專利名稱：一種回轉(zhuǎn)刀具高速空轉(zhuǎn)噪聲的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種面銑刀、立銑刀等回轉(zhuǎn)刀具在高速空轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲測試方法，屬于
機(jī)械噪聲測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在航空、汽車等制造業(yè)中，銑削是對金屬零部件進(jìn)行加工的主要工藝之一。面銑刀 是一種典型的高效斷續(xù)銑削刀具，與其它類型銑刀相比，具有直徑大、齒數(shù)多等特點(diǎn)。高速 切削是機(jī)械加工的發(fā)展趨勢，高速銑削過程中高線速度獲取的技術(shù)途徑之一是提高主軸轉(zhuǎn) 速，另外就是增大銑刀直徑。無論是主軸轉(zhuǎn)速的提高，還是銑刀直徑的增大，由于容屑槽等 "旋渦"結(jié)構(gòu)使得面銑刀回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生類似"嘯聲"的極大噪聲。據(jù)分析當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速為20000轉(zhuǎn) /分，面銑刀刀盤直徑為100mm時(shí)，產(chǎn)生噪聲的聲壓級可達(dá)100-110dB，嚴(yán)重超出我國2008 年10月實(shí)施的《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3096-2008)中的規(guī)定。如果長期在噪聲超標(biāo)的地點(diǎn) 工作和生活，會(huì)造成人體聽覺性和非聽覺性的生理損傷，甚至導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等疾 病。此外，噪聲還會(huì)影響人們的情緒，分散人們的注意力，使工作效率降低，甚至成為意外事 故的隱患，對操作人員的健康非常不利。因此，對高速面銑刀空轉(zhuǎn)噪聲的研究和測量有著重 要的實(shí)際意義。 目前，噪聲的測量儀器主要以聲級計(jì)為主，為了滿足人們不同的需要，已研究開發(fā) 了各種各樣的聲級計(jì)，如脈沖聲級計(jì)、積分聲級計(jì)、頻譜聲級計(jì)等。由于受機(jī)床體積和重量 的影響銑削噪聲一般只能在普通實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，然而，由于壁面反射、環(huán)境噪聲和機(jī)器本身 噪聲的影響，測試的結(jié)果必須經(jīng)過復(fù)雜的處理，才能夠得出僅由銑刀產(chǎn)生的噪聲，既不方 便，又不準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對面銑刀等回轉(zhuǎn)刀具在高速空轉(zhuǎn)下進(jìn)行噪聲測試時(shí)現(xiàn)有技術(shù)存在的不
足，結(jié)合回轉(zhuǎn)刀具高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的特點(diǎn)，提供一種方便、準(zhǔn)確的回轉(zhuǎn)刀具高速空轉(zhuǎn)噪聲的測試
方法。該方法能夠測量出回轉(zhuǎn)刀具空轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的聲壓級，特別是當(dāng)轉(zhuǎn)速在10000轉(zhuǎn)/
分鐘以上時(shí)，能方便、準(zhǔn)確的測試僅由回轉(zhuǎn)刀具空轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲。 本發(fā)明的回轉(zhuǎn)刀具高速空轉(zhuǎn)噪聲的測試方法，包括以下步驟 (1)將回轉(zhuǎn)刀具裝夾在機(jī)床主軸上，并設(shè)置于機(jī)床中心位置； (2)將回轉(zhuǎn)刀具密封在一個(gè)隔音罩內(nèi)，在隔音罩內(nèi)放置一個(gè)麥克風(fēng)用來接收聲波， 麥克風(fēng)與回轉(zhuǎn)刀具的中心位于同一水平面內(nèi)，麥克風(fēng)與回轉(zhuǎn)刀具中心的徑向距離為回轉(zhuǎn)刀 具半徑的十倍以上以保證在遠(yuǎn)場區(qū)域測量噪聲，將麥克風(fēng)的延長線從隔音罩側(cè)面的引線孔 引出，與外部的聲學(xué)測量儀器(如聲級計(jì)等)連接，最后將該隔音罩固定在機(jī)床工作臺(tái)上；
(3)開動(dòng)機(jī)床，用聲學(xué)測量儀器(如聲級計(jì)等)對回轉(zhuǎn)刀具噪聲進(jìn)行測量，并經(jīng)傅 立葉變換得到噪聲頻譜圖。 本發(fā)明是在隔音罩內(nèi)對回轉(zhuǎn)刀具的高速空轉(zhuǎn)噪聲進(jìn)行測試，與傳統(tǒng)噪聲測試技術(shù)測試結(jié)果不受環(huán)境、機(jī)床類型的影響，能夠準(zhǔn)確、 方便的測出僅由面銑刀高速空轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲聲壓級。該測試方法也可以用于立銑刀、槽銑 刀、鏜刀等回轉(zhuǎn)刀具空轉(zhuǎn)噪聲的測試。


