在很多數控銑床中，由於（yú）主軸（zhóu）的變速係（xì）統仍（réng）采（cǎi）用若幹傳動軸、齒輪和軸承，因此在工作中（zhōng）不可避免地要產生振動噪聲、摩擦噪聲和衝擊（jī）噪聲（shēng）。而（ér）數控銑床主（zhǔ）傳動係統的變速是在機床不停止工作的狀態下，由計算機控製完成的（de），因此它比普通機床產生的噪聲更為連續，更具有代表性。

一、主（zhǔ）軸噪聲故障分析

某數控銑床，在初（chū）次使用時噪聲就較大，並且噪聲聲源主要來（lái）自主（zhǔ）傳動係統，隨著使用時間的延長噪聲越來越大，用聲級計在主（zhǔ）軸（zhóu）2000r/min的轉速下（xià），測得噪聲為85.2dB。

桂林數控銑（xǐ）床故障檢查與（yǔ）分析：

機械係統受到外界任何的激振力，係統就會因對（duì）此激振力產（chǎn）生響應而出現振動。這個振（zhèn）動能量在（zài）整個係統中傳播，當傳播到輻（fú）射表麵，這個（gè）能量就轉換成壓力波，經空氣再傳出去，即（jí）聲輻射。因此，激發響應、係統內部傳遞及聲輻射這三個步驟（zhòu）就是（shì）振動噪聲、摩擦噪聲（shēng）和（hé）衝擊噪聲的（de）形成過程。

數控銑床的（de）主傳動係統（tǒng）土（tǔ）作時，正是由於齒輪、軸承等（děng）零（líng）部件經過激發響應，並在係統內部傳遞（dì）和輻射而出現了噪聲，且這些部件又由於（yú）出現了異（yì）常（cháng）情況，使激振力加大從而使噪聲（shēng）增大。

（1）齒輪噪（zào）聲分析（xī）。數控銑床的（de）主傳動係統主要是靠齒輪來（lái）完成變（biàn）速和傳動的因此，齒輪的齧合傳動是主要噪聲源之一。

機（jī）床主傳動係統中（zhōng）齒輪在運轉中產生的噪聲主要有：

①齒輪在齧合中，齒與齒之間出現連續衝（chōng）擊而使齒輪在齧合頻率（lǜ）下產生受迫振動並帶來衝擊噪聲。

②因齒（chǐ）輪受到外界激振力的（de）作用而產生齒輪固有頻率的瞬（shùn）態自由振動並帶來噪聲。

③因齒輪與傳動軸及軸承的裝（zhuāng）配出（chū）現偏（piān）心而引起旋轉不平衡慣性力，由此產（chǎn）生了與（yǔ）轉速相一致的低頻振動。隨著軸的旋轉，每轉一次發出一次共鳴噪聲。

④因齒與齒之間的摩擦導致齒輪產生（shēng）的自激振動（dòng）並帶來摩擦噪聲。如果齒麵（miàn）凸凹不平，會引起快速周期性的衝擊噪聲。

（2）軸承噪聲分析。該數控（kòng）銑床（chuáng）的主軸變速（sù）係統共有滾動軸承38個。軸承與軸頸（jǐng）及支承孔的裝配、預緊力（lì）、同心度、潤滑條件以（yǐ）及作用在軸承上負荷的大小、徑向間（jiān）隙（xì）等都對噪聲有很大影（yǐng）響（xiǎng）。鈦浩機械是（shì）以機床頂針（zhēn）、刀柄刀杆、軸加工、CNC數控加工、主軸絲杠、夾頭接杆、非標件加（jiā）工為公司的主打產品，而且軸承本身的製（zhì）造偏（piān）差，在很大（dà）程度上決定了軸承的（de）噪聲。滾動軸承最易產生變形的部位就是其內外環。內外環在外部因素和自身精度（dù）的影響下，有可能產生搖擺振動、軸向振動、徑向振動（dòng）、軸承環本身的（de）徑向振動和軸向彎曲振動。

