數(shù)控車床加工工裝——工作臺的噪音分析與控制

張建 張帆

摘 要 機械加工在不斷發(fā)展，企業(yè)也變得越來越自動化，一些工廠已經(jīng)采用數(shù)字化控制系統(tǒng)實現(xiàn)全線自動化生產(chǎn)。隨著金屬加工不斷更新，數(shù)控車床的研究領域也從原來的只要能夠加工出產(chǎn)品的理念轉變?yōu)槿轿话l(fā)展的觀點。數(shù)控機床在加工過程中，不僅考慮加工精度，也要考慮人性化設計理念，工作臺噪聲的控制、噪聲的效果，使車床結構可以減少噪聲。

關鍵詞 車床結構;噪音分析與控制;噪音效果

1車床結構分析

數(shù)控車程的結構非常復雜，特別一些大型數(shù)控機床，圖1就是立式數(shù)控車床的結構圖。

數(shù)控車床硬件結構主要分為6個部分，主要的作用如下：

（1）床身：主要的作用是承載與支撐，保證機床可以正常平穩(wěn)的進行工作，是所有工作系統(tǒng)安裝和集成的部件;

（2）主軸箱與進給箱，數(shù)控車床之所以能夠加工零件，主要是主軸與進給系統(tǒng)之間的作用，是機床的關鍵核心部分;

（3）工作臺，主要是裝夾零件的，工作臺的大小直接影響機床最大加工零件的尺寸;

（4）立柱，是對橫梁進行支撐的部件，一些立柱還具有升降功能;

（5）橫梁，是承載刀架的部件，在機床上部進行橫向移動，與升降立柱實現(xiàn)部件Z向的加工;

（6）刀架，刀具的載體，實現(xiàn)數(shù)控機床快速換刀的前提[1]。

2噪音分析與控制

對數(shù)控車床部件的主要產(chǎn)生噪聲進行檢測，通過數(shù)據(jù)結構確定最大噪聲源，檢測的部件與檢測裝置見表1。

通過以上實驗最終發(fā)現(xiàn)工作臺的噪聲是最大的，而噪聲的主要來源有與控制方式如下：

消除半齒圈拼接處齒距超差，齒距超差會導致齒輪在嚙合過程中產(chǎn)生噪聲，因此加工齒輪過程中保證加工精度，減少誤差;

齒圈回轉中心偏差控制，工作臺在回轉過程中，如果回轉中心不在中心位置，工作臺會出現(xiàn)橢圓形運動，產(chǎn)生碰撞噪聲，通過確定相應的基準保證中心不會偏差，見圖2;

減小因設備原因加工底座傳動齒輪軸孔引起的誤差[2]。

3噪音效果驗證

對于工作臺噪聲原因與措施的實施之后，需要對實施效果進行驗證，保證措施使有效的，這樣才能有效降低工作臺噪聲。

對工作臺外圓進行精車，保證工作臺外圓與齒圈的配合精度在0.05mm間隙與0.05mm過盈之間，對實際尺寸進行測量，驗證是否達到要求的精度，抽樣產(chǎn)品進行檢測，檢測結果為0.038mm、0.025mm、0.041mm、0.019mm，抽樣與檢測操作圖如圖3。

在對組裝完成的實際數(shù)控車床進行噪聲檢測，抽樣的要求為機床5個，檢測部位為3處，通過噪聲分貝儀進行檢測，分別在20r/min和40r/min的轉速下進行測量，數(shù)據(jù)共計30組，檢測的結果為最低分貝為80.8dB，最高為83.5dB，符合國家的噪聲標準。

通過對控制方案后的產(chǎn)品與零件進行抽樣檢測，檢測的數(shù)據(jù)表明措施有效，可以降低工作臺的噪聲，保證機床運行過程中噪聲不會對人員產(chǎn)生傷害，同時也提高的機床的感官，增強機床市場銷售地位[3]。

4結束語

通過對車床的結構與工作臺的傳動原理進行分析，了解每個部件的功能與作用，分析噪聲的由來，對不同的結構進行對比，數(shù)據(jù)進行分析，確定數(shù)控車床噪聲產(chǎn)生的主要因素，通過對一些噪聲大的車床進行分析，可以快速找到噪聲的產(chǎn)生源頭，最終實現(xiàn)噪聲的降低，減少對人員的傷害。

參考文獻

[1] 孟少安.機械加工工藝手冊[M].北京：北京機械工業(yè)出版社，1991：56.

[2] 王先奎.機械制造工藝學（第二版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011：12.

[3] 汪勇安，繆興純，吳元杰，等.大型立式車床噪聲分析.[J].湖北汽車工業(yè)學院學報，1992（1）：78-84.