本科毕业设计面铣削噪声主动控制理论和技术的研究.docx
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本科毕业设计面铣削噪声主动控制理论和技术的研究
1.绪论
1.1课题的背景
1.1.1面铣削简介
铣削是通过旋转多切削刃刀具沿着工件在设定方向进给运动，从而完成金属切削，形成已加工表面[1]。
铣削的方式很多，其中，利用端面刃对工件进行切削称为端铣或者面铣，主要用于铣削平面[1]。
如图1.1所示，为常见的面铣刀。
面铣刀切削时其圆柱面承担主要切削任务，而端面刃承担刮削任务，加工表面粗糙度好，可以采用较高的切削速度，生产效率高。
图1.1面铣刀FaceMills
在铣削平面时采用面铣较为优越。
面铣的最大优点是便于装夹各种刀片。
切削时其圆柱面承担主要切削任务，而端面刃承担刮削任务，加工表面粗糙度好，可以采用较高的切削速度，生产效率高。
当金属零部件进行精密加工时，面铣削是一种非常重要的加工方式。
在航空、汽车、消费品和电子产品等制造业中，当金属零部件需要进行精密加工时，面铣削是一种非常重要的加工方式[2]。
1.1.1高速面铣削技术简介
二十世纪末至本世纪初，面铣削技术进入了以高速面铣削、高效面铣削削为主要技术特征的现代切削技术新阶段。
高速面铣削是高速切削技术应用的主要工艺，其最显著的特点是在高速机床上采用很高的切削速度和可靠刀具对关键零部件进行高效、高精度和高表面质量加工。
高速面铣削以高加工效率、高加工精度和高加工表面质量的独特优势，成为现代铣削技术的重要发展方向。
近年来，高速面铣削技术在工业发达国家获得了快速发展。
主轴转速15000—20000r／min的高性能数控铣床及加工中心的应用相当普遍，主轴转速150000r／min、快速进给速度120m／min的加工中心已经开始应用于生产；金刚石刀具、陶瓷刀具、涂层硬质合金及超细晶粒硬质合金刀具正在不断开发和应用。
高速面铣削加工中心与高速切削刀具的迅速发展，标志着高速面铣削技术已从理论研究进入工业应用阶段[3]。
我国高速面切削技术研究起步于二十世纪八十年代末，1994年中国机床工具工业协会考察了美国和日本等国家高速切削技术研究与应用状况，较系统地介绍了国外高速切削技术和高速机床发展情况，在国内引起普遍关注。
山东大学、北京理工大学、南京航空航天大学、上海交通大学、沈阳理工大学等相继开展相应的研究，取得了一系列研究成果，推动了国内高速切削技术的发展心。
在此期间，我国相继从德国、美国、法国、日本等国家引进了多条较先进的轿车自动生产线，其中应用了较多实用的高速面铣削技术，使我国轿车制造工业得到空前发展[4]。
1.1.2高速面铣削过程中的噪声问题
面铣削加工在高转速条件下极易产生动不平衡，当离心力和动态切削力等周期性载荷引起切削过程中的混合振动时，较大的振动响应直接影响高速面铣削稳定性和加工表面质量。
目前制造业为了不断提高铣削加工的生产效率，通常采用的措施是提高铣削速度和增加面铣刀刀盘直径。
当面铣削的主轴转速为20,000转/分，刀盘直径为约为100mm时，产生噪声的声压级（SPL）就已达100-110dB。
当今用于面铣削铝及其合金的切削速度已达到1,000m/min；2007年6月我国实施的《可转位面铣刀第1部分：
套式面铣刀》（GB/T5342.1-2006）中规定的刀盘直径最高可达500mm[3]。
高速面铣刀是一种典型的高效断续切削刀具，与其它铣刀相比，具有直径大、齿数多等特点，但多个刀齿的安装很难实现动平衡，当转速较高时，离心力和动态切削力共同作用下产生的振动，对高速面铣刀结构安全性和切削稳定性影响较大，同时也可能引起较大的噪声。
因此，随着技术的发展，产生的噪声也将会越来越严重[10]。
1.2研究内容
高速面铣削工艺是一种高速度、不连续的切削过程。
高速面铣削加工中，常常在远低于额定切削速度的工况下就出现的强烈振动，机床极限加工能力受到限制。
高速面铣削颤振的发生导致机床和刀具耗损的加快，同时导致大量噪声的产生。
离心力和动态切削力所产生的冲击和振动是影响铣刀使用寿命、加工质量、生产效率和机床高速切削效能的重要因素。
因此，本文拟对高速面铣刀的动态特性及其减振机理进行探讨，以改善高速切削加工质量，提高加工效率，降低噪声的不利影响。