與齒輪同理，軸承的轉速越高，回轉基（jī）頻就（jiù）越大，噪聲也就隨之增（zēng）大軸承滾動（dòng）體內外環各自的精度如果不高，將成（chéng）為影響軸承噪聲的（de）主要因素滾動體或軸承的內（nèi）外環上凹陷點很多，在頻譜上表現出這些頻率的高次諧波，引起的噪聲（shēng）也就越（yuè）高。

二、主軸噪（zào）聲故障（zhàng）處理

1、齒輪噪聲控製

由於齒輪噪聲的產生是（shì）多因素（sù）引起的，其中有些（xiē）因素是齒（chǐ）輪設計參數決定的（de）針（zhēn）對故障銑床出現的主軸運動係統齒輪噪聲的特點（diǎn），在不改變原設計的基礎上，在原有齒輪上（shàng）進行修理和改（gǎi）進，以減少噪聲。

（1）齒頂修（xiū）緣。由於齒（chǐ）形（xíng）誤差和齒距的影響，在輪齒承載（zǎi）產生了彈性（xìng）變形後，造成齒輪（lún）齧合時瞬時頂撞和衝擊。因（yīn）此，為了減少齒輪在齧合時由於齒頂凹凸而造成的齧合衝擊，可進行齒頂修緣。鈦浩機械是以機（jī）床頂針、刀柄刀杆、軸加工、CNC數控加工、主軸絲杠（gàng）、夾頭接杆、非標件加工為公司的主打產品（pǐn），齒頂修緣的目的是校正（zhèng）齒的（de）彎曲變形和補償齒輪誤差，從而降低齒輪噪聲。修緣量取（qǔ）決於齒距誤差和承載後齒輪的彎曲（qǔ）變形量，以及彎曲方向等。

修（xiū）緣時主（zhǔ）要針對該機（jī）床齧合頻率最高的那幾對齒輪和這些齒輪在模數為3、4、5mm時所（suǒ）采（cǎi）取的不（bú）同修緣量。在修緣（yuán）時一定要（yào）注意修緣量的控製，並采取重複試驗的（de）方法，以免修緣（yuán）量過大而破壞有效的工作齒廓，或修緣量過小起不到（dào）修緣的作用齒形修緣時，可（kě）根據這（zhè）幾對齒（chǐ）輪的具體（tǐ）情況隻修齒頂或（huò）隻（zhī）修齒根，隻有在單獨修齒頂或修（xiū）齒根達不到良好效果時，齒頂和齒根（gēn）才共同修修緣（yuán）量的徑向和軸向值可分（fèn）配給一個齒輪，也可根據情況（kuàng）分配給兩個齒輪。

（2）控製（zhì）齒形誤差（chà）。齒形誤差是由多種因素造成的，觀察（chá）故障銑床傳動係統中的齒輪，發現齒形誤差主（zhǔ）要是在加工過（guò）程中出現的，其次是因長期運行條件不好所致。齒形誤差在齒輪齧合時出現的噪聲比較常見。一般情況下，齒形誤差越（yuè）大出現（xiàn）的噪聲也就越大。對於中凹齒形，輪齒（chǐ）在一次齧合中（zhōng）受到兩次（cì）衝擊，噪聲很大（dà），並且齒形越（yuè）凹噪聲就越大（dà）。因此將齒輪輪齒修形，使之適當（dāng）呈中（zhōng）凸形，以（yǐ）達到降低噪聲的目的。

（3）控製齧合齒輪中心距的改變。齧合齒輪實際中心距的變化將引起（qǐ）壓（yā）力（lì）角的改變，如果齧合齒輪的中心（xīn）距出現周期性變化，那麽也將使壓力角發生周期性變化，噪聲也會周期性增大。對齧合中心距的分析表明，當中心距偏大時噪聲影響並不明顯，而中心距偏小時噪聲（shēng）就明顯增（zēng）大在控製齧合齒輪的中心（xīn）距（jù）時，對齒輪的外徑、傳動軸的變形、傳動軸與齒（chǐ）輪和軸承的配合都應（yīng）控製在理想（xiǎng）狀態。這樣（yàng）可盡可能消除（chú）由於齧合中心（xīn）距的改變而出現的噪聲。

