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    機床噪聲可分為空運轉噪聲和切削噪聲2種。空運轉噪聲是由機床結構本身激發,它與機床的結構形式、機械傳動系統的布置、傳動件的設計、公差配合的選用、工藝方法和安裝質量等因素密切關系。切削噪聲是在一定切削條件下產生的,其中包括了刀具、夾具和工件系統的狀況。機床噪聲源主要是傳動系統聲及與切削過程有關的聲輻射,此外還存在潤滑冷卻噪聲、電控系統噪聲及背景噪聲等。

    

一、空運轉噪聲的控制

機床空運轉噪聲主要來源于齒輪箱和運動回轉部件,主要分布在3kHz以內,可通過改善齒輪、軸承、箱體等零件特性以及合理應用阻尼材料得到控制。

1、齒輪噪聲的控制齒輪在工作嚙合過程中,由于各種原因會引發振動、沖擊,因而產生噪聲。齒輪是機床產生噪聲的主要聲源。齒輪的制造精度、參數、裝配質量等因素對噪聲的影響很大。

（1）提高加工精度,合理確定表面粗糙度提高齒輪精度,主要是減小齒形誤差和基節誤差。齒形誤差對噪聲的影響很大。若采用滾齒加工工藝,減小滾刀的制造誤差,安裝誤差和機床分齒傳動鏈的傳動誤差,以減少齒形誤差;若采取剃齒加工工藝,為防止在節圓附近出現齒形中凹現象,可修磨剃齒刀齒形,使其相應部分凹進去、或適當減小剃齒量和徑向進給量,使加工后的齒輪在嚙合時齒面在中間接觸,對降低噪聲有明顯作用。基節誤差會造成齒輪在嚙合時產生振動和沖擊、尤其在高速時更引起強烈振動和噪聲。基節誤差越大,噪聲越大。因此通過提高齒輪加工刀具的制造精度,來減小基節偏差,以減小齒輪基節誤差,降低噪聲。合理確定表面粗糙度。主要考慮表面粗糙度對齒面磨損的影響。由于在一定條件下表面粗糙度太粗或太細均會導致齒面磨損加劇,齒輪精度下降。實驗表明,齒面抗磨損的*表面粗糙度數值與齒輪所受負荷大小有關。其數值在負荷重時要比負荷輕時大。

（2）合理選擇齒輪的參數合理確定齒數的傳動比。為避免齒輪制造誤差呈周期性的影響齒輪傳動,加劇振動、齒輪齒數應互為質數、傳動比為非整數,降低噪聲效果明顯。合理選擇模數和增大重疊系數。通常情況下,應盡可能選用較小模數。模數小,可增加齒數,使嚙合齒數增多、提高傳動平穩性,降低噪聲。對傳遞較大負荷的齒輪,應選用較大模數、以減小齒彎曲彎形,降低噪聲。增大重疊系數,傳動平穩性好、并且當取重疊系數為整數時,降低噪聲效果更好。適當增加齒輪寬度。齒寬增加,恒定扭矩下齒面的單位負載減少,齒彎曲就小,噪聲下降。盡可能地降低齒輪升速比和線速度,以減小傳動時的沖擊,降低噪聲。

（3）提高齒輪的裝配質量在齒輪裝配時,必須保證齒輪兩軸平行度和中心距的要求,使齒輪正常嚙合,減少齒輪沖擊,降低噪聲。做好齒輪的動平衡,尤其是轉速高、質量大、直徑大的齒輪。齒輪動平衡不好會產生振動和噪聲。

2、軸承噪聲的控制

（1）選用合適的軸承類型

 滾動軸承是主要的噪聲源。由于球軸承比圓錐滾子軸承的噪聲低,在支承剛度允許條件下,應優選球軸承。滑動軸承和靜承由于磨擦面間有承壓油膜,因此運動平穩,無噪聲。因此盡可能用滑動軸承替代滾動軸承。

