Geräuschentstehung und Geräuschminderung bei Besäumzerspanern

Zusammenfassung

An einer Versuchsfräsmaschinen wurde in einem reflektionsarmen Raum das Geräuschverhalten von Besäumzerspanern im Leerlauf und beim Zerspanen untersucht. Als Versuchswerkzeuge dienten zwei Zerspaner, die aus mehreren Scheiben zusammengesetzt waren, die peripher verdreht werden konnten. An einem der Werkzeuge konnten zusätzlich die Zähne radial verstellt werden. Ein dritter Zerspaner besaß austauschbare Zähne. An diesen Werkzeugen wurde u. a. der Einfluß von Zähnezahl, Zähneordnung und Zahnhöhe auf das Leerlaufgeräusch untersucht. Es zeigte sich, daß für die Schallentstehung im Leerlauf die sogenannten Drehklänge als Folge von mit dem Werkzeuge umlaufenden Druckstörungen und das Rauschen als Folge von Wirbelablösungen maßgebend sind. Ab einer größeren Zähnezahl (16) verschwinden die Drehklänge, und das Geräusch wird nur noch durch das Rauschen bestimmt. Da die Zahnhöhe den Schalldruckpegel stark beeinflußt, sollte sie nur so groß wie für den Spanabfluß notwendig gewählt werden. Die Untersuchung des Schnittgeräusches ergab, daß dieses wesentlich von der Zahneingriffsfrequenz und der anregenden Kraft abhängt. Es erwies sich für eine Pegelminderung als günstig, die Zahnbreite zu unterteilen, und zwar derart, daß mehrere peripher gegeneinander versetzte Zahnreihen mit Zähnen von entsprechend kleineren Zahnbreiten gebildet werden. Eine sekundäre Maßnahme zur Lärmminderung ist die vollständige oder teilweise Kapselung der Maschinen, die hier nur kurz erwähnt wird.

Summary

By means of an elementary milling machine in a soundproof room, the noise generating of hogging units was investigated. Two of the units are composed of several discs, pivoted against one another. One of the tools is provided with radially adjustable teeth. A third hogging unit has exchangeable teeth. Thus, it was possible to investigate the effect of number of teeth, teeth arrangement, and depth of tooth on the idle running noise. It was found that the so-called siren tones and the rustling are dominating. Siren tones are caused by periodical perturbation of pressure rotating with the tool, whereas the rustling arises from separation of vortices. Siren tones disappear from 16 teeth and more, and the rustling remains only. The depth of tooth should be as small as possible, as the depth has an essential effect on the overall sound pressure level. It was found that the cutting noise is influenced by the working frequency and the exciting force. To reach a low level of noise, it turned out to be advantageous to subdivide the width of tooth in this way that several teeth rows peripherally shifted against one another are formed with teeth of correspondingly smaller width of tooth. The sound pressure level can also be reduced by isolating the source of noise with enclosures.