« Optimisation du contrôle du bruit des engrenages de broche dans le traitement du bruit des broches de machines-outils à commande numérique »
Lors du fonctionnement des machines-outils CNC, le bruit des engrenages de broche est souvent un problème pour les opérateurs et le personnel de maintenance. Afin de réduire efficacement ce bruit et d'améliorer la précision et la stabilité d'usinage de la machine-outil, il est nécessaire d'optimiser en profondeur la méthode de contrôle du bruit des engrenages de broche.
I. Causes du bruit des engrenages de broche dans les machines-outils CNC
Le bruit des engrenages résulte de l'action combinée de plusieurs facteurs. D'une part, l'influence des erreurs de profil et de pas des dents provoque une déformation élastique des dents sous charge, entraînant une collision et un impact instantanés lors de l'engrènement. D'autre part, des erreurs de traitement et de mauvaises conditions d'exploitation à long terme peuvent également entraîner des erreurs de profil des dents, générant du bruit. De plus, les variations de l'entraxe des engrenages engrenés entraînent des variations de l'angle de pression. Si l'entraxe varie périodiquement, le bruit augmente également périodiquement. Une mauvaise utilisation de l'huile de lubrification, comme une lubrification insuffisante ou un bruit parasite excessif, peut également avoir un impact sur le bruit.
Le bruit des engrenages résulte de l'action combinée de plusieurs facteurs. D'une part, l'influence des erreurs de profil et de pas des dents provoque une déformation élastique des dents sous charge, entraînant une collision et un impact instantanés lors de l'engrènement. D'autre part, des erreurs de traitement et de mauvaises conditions d'exploitation à long terme peuvent également entraîner des erreurs de profil des dents, générant du bruit. De plus, les variations de l'entraxe des engrenages engrenés entraînent des variations de l'angle de pression. Si l'entraxe varie périodiquement, le bruit augmente également périodiquement. Une mauvaise utilisation de l'huile de lubrification, comme une lubrification insuffisante ou un bruit parasite excessif, peut également avoir un impact sur le bruit.
II. Méthodes spécifiques d'optimisation du contrôle du bruit des engrenages de broche
Chanfreinage de la garniture
Principe et objectif : Le chanfreinage de la couronne a pour but de corriger la déformation des dents en flexion et de compenser les erreurs d'engrenage, de réduire l'impact de l'engrènement causé par les sommets concaves et convexes des dents lors de l'engrènement des engrenages, et ainsi de réduire le bruit. La quantité de chanfreinage dépend de l'erreur de pas, de la déformation de l'engrenage en flexion après chargement et du sens de flexion.
Stratégie de chanfreinage : Tout d'abord, chanfreiner les paires d'engrenages à fréquence d'engrènement élevée sur les machines-outils défectueuses, et adopter des valeurs de chanfreinage différentes selon les modules (3, 4 et 5 mm). Pendant le chanfreinage, contrôler rigoureusement la valeur de chanfreinage et déterminer la valeur appropriée par de multiples essais afin d'éviter un chanfreinage excessif qui endommage le profil de dent utile, ou un chanfreinage insuffisant qui ne remplit pas son rôle de chanfreinage. Lors du chanfreinage du profil de dent, seule la tête ou le pied de dent peut être réparé(e) selon la situation de l'engrenage. Si la réparation de la tête ou du pied de dent est inefficace, envisager une réparation conjointe de la tête et du pied de dent. Les valeurs radiales et axiales de la valeur de chanfreinage peuvent être attribuées à un ou deux engrenages, selon la situation.
Erreur de profil de dent de contrôle
Analyse des sources d'erreur : les erreurs de profil de dent sont principalement générées lors de l'usinage et, en second lieu, par de mauvaises conditions de fonctionnement à long terme. Les engrenages à profil de dent concave subissent deux impacts lors d'un même engrènement, ce qui génère un bruit important. Plus le profil de dent est concave, plus le bruit est important.
Mesures d'optimisation : Remodeler les dents des engrenages pour les rendre modérément convexes afin de réduire le bruit. Grâce à un usinage et un réglage précis des engrenages, minimiser autant que possible les erreurs de profil des dents et améliorer la précision et la qualité d'engrènement des engrenages.
Contrôler le changement de l'entraxe des engrenages engrenés
Mécanisme de génération de bruit : la variation de l'entraxe réel des engrenages entraîne une modification de l'angle de pression. Si l'entraxe varie périodiquement, l'angle de pression variera également périodiquement, ce qui entraînera une augmentation périodique du bruit.
