòng)力, 并可達(dá)到4500 r/min以上轉(zhuǎn)速。驅(qū)動(dòng)主軸會(huì)使機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生摩擦、 (熱, 力) 變形、滑移、沖擊和振動(dòng), 從而產(chǎn)生機(jī)械系統(tǒng)噪聲。加工中心的主傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速是由控制系統(tǒng)CNC通過程序無極變速完成, 比普通機(jī)床噪聲更為連續(xù), 下面昆山渡揚(yáng)數(shù)控就來和你分享噪聲產(chǎn)生原因及改進(jìn)措施。

一、噪聲分析

1.軸承噪聲。與軸承相配的軸徑和支撐孔公差等級、圓柱度、同軸度和軸承支撐孔端面跳動(dòng), 主軸的本體強(qiáng)度和剛度, 螺母鎖緊力, 法蘭盤壓緊力, 潤滑以及冷卻方式等都對噪聲有很大影響。滾動(dòng)軸承的噪聲是主傳動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè)主要噪聲源。在轉(zhuǎn)速4500 r/min以上時(shí)表現(xiàn)尤為強(qiáng)烈, 主軸會(huì)產(chǎn)生軸向振動(dòng)、徑向振動(dòng)、彎曲變形, 軸承環(huán)本身在離心力的作用下會(huì)產(chǎn)生徑向振動(dòng)和軸向振動(dòng)。

2.同步帶輪與同步帶的噪聲。數(shù)控銑削加工中心同步帶傳動(dòng)系統(tǒng)是由主電機(jī)和主軸間用同步帶來傳動(dòng)的。因此, 同步帶輪與同步帶運(yùn)轉(zhuǎn)也是主要噪聲源之一。

3.齒輪的噪聲。加工中心齒輪變速傳動(dòng)系統(tǒng)是由主電機(jī)和齒輪副來完成傳動(dòng)的。因此, 齒輪的嚙合也是主要噪聲源之一。

4.主軸箱的噪聲。箱體內(nèi)噪聲通過多種渠道向外傳播, 同時(shí)內(nèi)部的振源迫使主軸箱一起振動(dòng), 當(dāng)振源的頻率達(dá)到主軸箱的固有頻率是就會(huì)引起共振, 對加工質(zhì)量、精度有直接的影響。

二、噪聲改進(jìn)措施

1.根據(jù)加工中心使用工況要求, 合理選擇相應(yīng)的軸承及其組合；設(shè)計(jì)中要正確選擇與精密軸承相配合的孔和軸精度要求；選擇合適的軸承潤滑油；根據(jù)使用情況在軸承外圈支撐部位加設(shè)冷卻油槽, 進(jìn)行強(qiáng)行冷卻。

2.主軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí), 同步帶輪和同步帶的齒間瞬間嚙合, 致使齒間截留的空氣無法逸出, 而引起噪聲, 噪聲的大小由同步帶輪與同步帶的嚙合長度有關(guān), 為消除噪聲可在同步帶背的內(nèi)表面開工藝凹槽或直接將凹槽開于帶輪上, 以減少齒間截留的空氣容量。回轉(zhuǎn)系統(tǒng)剛性越強(qiáng), 其表現(xiàn)出的噪聲也就越小, 故設(shè)計(jì)帶輪位置時(shí), 盡可能將帶輪靠近主軸后側(cè)軸承處, 以達(dá)到更好的剛性。

3. 齒形修正，校正齒的彎曲變形和補(bǔ)償齒輪誤差, 從而降低齒輪噪聲；降低齒形誤差，一般情況下, 齒形誤差越大, 產(chǎn)生的噪聲也就越大, 因此須要提高齒輪制造精度、表面光潔度等級和提高裝配質(zhì)量；改進(jìn)設(shè)計(jì)參數(shù)；選擇合理的嚙合齒輪中心距； 提高齒輪的抗振能力；使用恒溫潤滑油可有效抑制噪聲。

4.改進(jìn)主軸箱體的設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)布置合理，機(jī)械系統(tǒng)傳遞動(dòng)力時(shí), 零部件相互作用產(chǎn)生激力振動(dòng)傳動(dòng)鏈越多則出現(xiàn)振動(dòng)的概率也就越高, 進(jìn)而引起噪聲也越大, 故縮短傳動(dòng)鏈也可以降低噪聲；主軸箱裝配工藝窗口加蓋板。