数控冲床应用中的噪声控制

周家明

摘要：数控冲床在实际的运行过程中很难避免会产生相应的震动，而震动则又会使得数控冲床发生震动，不利于优良工作环境的营造与工作效率、工作品质的进一步提升，严重时甚至会威胁到相关工作人员的生命健康。在本文中，笔者以数控冲床噪声来源与相关评价内容作为论述切入点，重点指出现场噪声测试、噪声分析等降噪措施，旨在为后续的数控冲床噪声控制工作提供参考思路。

关键词：数控；冲床；应用；噪声控制

1.引言

从结构上述说，数控冲床主要包括主传动系统、进给系统以及导轨等，而在数控系统中心则存在分度工作台、自动回转工作台以及高速动力卡盘等设备部件，由于数控冲床组成结构相对复杂，因此，在设备的实际工作运行过程中，由机械振动而产生的噪声也难以轻易消除。一般情况下，当数控冲床设备运行时发出震动响声音量超过70分贝时，则可认为所产生的声音为噪声。从另一角度分析，噪声也通常被用来作为机械产品生产品质的重要指标，即在一定程度上，噪声反应了机械生产加工产品的设计水平与实际制造情况，在产品的经济价值方面会产生相应的影响。此外，在当前我国生产力持续上升、发展的时代背景下，噪声也开始成为—种严重的污染现象，并受到社会各界的重视与关注。

2.数控冲床噪声的来源及评价分析

如前言内容所示，在数控冲床的运行工作过程中，其系统各成部分、结构等均有可能发出噪声，如，齿轮、轴承、电动机甚至是空气动力噪声等，针对噪声这一工作环境污染现象而言，相关技术人员则可以通过改变相应结构设备的工作特性或者合理利用阻尼材料等措施进行噪声的控制，若相应机械设备在安装完全后，其运转工作所发出的噪声仍旧没有明显改善，此时，工作人员则可以适当利用隔声技术以实现降低机床噪声的目的，具体的隔声方法如下：①将产生噪声的机械设备全部密闭在隔声间内，使声源与操作者隔开；②为数控冲床操作人员提供隔声性能良好隔声间，从而有效降低操作人员工作过程中所遭受的噪声侵扰；③在噪声发出声源与噪声接收者之间设置相应的噪声阻隔屏障，从而有效阻隔噪声的扩散传播。

作为污染工作环境、危害操作人员身体健康的重要因素，噪声的控制与评价也渐渐在实际工作中获得更多的关注。自1961年起，国际化标准组织ISO8235就提出以噪声评价曲线对具体噪声所产生的听觉损伤、语言干扰和室内稳态背景噪声等基本情况进行量化评价，其噪声加曲线图如右图所示。在噪声评价曲线图中，NR值表示噪声评价曲线的号数，即中心率1000Hz的倍频带声压级的分贝数，在日常工作中也常将其成为噪声评价数。

3.噪声的测试系统

一般情况下，在企业的噪声测量工作通常会以声级计作为主要的测量仪器。具体来说，作为数控冲床操作噪声的主要测量仪器，声级计主要是按照一定的频率计权与时间计权来进行噪声声压、声级的具体测量，而在测量过程中，所收集的噪声能够经由传感器完成声信号到电信号的转换，此时，所转换成的电信号则会在放大器的放大作用后输入到衰减器与输入放大器。在输入放大器这一部件的实际工作中，即使是十分微小的信号也能够被相应的放大，而一些较大、与处理系统不配适的信号则能够在衰减器的作用下得到相应的调整与改善，日此依赖，声级计在噪声测量工作中的适用范围也会进一步扩大。计权网络将上述过程所传递的电信号进行频率滤波，使得电信号能够充分地满足计权特性的基本要求。最后，经过综合处理的信号则能够经过输出衰减器与输入放大器被传递至检波器进行下一步的检波处理，再经过交流信号转换为直流信号的过程，从而通过指示器将具体测量的噪声以分贝为单位具体指示出来。相关工作人员的实际噪声测量工作开展之前，应先对背景噪声，也称底噪声进行测量，这是由于本底噪声会对数控冲床工作环境的现场噪声测量工作产生一定程度的影响，并且这种影响也很难排除。其次，在被测噪声源运行时，先测出测点处总噪声声级与频谱，然后才在噪声源停止工作时测量同一测点相应的噪声声级与频谱。最后，对得到的噪声声级与平铺进行相应的修正。当本底噪声与声源噪声之间的分贝值相差10分贝以上，则可忽略本底噪声的影响；当本底噪声与声源噪声之间的分贝值相差3～10分贝，则可以依照本底噪声修正值表格中对应数据对机器噪声值进行一定范围内的修正，具体修正值如表所示；当本底噪声与声源噪声之间的分贝值相差<3分贝时，则具体测量效果则可视为无效。

