淺談臺鉆主軸噪音產(chǎn)生的原因及消除方法

徐 偉

（西子奧的斯電梯有限公司產(chǎn)品開發(fā)中心，浙江 杭州310019）

0 引言

臺鉆是國民生產(chǎn)中常用的實用鉆孔設備，其由于易操作、成本低而應用廣泛。車間從供應商處購買一批新臺鉆用于打孔，打孔時噪音較大，更換后問題未解決，供應商請求協(xié)助解決該問題。

1 產(chǎn)生噪音的可能原因

對此批臺鉆進行拆解測量，并參觀了臺鉆的零件制造以及裝配過程，認為噪音較大的主要原因如下：

（1）套筒外圓、主軸箱內(nèi)孔的圓度以及套筒外圓和主軸箱內(nèi)孔的配合間隙問題，如圖1中A區(qū)域所示。

（2）主軸六鍵和花鍵套六鍵的等分、直線度、花鍵部分表面粗糙度問題，如圖1所示。

（3）主軸花鍵外圓與花鍵套花鍵內(nèi)孔的配合問題。

（4）套筒、主軸組件與主軸箱內(nèi)花鍵套內(nèi)孔的同心度問題，如圖1所示。

圖1 臺鉆裝配示意圖

2 改善措施

針對這些噪音產(chǎn)生的原因，提出了以下改進措施：

2.1 改善套筒外圓、主軸箱內(nèi)孔的圓度及配合間隙

套筒外圓、主軸箱內(nèi)孔的圓度以及套筒外圓和主軸箱內(nèi)孔的配合間隙對主軸噪音的產(chǎn)生影響很大，通過更改套筒和主軸箱內(nèi)孔的配合尺寸為 H6／g5［1］，改善加工工裝及加工工藝，提高主軸箱內(nèi)孔的圓度、套筒外圓的圓度來降低主軸噪音。

2.1.1 套筒外圓的改善

套筒外圓的圓度在改善前能達到0.01～0.02mm，在精磨前增加校對雙頂針軸心與砂輪的平行度的工序，圓度能保證在0.005mm 以內(nèi)。

2.1.2 主軸箱內(nèi)孔的改善及改善后零件裝配

主軸箱內(nèi)孔工裝工藝改善方法和改善后的套筒裝配后噪音效果如表1所示。

表1 主軸箱內(nèi)孔工藝改善及噪音效果

通過改善套筒外圓、主軸箱內(nèi)孔的圓度及相互的配合間隙，主軸噪音值有很明顯的下降。

2.2 改善主軸和花鍵套六鍵

主軸六鍵和花鍵套六鍵的等分不好，主軸六鍵直線度、花鍵表面粗糙度不好等也是主軸產(chǎn)生噪音的主要原因。

2.2.1 主軸六鍵的改善

通過改善以下工裝工藝來提高主軸花鍵的尺寸精度，如表2所示。

表2 主軸花鍵工藝改善前后對比

2.2.2 花鍵套六鍵的改善

對于花鍵套的加工，增加如下工藝：

（1）檢查六鍵拉刀等分，控制拉刀各齒寬在0.01mm內(nèi)、拉刀的跳動在0.02mm內(nèi)。

（2）檢查拉刀的移動穿過花鍵套的軸心。

（3）用錐度花鍵軸穿過花鍵軸，用雙頂針頂住芯棒上外圓，磨花鍵套軸承檔和錐度外圓。

此工藝保證了加工后的花鍵套、鍵槽的等分、內(nèi)孔與外圓的等分良好。將改善后的主軸及花鍵套裝在臺鉆上，噪音明顯下降。

2.3 改善主軸六鍵和花鍵套六鍵的配合間隙

主軸花鍵外圓與花鍵套內(nèi)孔的配合間隙也是很有講究的，小批試裝結果顯示，當花鍵套內(nèi)孔與主軸花鍵外圓間隙δ（t）＝0.10mm（圖2）時噪音最小，主軸噪音可以明顯消除，如表3所示。

圖2 花鍵套內(nèi)孔與主軸花鍵外圓間隙δ（t）

表 3 間隙δ（t）與噪音的關系

2.4 改善套筒、主軸組件與主軸箱內(nèi)花鍵套內(nèi)孔的同心度

套筒、主軸組件與主軸箱內(nèi)花鍵套內(nèi)孔的同心度不良是主軸噪音產(chǎn)生的根本原因，要保證同心度，需注意以下幾點：

（1）主軸在磨花鍵外圓時，需保證花鍵外圓相對主軸軸承檔的同心度在0.02mm以內(nèi)。

（2）套筒在磨外圓時，加工芯棒以套筒2個軸承檔定位，保證套筒外圓相對軸承檔同心度在0.03mm以內(nèi)。

（3）套筒和主軸組裝后需用專用壓裝，保證主軸外圓相對套筒外圓的同心度在0.05mm以內(nèi)。

（4）花鍵套軸承組件敲入主軸箱也需要用專用工裝，保證花鍵套組件不能歪斜。

這樣就可以保證套筒、主軸組件與主軸箱內(nèi)花鍵套內(nèi)孔的同心度改善，使噪音顯著下降。

3 結語

小批量樣機及批量制作的臺鉆證明：如果采用以上4點改善措施來加工裝配關鍵部件，臺鉆噪音就可以完全消除。這個困擾供應商的頑疾得到根除，對業(yè)內(nèi)噪音問題的解決有良好的借鑒意義。

［1］成大先.機械設計手冊［M］.第5版.北京：化學工業(yè)出版社，2007