Méthode de contrôle : Le diamètre extérieur de l'engrenage, la déformation de l'arbre de transmission et l'ajustement entre l'arbre de transmission, l'engrenage et le roulement doivent être parfaitement contrôlés. Lors de l'installation et de la mise au point, respectez scrupuleusement les exigences de conception afin de garantir la stabilité de l'entraxe des engrenages. Grâce à un usinage et un assemblage précis, éliminez le bruit dû aux variations de l'entraxe.
Optimiser l'utilisation de l'huile lubrifiante
Fonction de l'huile lubrifiante : Lors de la lubrification et du refroidissement, l'huile lubrifiante joue également un rôle d'amortissement. Le bruit diminue avec l'augmentation du volume et de la viscosité de l'huile. Le maintien d'une certaine épaisseur du film d'huile à la surface des dents permet d'éviter le contact direct entre les surfaces engrenées, d'atténuer l'énergie vibratoire et de réduire le bruit.
Stratégie d'optimisation : Le choix d'une huile à viscosité élevée est bénéfique pour réduire le bruit, mais il faut veiller à contrôler le bruit parasite causé par la lubrification par barbotage. Réorganiser chaque conduit d'huile de manière à ce que l'huile de lubrification par barbotage pénètre dans chaque paire d'engrenages de la manière la plus optimale possible afin de maîtriser le bruit généré par une lubrification insuffisante. Parallèlement, l'alimentation en huile côté engrenage permet non seulement de refroidir, mais aussi de former un film d'huile à la surface des dents avant leur entrée dans la zone d'engrènement. Une faible quantité d'huile par barbotage dans la zone d'engrènement améliore la réduction du bruit.
Chanfreinage de la garniture
Principe et objectif : Le chanfreinage de la couronne a pour but de corriger la déformation des dents en flexion et de compenser les erreurs d'engrenage, de réduire l'impact de l'engrènement causé par les sommets concaves et convexes des dents lors de l'engrènement des engrenages, et ainsi de réduire le bruit. La quantité de chanfreinage dépend de l'erreur de pas, de la déformation de l'engrenage en flexion après chargement et du sens de flexion.
Stratégie de chanfreinage : Tout d'abord, chanfreiner les paires d'engrenages à fréquence d'engrènement élevée sur les machines-outils défectueuses, et adopter des valeurs de chanfreinage différentes selon les modules (3, 4 et 5 mm). Pendant le chanfreinage, contrôler rigoureusement la valeur de chanfreinage et déterminer la valeur appropriée par de multiples essais afin d'éviter un chanfreinage excessif qui endommage le profil de dent utile, ou un chanfreinage insuffisant qui ne remplit pas son rôle de chanfreinage. Lors du chanfreinage du profil de dent, seule la tête ou le pied de dent peut être réparé(e) selon la situation de l'engrenage. Si la réparation de la tête ou du pied de dent est inefficace, envisager une réparation conjointe de la tête et du pied de dent. Les valeurs radiales et axiales de la valeur de chanfreinage peuvent être attribuées à un ou deux engrenages, selon la situation.
Erreur de profil de dent de contrôle
Analyse des sources d'erreur : les erreurs de profil de dent sont principalement générées lors de l'usinage et, en second lieu, par de mauvaises conditions de fonctionnement à long terme. Les engrenages à profil de dent concave subissent deux impacts lors d'un même engrènement, ce qui génère un bruit important. Plus le profil de dent est concave, plus le bruit est important.
Mesures d'optimisation : Remodeler les dents des engrenages pour les rendre modérément convexes afin de réduire le bruit. Grâce à un usinage et un réglage précis des engrenages, minimiser autant que possible les erreurs de profil des dents et améliorer la précision et la qualité d'engrènement des engrenages.
Contrôler le changement de l'entraxe des engrenages engrenés
Mécanisme de génération de bruit : la variation de l'entraxe réel des engrenages entraîne une modification de l'angle de pression. Si l'entraxe varie périodiquement, l'angle de pression variera également périodiquement, ce qui entraînera une augmentation périodique du bruit.
Méthode de contrôle : Le diamètre extérieur de l'engrenage, la déformation de l'arbre de transmission et l'ajustement entre l'arbre de transmission, l'engrenage et le roulement doivent être parfaitement contrôlés. Lors de l'installation et de la mise au point, respectez scrupuleusement les exigences de conception afin de garantir la stabilité de l'entraxe des engrenages. Grâce à un usinage et un assemblage précis, éliminez le bruit dû aux variations de l'entraxe.