圖1是本發(fā)明的原理示意圖。 圖2是測試得到的面銑刀空轉(zhuǎn)噪聲頻譜圖。 其中1、機(jī)床工作臺(tái)，2、螺栓，3、罩體，4、機(jī)床主軸，5、面銑刀，6、麥克風(fēng)，7、麥克風(fēng) 延長線，8、支架，9、上端蓋。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖以高速空轉(zhuǎn)的面銑刀為例詳細(xì)敘述本發(fā)明的空轉(zhuǎn)噪聲測試方法的 過程。采用德國DMG公司生產(chǎn)的DMU-70V型萬能鏜銑床和肯納公司的100B06RS75SD12DG 型面銑刀，DMU-70V型萬能鏜銑床最高轉(zhuǎn)速為18000rpm， 100B06RS75SD12DG型面銑刀直徑 為IOO線。 (1)制備隔音罩 制備的隔音罩的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該隔音罩由吸音系數(shù)為0. 99、厚度為50mm的 R-l 1型玻璃纖維制成，隔音罩為呈1100mm(長)X900mm(寬)X600mm(高)大小的盒體，包括 上端蓋9、罩體3和前端蓋(圖中未畫出)三部分，上端蓋9設(shè)置在罩體3的上面，兩者可分 離，前端蓋安裝在罩體3的前面。在上端蓋9上設(shè)有小150mm圓孔(略大于機(jī)床主軸4的 外徑，過大將起不到隔音作用)，在罩體3的底面對稱加工有四個(gè)小18mm的螺栓孔，相鄰孔 中心距離為500mm，罩體3的側(cè)面開有一個(gè)引線孔(直徑2mm)，以放置麥克風(fēng)6的延長線。
(2)將上端蓋9套裝在機(jī)床主軸4上，并用膠帶固定住。 (3)將面銑刀5安裝在機(jī)床主軸4上，移動(dòng)機(jī)床工作臺(tái)l，使面銑刀5置于機(jī)床工 作臺(tái)1的中心。 (4)將罩體3用四個(gè)M18的螺栓2固定在機(jī)床工作臺(tái)l上，同時(shí)保證上端蓋9與機(jī) 床工作臺(tái)1的垂直距離為600mm。 (5)調(diào)整機(jī)床工作臺(tái)1的水平位置，使上端蓋9與罩體3的頂面接觸，并用膠帶將 兩者固定住。 (6)將麥克風(fēng)6安裝在置于罩體3內(nèi)的支架8上，麥克風(fēng)延長線7從罩體3側(cè)面的 引線孔引出；調(diào)節(jié)支架8上的伸縮桿，移動(dòng)支架使麥克風(fēng)6與面銑刀5的中心位于同一水平 面內(nèi)，并且兩者的徑向距離為700mm。為了保證在遠(yuǎn)場區(qū)域測量噪聲，麥克風(fēng)6與面銑刀5 中心的徑向距離為其半徑的十倍以上，因此，本發(fā)明將麥克風(fēng)6置于距面銑刀5中心700mm 的水平面內(nèi)。利用TES 1350A型聲級計(jì)測量噪聲。 (7)將前端蓋封閉在罩體3的前面。這樣就使面銑刀5密封在了整個(gè)隔音罩5內(nèi)。
(8)使機(jī)床主軸4在13000rpm的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，采用SA-78雙通道FFT信號(hào)分析儀 記錄面銑刀5空轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲，噪聲為80. 5dB。進(jìn)行傅立葉變換處理得到頻譜圖(如圖2所 示)，其中離散噪聲與寬帶噪聲分別為72. ldB、79. 8dB。 本發(fā)明的方法也可以用于立銑刀、槽銑刀、鏜刀等所有回轉(zhuǎn)刀具空轉(zhuǎn)噪聲的測試。
4也可用于砂輪等磨削回轉(zhuǎn)工具的空轉(zhuǎn)噪聲測試c
權(quán)利要求
一種回轉(zhuǎn)刀具高速空轉(zhuǎn)噪聲的測試方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將回轉(zhuǎn)刀具裝夾在機(jī)床主軸上，并設(shè)置于機(jī)床中心位置；(2)將回轉(zhuǎn)刀具密封在一個(gè)隔音罩內(nèi)，在隔音罩內(nèi)放置一個(gè)麥克風(fēng)用來接收聲波，麥克風(fēng)與回轉(zhuǎn)刀具的中心位于同一水平面內(nèi)，麥克風(fēng)與回轉(zhuǎn)刀具中心的徑向距離為回轉(zhuǎn)刀具半徑的十倍以上以保證在遠(yuǎn)場區(qū)域測量噪聲，將麥克風(fēng)的延長線從隔音罩側(cè)面的引線孔引出，與外部的聲學(xué)測量儀器連接，最后將該隔音罩固定在機(jī)床工作臺(tái)上；(3)開動(dòng)機(jī)床，用聲學(xué)測量儀器對回轉(zhuǎn)刀具噪聲進(jìn)行測量，并經(jīng)傅立葉變換得到噪聲頻譜圖。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種回轉(zhuǎn)刀具高速空轉(zhuǎn)噪聲的測試方法，包括以下步驟(1)將回轉(zhuǎn)刀具裝夾在機(jī)床主軸上，并設(shè)置于機(jī)床中心位置；(2)將回轉(zhuǎn)刀具密封在一個(gè)隔音罩內(nèi)，在隔音罩內(nèi)放置一個(gè)麥克風(fēng)，麥克風(fēng)與回轉(zhuǎn)刀具的中心位于同一水平面內(nèi)，麥克風(fēng)與回轉(zhuǎn)刀具中心的徑向距離為回轉(zhuǎn)刀具半徑的十倍以上，將麥克風(fēng)的延長線從隔音罩側(cè)面的引線孔引出，與外部的聲學(xué)測量儀器連接，最后將該隔音罩固定在機(jī)床工作臺(tái)上；(3)開動(dòng)機(jī)床，用聲學(xué)測量儀器對回轉(zhuǎn)刀具噪聲進(jìn)行測量并經(jīng)傅立葉變換得到噪聲頻譜圖。本發(fā)明是在隔音罩內(nèi)對回轉(zhuǎn)刀具的高速空轉(zhuǎn)噪聲進(jìn)行測試，測試結(jié)果不受環(huán)境、機(jī)床類型的影響，能夠準(zhǔn)確、方便的測出僅由面銑刀高速空轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲聲壓級。
文檔編號(hào)G01H17/00GK101762321SQ20101001181
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者劉戰(zhàn)強(qiáng), 劉魯寧, 吉春輝 申請人:山東大學(xué)