（2）避免軸承超載負載可使軸承產生的噪聲增大。因此,為了降低軸承噪聲,必須避免軸承超載。

（3）盡量選擇精度高的軸承,降低噪聲。

（4）合理調整軸承間隙調整軸承間隙的目的是給軸承實施預緊。預緊力過大,會使軸承磨損加劇,增大噪聲;預緊力過小,則承載時軸承易產生振動,同樣會增大噪聲。

（5）選擇合理的軸承潤滑系統良好的潤滑可以降低軸承噪聲。

3、箱體噪聲的控制

箱體具有減振作用,并可阻斷噪聲的輻射。目前機床上的箱體90%以上是鑄造結構,箱體整體剛性對抑制共振及噪聲有很大影響。箱體內結構的合理分布較為關鍵,如合理的壁厚、加強筋分布等。一般箱體壁厚為12～15mm,若在壁上合理布置加強筋,便可以抑制共振,降低噪聲。采用圓筒形箱體對減振并阻斷噪聲輻射有利。因為圓筒體的抗彎強度較普通平板壁箱體的抗彎強度要高得多。

4、阻尼材料的應用阻尼材料是一種新型的高分子材料,具有高阻尼特性,在變形時能消耗能量,將部分機械振動能轉變為熱能,從而降低噪聲。

（1）阻尼板材應用將阻尼板材粘貼到機床振動源處,按交叉條狀或框格等形式粘貼,板材厚度與結構厚度有關。將其粘貼在齒輪副上或箱體外圍,噪聲明顯下降。

（2）阻尼涂料的應用阻尼涂料是一種涂覆在各種金屬結構表面,具有減振降噪性能的特殊涂料。可噴涂在齒輪端面降低齒輪噪聲,也可噴涂在形狀復雜的機床齒輪箱體內表面,對抑制噪聲有明顯效果。

二、切削噪聲的控制

1、正確選擇加工工藝和切削用量

對于插齒和滾齒這2種工藝,其加工精度和生產率大體相同。插齒時,刀具往復振動較大,噪聲也就高;而滾齒加工,工作平穩性好,噪聲低。再如鏜孔,當水平鏜孔時,刀桿懸空端較長,剛性差,而采用垂直鏜孔時,刀架的剛性就好,則振動小,噪聲也就低。有1孔原臥鏜噪聲達106dB（A）,而改為立鏜時,噪聲降至89dB（A）。另外,在切削過程中,切削用量直接影響切屑的形狀及積屑瘤的產生,它們與噪聲級的大小有很大關系。比如,在切削過程中,有時會遇到尖叫的刺耳聲,當改變切削用量時,噪聲會立即降低或消失。在機床的實際使用中,有經驗的操作者可根據噪聲的大小,來判斷切削用量是否合理。

2、選擇合適的刀具、及時更換磨損的刀具

刀具的材料和刀具角度的選擇,直接影響切削過程及切削力。刀具安裝是否合理,也與切削噪聲大小有很大關系。比如,某車刀桿懸臂長為68mm時,切削噪聲達93.5dB（A）;當將懸臂長縮短至49mm時,噪聲降低到79.5dB（A）,此時刀具的固有頻率脫離了刀架系統的共振區域。

3、提高加工件的剛度工件剛度的大小,直接影響加工精度。如果剛度不夠,會造成切削噪聲較大。因此,為防止剛度不足,可適當增加支承與約束形式,改變夾具結構。

4、增加機床的剛度或采用隔聲減振裝置機床上加工工件過重或懸空較長時,可利用輔助支承的辦法,增加機床的剛度。如工作臺可升降的立式仿形銑床,當工作臺上放置模型和工件以后,移動距離較長,因此,有些銑床工作臺下有附加的液壓缸支承,并隨著上臺面移動距離而改變油缸中的支承壓力,從而減小工作臺面的顫振和噪聲。普通立式銑床工作臺也設有輔助支承架,以備加工重工件時使用。另外,利用隔聲、隔振裝置隔斷噪聲的傳播,也是降低機床噪聲的有效方法,在某些數控機床加有各種罩蓋（有些是透明的有機材料）,總噪聲級約降7～13dB（A）,它們不僅隔聲降噪,還防塵、衛生、適用于自動化程度較高的機床。

 

摘自《機械與研究》