宁波威舟数控老师傅教你降低数控机床主轴噪音大的方法

一、主轴噪声缺陷分析

  在许多数控机床中，由于主轴的传动系统仍然使用多个传动轴、齿轮和轴承，因此在工作过程中不可避免地会产生振动噪声、碰撞噪声和冲击噪声。
然而，数控机床的主传动系统的速度变化是在机床不停止工作的情况下被控制系统终止的，因此它比一般机床产生的噪音更具有连续性和代表性。

  当数控机床的主传动系统由地球构成时，正是因为齿轮、轴承等部件在系统内部受到激励和协调、传递和辐射，从而产生噪声。此外，这些部件具有异常状况，这增加了激振力，进而增加了噪音。

  1.齿轮噪声分析。数控机床的主传动系统主要依靠齿轮来终止变速和传动。因此，齿轮啮合传动是主要噪声源之一。

  机床主传动系统中齿轮产生的噪声主要包括:

  a.在齿轮啮合过程中，齿与齿之间发生持续冲击，导致齿轮在啮合频率下产生强迫振动和冲击噪声。

  b.齿轮固有频率和噪声的瞬时自由振动是由齿轮上的外部激振力产生的。

  c.齿轮、传动轴和轴承偏心安装产生的旋转不平衡惯性力产生与转速一致的低频振动。随着轴的旋转，每次旋转都会有共振噪音。

  d.齿间碰撞和碰撞噪声引起的齿轮自激振动。假设齿面擦伤会引起快速周期性冲击噪声。

  2.轴承噪声分析。数控机床主轴变速系统中有38个滚动轴承。轴承、轴颈和轴承孔的安装、预紧力、同心度、润滑条件、作用在轴承上的载荷、
径向间隙等对噪声有很大影响。此外，轴承本身的制造问题在很大程度上决定了轴承的噪声。滚动轴承容易变形的地方在里面外环。在外部因素和自身精度的影响下，
内部外环可能产生振动，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。

  二、主轴噪声缺陷处理---齿轮噪声控制


  因为齿轮噪声的产生是由许多因素引起的，其中一些因素由齿轮规划参数决定。针对有缺陷机床主轴运动系统中齿轮噪声的特点，在原规划不变的基础上，对原齿轮进行修复和改进，以降低噪声。

  a.修复牙齿顶部边缘。由于齿廓缺陷和齿距的影响，齿轮齿轴承发生弹性变形后，齿轮啮合时会发生瞬时碰撞和冲击。因此，为了减少齿轮啮合时凹凸齿顶产生的啮合冲击，
可以对齿顶进行修整。齿顶修整的目的是矫正齿的弯曲变形，补偿齿轮故障，降低齿轮噪声。微调量取决于螺距误差、加载齿轮的弯曲变形、弯曲方向等。修边时，首先针对机床啮合频率高的齿轮副，
当模数为3、4、5毫米时，这些齿轮的修边量不同。修整时，必须注意修整量的控制，采用多次试验的方法，避免修整量过大而损坏有用的工作齿廓，或者当修整量太小而不能起到修整作用时，
根据这些齿轮对的具体情况，只能修整齿顶或齿根， 只有齿顶和齿根的接头修磨量的径向和轴向值可以根据齿顶或齿根单独不能达到良好功能的情况分配给一个齿轮或两个齿轮。


  b.齿廓故障的控制。牙齿故障是由许多因素引起的。通过对机床传动系统中齿轮故障的调查，发现齿轮故障首先发生在加工过程中，其次是由于长时间的恶劣工作条件。
齿轮啮合过程中齿廓故障引起的噪声是相当常见的。一般来说，齿廓故障越大，噪音越大。对于凹齿廓，齿轮齿在一次啮合中被冲击两次，从而产生很大的噪音，并且齿廓越凹，
噪音越大。因此，齿轮的轮齿被修改成适当凸起，以达到降低噪音的目的。


  c.控制啮合齿轮中心距的变化。啮合齿轮实际中心距的变化将导致压力角的变化。如果啮合齿轮的中心距周期性变化，压力角也会周期性变化，噪声也会周期性增加。
对于啮合中心距的分析和标注，中心距过大时噪声影响不明显，但中心距过小时噪声变得明显。在控制啮合齿轮的中心距时，齿轮的外径、传动轴的变形以及传动轴与齿轮和轴承的配合都应控制在理想状态。
这样，我们就可以尽大努力因啮合中心距变化而产生的噪声。


  d.注意润滑油对噪声控制的抑制作用。润滑油在润滑和冷却时起到一定的阻尼作用，随着油量和粘度的增加，噪声降低。如果齿面上能保持一定的油膜厚度，
就能避免啮合齿面之间的直接接触，降低振动能量，进而降低噪声，因此高粘度的油有利于降低噪声。具有这一缺点的铣床主传动系统选择飞溅润滑，这将增加油的干扰噪声。实际上，
核心齿轮润滑所需的油量非常少。其主要目的是形成压力油膜进行润滑。试验表明，齿轮润滑是在啮合侧供油。这样，它不仅起到冷却抑制作用，而且在进入啮合区之前在牙齿表面形成油膜。
假设少量溢油进入啮合区可以控制，降噪效果更好。据此，每一根油管从一开始就被布置，从而润滑油根据理想现象飞溅到每一对齿轮中，以控制由润滑不足引起的噪音。