（4）注意（yì）潤滑油對控製噪聲的作用。潤滑油（yóu）在潤滑和冷卻（què）的同時，還起（qǐ）一定的阻尼作用，噪聲隨油量和黏度的增加而變小。若能在（zài）齒麵上維持一（yī）定的油膜（mó）厚度（dù），就能防止齧合齒麵直接接（jiē）觸，可衰減振動能量，從而降（jiàng）低噪（zào）聲，所以用黏度大的油對減少噪聲有（yǒu）利。該故障銑床（chuáng）的主傳動（dòng）係統采用的是飛濺（jiàn）潤滑，而飛（fēi）濺潤滑會增加油的擾動噪聲（shēng）。實際仁齒輪潤滑需油量很少，其主要目的是為了形成壓力油膜，以利於潤滑。實驗證明，齒輪（lún）潤滑以齧入側給油最佳。這樣，既起到了（le）冷卻作用，又在（zài）進入齧合區前，在齒麵上形成了油（yóu）膜。如果（guǒ）能控製濺起的油少量進入齧合區，降噪效果更（gèng）佳。據此，將各個油管重新布置，使潤滑（huá）油（yóu）按理想狀態濺入每對齒（chǐ）輪，以控製由（yóu）於潤（rùn）滑不利而產生的噪聲。

2、軸承噪聲控製

（1）控製內（nèi）外環質量（liàng）。故障銑床的主傳動係統中，所有軸承都是內（nèi）環轉動，外環固定。這（zhè）時內環如出現（xiàn）徑向偏擺就會引（yǐn）起旋轉時的不平衡，從而出現振動噪聲。如果軸承的外環，配合孔形狀和位置公差都不好時，就會出（chū）現徑向（xiàng）擺動，這樣就破（pò）壞了軸承部件的同心度。如（rú）果內環與外（wài）環端麵的側向出現較大跳動，還會導致軸承內環相對於（yú）外環發生歪（wāi）斜。軸承的精度越高（gāo），上述的偏擺量就越小，出現的噪聲也就越小。

除控製軸承內外環幾何形狀偏差外，還應控（kòng）製內外環滾道的波（bō）紋度，降低表麵粗糙度，嚴格（gé）控製在裝配過程中滾道的表麵磕（kē）傷和劃傷，否（fǒu）則不可能（néng）降低軸承的振動噪聲。經觀察發現，滾道的波紋度為密波或疏波時，滾動體在滾動時的接觸點顯然不同，由此引起的振動頻（pín）率相差很大。

（2）控（kòng）製軸承與孔和軸的配合（hé）精度。該故障銑床的主（zhǔ）傳動係統中，軸承與軸和孔的配（pèi）合，應（yīng）保證軸承有必要的徑向（xiàng）間隙。徑向工作間（jiān）隙的最佳數值，是由內（nèi）環在軸上和外環在（zài）孔（kǒng）中的配合，以及在運動狀態下內環和外環所產生的溫差所決（jué）定的。因此軸承中初始間隙（xì）的選擇對控製（zhì）軸承的噪聲具有重（chóng）要意義。過大的徑向（xiàng）間隙會導致低頻部分的噪聲增加（jiā），而較小的徑向（xiàng）間隙又會引起高（gāo）頻部分的噪聲增加，一（yī）般間隙控製在0.01mm時最佳。

外（wài）環在孔中的配合形（xíng）式會影響（xiǎng）噪聲的傳播。較緊的配合會提高傳聲性，從而使噪聲加大。過緊的配合，會迫使滾道變形，從而加大軸承滾道的形狀誤（wù）差，使徑向間隙減小，也導致噪聲的（de）增（zēng）加。軸承外環過鬆的配合同樣會引起較大噪聲。隻有鬆緊適當（dāng）的配合可使軸頸（jǐng）與孔接觸處的油膜對外環振動產（chǎn）生阻尼，從而降低噪聲。另外（wài），配合（hé）部位的（de）形位公（gōng）差和表麵粗糙度，應（yīng）符合所選軸（zhóu）承精度等級的要求。如果軸承很緊地安裝在加工不準確的軸上，那麽軸的誤差就會傳遞給軸承內（nèi）環滾道，並以較高（gāo）的波（bō）紋度形式表（biǎo）現出來，噪聲也就隨之增大。

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