數控車床加工工裝——工作臺的噪音分析與控制

張建 張帆

摘 要 機械加工在不斷發展，企業也變得越來越自動化，一些工廠已經采用數字化控制系統實現全線自動化生產。隨著金屬加工不斷更新，數控車床的研究領域也從原來的只要能夠加工出產品的理念轉變為全方位發展的觀點。數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

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

數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的進行工作，是所有工作系統安裝和集成的部件;

（2）主軸箱與進給箱，數控車床之所以能夠加工零件，主要是主軸與進給系統之間的作用，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，與升降立柱實現部件Z向的加工;

（6）刀架，刀具的載體，實現數控機床快速換刀的前提[1]。

2噪音分析與控制

對數控車床部件的主要產生噪聲進行檢測，通過數據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現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，工作臺會出現橢圓形運動，產生碰撞噪聲，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，數據共計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品與零件進行抽樣檢測，檢測的數據表明措施有效，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，數據進行分析，確定數控車床噪聲產生的主要因素，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生源頭，最終實現噪聲的降低，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].湖北汽車工業學院學報，1992（1）：78-84.