機(jī)床噪聲可分為空運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲和切削噪聲2種。空運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲是由機(jī)床結(jié)構(gòu)本身激發(fā),它與機(jī)床的結(jié)構(gòu)形式、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的布置、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)、公差配合的選用、工藝方法和安裝質(zhì)量等因素密切關(guān)系。切削噪聲是在一定切削條件下產(chǎn)生的,其中包括了刀具、夾具和工件系統(tǒng)的狀況。機(jī)床噪聲源主要是傳動(dòng)系統(tǒng)聲及與切削過(guò)程有關(guān)的聲輻射,此外還存在潤(rùn)滑冷卻噪聲、電控系統(tǒng)噪聲及背景噪聲等。

一、空運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的控制

機(jī)床空運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲主要來(lái)源于齒輪箱和運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)部件,主要分布在3kHz以內(nèi),可通過(guò)改善齒輪、軸承、箱體等零件特性以及合理應(yīng)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(guò)程中,由于各種原因會(huì)引發(fā)振動(dòng)、沖擊,因而產(chǎn)生噪聲。齒輪是機(jī)床產(chǎn)生噪聲的主要聲源。齒輪的制造精度、參數(shù)、裝配質(zhì)量等因素對(duì)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(jié)誤差。齒形誤差對(duì)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(jī)床分齒傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差,以減少齒形誤差;若采取剃齒加工工藝,為防止在節(jié)圓附近出現(xiàn)齒形中凹現(xiàn)象,可修磨剃齒刀齒形,使其相應(yīng)部分凹進(jìn)去、或適當(dāng)減小剃齒量和徑向進(jìn)給量,使加工后的齒輪在嚙合時(shí)齒面在中間接觸,對(duì)降低噪聲有明顯作用。基節(jié)誤差會(huì)造成齒輪在嚙合時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)和沖擊、尤其在高速時(shí)更引起強(qiáng)烈振動(dòng)和噪聲。基節(jié)誤差越大,噪聲越大。因此通過(guò)提高齒輪加工刀具的制造精度,來(lái)減小基節(jié)偏差,以減小齒輪基節(jié)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(duì)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(xì)均會(huì)導(dǎo)致齒面磨損加劇,齒輪精度下降。實(shí)驗(yàn)表明,齒面抗磨損的*表面粗糙度數(shù)值與齒輪所受負(fù)荷大小有關(guān)。其數(shù)值在負(fù)荷重時(shí)要比負(fù)荷輕時(shí)大。

（2）合理選擇齒輪的參數(shù)合理確定齒數(shù)的傳動(dòng)比。為避免齒輪制造誤差呈周期性的影響齒輪傳動(dòng),加劇振動(dòng)、齒輪齒數(shù)應(yīng)互為質(zhì)數(shù)、傳動(dòng)比為非整數(shù),降低噪聲效果明顯。合理選擇模數(shù)和增大重疊系數(shù)。通常情況下,應(yīng)盡可能選用較小模數(shù)。模數(shù)小,可增加齒數(shù),使嚙合齒數(shù)增多、提高傳動(dòng)平穩(wěn)性,降低噪聲。對(duì)傳遞較大負(fù)荷的齒輪,應(yīng)選用較大模數(shù)、以減小齒彎曲彎形,降低噪聲。增大重疊系數(shù),傳動(dòng)平穩(wěn)性好、并且當(dāng)取重疊系數(shù)為整數(shù)時(shí),降低噪聲效果更好。適當(dāng)增加齒輪寬度。齒寬增加,恒定扭矩下齒面的單位負(fù)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(dòng)時(shí)的沖擊,降低噪聲。

（3）提高齒輪的裝配質(zhì)量在齒輪裝配時(shí),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(dòng)平衡,尤其是轉(zhuǎn)速高、質(zhì)量大、直徑大的齒輪。齒輪動(dòng)平衡不好會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。

2、軸承噪聲的控制

（1）選用合適的軸承類型

 滾動(dòng)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(yīng)優(yōu)選球軸承。滑動(dòng)軸承和靜承由于磨擦面間有承壓油膜,因此運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),無(wú)噪聲。因此盡可能用滑動(dòng)軸承替代滾動(dòng)軸承。

（2）避免軸承超載負(fù)載可使軸承產(chǎn)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(diào)整軸承間隙調(diào)整軸承間隙的目的是給軸承實(shí)施預(yù)緊。預(yù)緊力過(guò)大,會(huì)使軸承磨損加劇,增大噪聲;預(yù)緊力過(guò)小,則承載時(shí)軸承易產(chǎn)生振動(dòng),同樣會(huì)增大噪聲。

（5）選擇合理的軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)良好的潤(rùn)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(jī)床上的箱體90%以上是鑄造結(jié)構(gòu),箱體整體剛性對(duì)抑制共振及噪聲有很大影響。箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)的合理分布較為關(guān)鍵,如合理的壁厚、加強(qiáng)筋分布等。一般箱體壁厚為12～15mm,若在壁上合理布置加強(qiáng)筋,便可以抑制共振,降低噪聲。采用圓筒形箱體對(duì)減振并阻斷噪聲輻射有利。因?yàn)閳A筒體的抗彎強(qiáng)度較普通平板壁箱體的抗彎強(qiáng)度要高得多。

4、阻尼材料的應(yīng)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(shí)能消耗能量,將部分機(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?從而降低噪聲。

（1）阻尼板材應(yīng)用將阻尼板材粘貼到機(jī)床振動(dòng)源處,按交叉條狀或框格等形式粘貼,板材厚度與結(jié)構(gòu)厚度有關(guān)。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(yīng)用阻尼涂料是一種涂覆在各種金屬結(jié)構(gòu)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(fù)雜的機(jī)床齒輪箱體內(nèi)表面,對(duì)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(duì)于插齒和滾齒這2種工藝,其加工精度和生產(chǎn)率大體相同。插齒時(shí),刀具往復(fù)振動(dòng)較大,噪聲也就高;而滾齒加工,工作平穩(wěn)性好,噪聲低。再如鏜孔,當(dāng)水平鏜孔時(shí),刀桿懸空端較長(zhǎng),剛性差,而采用垂直鏜孔時(shí),刀架的剛性就好,則振動(dòng)小,噪聲也就低。有1孔原臥鏜噪聲達(dá)106dB（A）,而改為立鏜時(shí),噪聲降至89dB（A）。另外,在切削過(guò)程中,切削用量直接影響切屑的形狀及積屑瘤的產(chǎn)生,它們與噪聲級(jí)的大小有很大關(guān)系。比如,在切削過(guò)程中,有時(shí)會(huì)遇到尖叫的刺耳聲,當(dāng)改變切削用量時(shí),噪聲會(huì)立即降低或消失。在機(jī)床的實(shí)際使用中,有經(jīng)驗(yàn)的操作者可根據(jù)噪聲的大小,來(lái)判斷切削用量是否合理。

2、選擇合適的刀具、及時(shí)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(guò)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(guān)系。比如,某車刀桿懸臂長(zhǎng)為68mm時(shí),切削噪聲達(dá)93.5dB（A）;當(dāng)將懸臂長(zhǎng)縮短至49mm時(shí),噪聲降低到79.5dB（A）,此時(shí)刀具的固有頻率脫離了刀架系統(tǒng)的共振區(qū)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(huì)造成切削噪聲較大。因此,為防止剛度不足,可適當(dāng)增加支承與約束形式,改變夾具結(jié)構(gòu)。

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

摘自《機(jī)械與研究》