4.数控冲床噪声分析

相关工作经验表明，数控机床处于开机状态时，其数控冲床的大部分产生噪声的零部件基本上都不工作，在这一状态时，数控机床的整体噪声值也相对较低；而当机床开始正式工作时，机床冲头打击模具，会不断地产生噪声，除此之外，一些零部件也会产生噪声，如电动机、丝杆、齿轮、风扇等，由此可见，处于正常工作状态下的数控冲床设备所产生的噪声值会远大于开机状态下的实际噪声值。同时，也正是由于数控冲床在开机与工作状态下噪声信号的不同，相关测量人员则应该积极转变工作思路，在控制数控机床方面应适当采用整机隔噪与局部隔噪相结合的方式，其中，整机隔噪操作就是通过在机床的四周安装相应的隔噪板来实现降噪效果，对于产生噪声主要来源的数控冲头部件而言，技术人员则可以在数控冲床的冲头部分粘贴阻尼材料。通常情况下，在数控冲床的低频部分所检测出的噪声声值相对较小，且其噪声信号的分布频率主要为中频与高频（200H2以上），所以，相关技术人员要想有效降低数控机床的整体噪声，则可以通过减小中、高频噪声值这—措施来实现。

在数控冲床应用运转过程中所产生的噪声也能够通过提高数控冲床设计加工精度、完善中心校准、优化高速回转件的动平衡以及在使用中加强润滑等措施加以控制，笔者现将主要控制办法列举如下：①电动机：在电动机的设计制造工作中，数控冲床中所采用的电动机应尽量使用低噪声的电动机，并且，相关技术人员还可以在电动机外层加设隔声罩，此时，加设了隔声罩的电动机则一定要具备充分的工作散热条件。②离合器：在数控冲床运行过程中，若技术人员将转键式刚性离合器以摩擦式离合器代替，其运转过程中的撞机噪声至少可以减少5分贝。③齿轮：一般情况下，负荷、压力角、修正系数、材质以及安装制造精度都会影响齿轮噪声，而要想从提高齿轮加工精度方面减少噪声，其控制成本相对较高，因此，在实际工作中，技术人员常采用喷涂阻尼材料的形式减少其震动，相关研究表明，通过这一降噪措施，齿轮噪声可有效降低2-5分贝。④轴承：安装数控冲床轴承时，应严格按照要求进行，其配合间隙要适当，太松会增加噪聲，太紧则有可能增加噪声的传播途径。

5.结语

对于冲床的零部件运动所产生的噪声而言，工作人员可采用整机隔噪的方法，对于机床振动引起的噪声，则可以适当改变数控机床的整体结构，就上述两种降噪方式相比，后者的实际实践需要生产企业投入更多的生产成本，因此，笔者建议，在设备已经购置并安装完成的前提下，其数控冲床降噪措施的应用应首选整机隔噪，其次，对于数控床身的主要噪声来源，即冲头而言，技术人员也可以通过粘贴阻尼材料实现