Optimiser l'utilisation de l'huile lubrifiante
Fonction de l'huile lubrifiante : Lors de la lubrification et du refroidissement, l'huile lubrifiante joue également un rôle d'amortissement. Le bruit diminue avec l'augmentation du volume et de la viscosité de l'huile. Le maintien d'une certaine épaisseur du film d'huile à la surface des dents permet d'éviter le contact direct entre les surfaces engrenées, d'atténuer l'énergie vibratoire et de réduire le bruit.
Stratégie d'optimisation : Le choix d'une huile à viscosité élevée est bénéfique pour réduire le bruit, mais il faut veiller à contrôler le bruit parasite causé par la lubrification par barbotage. Réorganiser chaque conduit d'huile de manière à ce que l'huile de lubrification par barbotage pénètre dans chaque paire d'engrenages de la manière la plus optimale possible afin de maîtriser le bruit généré par une lubrification insuffisante. Parallèlement, l'alimentation en huile côté engrenage permet non seulement de refroidir, mais aussi de former un film d'huile à la surface des dents avant leur entrée dans la zone d'engrènement. Une faible quantité d'huile par barbotage dans la zone d'engrènement améliore la réduction du bruit.
III. Précautions à prendre pour la mise en œuvre des mesures d'optimisation
Mesure et analyse précises : avant d'effectuer le chanfreinage du sommet des dents, de contrôler les erreurs de profil des dents et d'ajuster la distance centrale des engrenages engrenés, il est nécessaire de mesurer et d'analyser avec précision les engrenages pour déterminer la situation spécifique et les facteurs d'influence des erreurs afin de formuler des schémas d'optimisation ciblés.
Technologie et équipement professionnels : L'optimisation du contrôle du bruit des engrenages de broche nécessite un soutien technique et un équipement professionnels. Les opérateurs doivent posséder une solide expérience et des connaissances professionnelles, et être capables d'utiliser avec habileté les outils de mesure et les équipements de traitement pour garantir la mise en œuvre précise des mesures d'optimisation.
Entretien et inspection réguliers : Afin de maintenir le bon fonctionnement de l'engrenage de la broche et de réduire le bruit, il est nécessaire d'entretenir et d'inspecter régulièrement la machine-outil. Détecter et traiter rapidement les problèmes tels que l'usure et la déformation des engrenages, et assurer un approvisionnement suffisant et une utilisation raisonnable de l'huile de lubrification.
Amélioration et innovation continues : Avec le développement et les progrès continus de la technologie, nous devons continuellement prêter attention aux nouvelles méthodes et technologies de réduction du bruit, améliorer et innover en permanence les mesures de contrôle du bruit des engrenages de broche et améliorer les performances et la qualité des machines-outils.
Mesure et analyse précises : avant d'effectuer le chanfreinage du sommet des dents, de contrôler les erreurs de profil des dents et d'ajuster la distance centrale des engrenages engrenés, il est nécessaire de mesurer et d'analyser avec précision les engrenages pour déterminer la situation spécifique et les facteurs d'influence des erreurs afin de formuler des schémas d'optimisation ciblés.
Technologie et équipement professionnels : L'optimisation du contrôle du bruit des engrenages de broche nécessite un soutien technique et un équipement professionnels. Les opérateurs doivent posséder une solide expérience et des connaissances professionnelles, et être capables d'utiliser avec habileté les outils de mesure et les équipements de traitement pour garantir la mise en œuvre précise des mesures d'optimisation.
Entretien et inspection réguliers : Afin de maintenir le bon fonctionnement de l'engrenage de la broche et de réduire le bruit, il est nécessaire d'entretenir et d'inspecter régulièrement la machine-outil. Détecter et traiter rapidement les problèmes tels que l'usure et la déformation des engrenages, et assurer un approvisionnement suffisant et une utilisation raisonnable de l'huile de lubrification.
Amélioration et innovation continues : Avec le développement et les progrès continus de la technologie, nous devons continuellement prêter attention aux nouvelles méthodes et technologies de réduction du bruit, améliorer et innover en permanence les mesures de contrôle du bruit des engrenages de broche et améliorer les performances et la qualité des machines-outils.
En conclusion, l'optimisation de la méthode de contrôle du bruit des engrenages de broche des machines-outils CNC permet de réduire efficacement le bruit de ces derniers et d'améliorer la précision et la stabilité d'usinage de la machine-outil. Lors de la mise en œuvre des mesures d'optimisation, divers facteurs doivent être pris en compte de manière approfondie et des méthodes scientifiques et rationnelles doivent être adoptées pour garantir leur efficacité. Parallèlement, nous devons continuellement explorer et innover afin d'offrir un soutien technique plus efficace au développement des machines-outils CNC.