淺談臺鉆主軸噪音產生的原因及消除方法

徐 偉

（西子奧的斯電梯有限公司產品開發中心，浙江 杭州310019）

0 引言

臺鉆是國民生產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，供應商請求協助解決該問題。

1 產生噪音的可能原因

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

（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孔的配合問題。

（4）套筒、主軸組件與主軸箱內花鍵套內孔的同心度問題，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、主軸箱內孔的圓度及配合間隙

套筒外圓、主軸箱內孔的圓度以及套筒外圓和主軸箱內孔的配合間隙對主軸噪音的產生影響很大，通過更改套筒和主軸箱內孔的配合尺寸為 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。

2.1.2 主軸箱內孔的改善及改善后零件裝配

主軸箱內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 主軸箱內孔工藝改善及噪音效果

通過改善套筒外圓、主軸箱內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、拉刀的跳動在0.02mm內。

（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花鍵套內孔的同心度

套筒、主軸組件與主軸箱內花鍵套內孔的同心度不良是主軸噪音產生的根本原因，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。

（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。

（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。

（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花鍵套內孔的同心度改善，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，對業內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：化學工業出版社，2007