噪声主动控制技术主要是将声学理论、振动理论、现代控制理论和新材料相结合，形成的噪声主动控制智能结构系统，为噪声控制提供了新的思路。
它是通过一定的工艺措施把检测声源结构振动的传感器、控制噪声赖以产生的结构振动的致动器与结构材料集合在一起，使结构本身具有自动检测噪声、自动控制和吸收噪声功能。
因此，本文通过研究噪声产生的原理、噪声主动控制理论和技术，实现噪声主动控制技术在面铣削加工工艺中的应用。
1.3研究的意义
噪声可以引起人体的多种疾病，可以致人耳聋，可能引起心血管和神经系统疾病，在高噪声车间，噪声使人耳聋的发病率高达50%-60%，高血压和冠心病的发病率比低噪声车间高三倍。
此外，噪声会影响人们的情绪，分散人们的注意力，使工作效率降低，甚至成为意外事故的隐患，对工人健康非常不利。
所以从绿色制造的角度讲，对加工过程噪声的研究具有很大的意义[4]。
为了遵循以人为本的原则，世界各国的听力保护标准都规定了机械设备噪声的允许暴露声级，对噪声的控制十分重视[5]。
我国也对噪声控制提出了相应的标准，噪声控制成为一项硬性指标。
对于工业生产噪声控制范围为：
白天不超过65dB（A），晚上不得超过55dB（A）。
所以噪声控制对于工业生产是非常必要的。
另一方面，振动和噪声限制机械设备性能的提高，严重影响机械设备运行的稳定性和可靠性。
面铣削噪声中含有切削过程的信息，它反映了切削过程的状态，有经验的工人能够凭耳朵听切削时的噪声就可以判断出刀具磨损、刀具崩刃以及其它各种切削过程的异常情况。
噪声与其它信息载体相比较，有其自身的许多优点：
声信号在采集和测量过程中不会影响切削过程，声信号测量系统比较简单，易于在机床上安装而不需要改变机床本身的结构，不需要更多的设备等。
可以说，如果能够利用声信号实现机床切削过程的在线控制，将会对机床的自动化控制产生深远的影响，实用价值很大[2]。
因此，对于面铣削噪声的产生机理的研究及其影响因素、性质与规律的分析，可以为面铣削切削过程的噪声控制提供理论基础，推动面铣削声控技术的研究与发展，并有利于改善切削过程，提高加工质量。
2.高速面铣刀设计标准参数
2.1.面铣刀几何角度
图中，各参数意义如下：
ΦD1——刀具有效直径；
ΦD2——最大直径；
H——刀体高度；
ΦB——镗孔直径；
ΦBC——螺栓定位圆直径；
K——键槽宽度；
LA——主偏角；
RR——径向前角；
AR——轴向前角；
ap——最大切深
2.2高速面铣刀的国家标准
查阅相关国家标准，可以供我们查阅的相关国标有：
（1）B/T5342-1985可转位面铣刀（ISO6462:
1983）
（2）GB/T16459-1996面铣刀寿命试验（ISO8688/1:
1989）
（3）GB/T5342.1-2006可转位面铣刀第1部分:
套式面铣刀
（4）GB/T5342.2-2006可转位面铣刀第2部分:
莫氏锥柄面铣刀
（5）GB/T5342.3-2006可转位面铣刀第3部分:
技术条件
（6）GB/T5342.1-2006可转位面铣刀第1部分:
套式面铣刀
标准的装可转位刀片的面铣刀，带有45°、75°和90°主偏角，其型式如下：
（1）A型：
端键传动，内六角沉头螺钉紧固，直径为：
50mm，80mm和100mm；
（2）B型：
端键传动，互换尺寸按ISO2780的铣刀夹持紧固螺钉，直径为：
80mm，100mm和125mm；
（3）C型：
装在刀杆的互换尺寸按ISO2940-1的带7:
24锥柄的定心刀杆上，直径为：
160mm，200mm，250mm，315mm，400mm和500mm。
注：
直径为160mm的C型铣刀，也可制成端键传动。
3.面铣削噪声源的分析
3.1噪声的基本概念
3..1.1噪声的定义
当弹性介质的某局部区域由于振动而产生扰动，在该局部地区周围的介质就离开平衡位置开始运动，从而压缩临近的介质发生疏密交替的波形，该介质由于具有质量，从而产生一种波向四周扩散，从而形成声波。
当声波传入人耳时，引起鼓膜振动，发出信号传入大脑，从而人就有了声的感觉。
同时，人的耳朵能否感觉到声的存在，还取决于声音的频率及其强度，人能听到声，即可听声的频率范围为20-20000Hz，强度为0-1300.频率低于20Hz的叫次声波，高于20000Hz的声叫超声波，人的耳朵是不能听到次声波和超声波的，噪声属于声音的一种状态，噪声有以下两个特点[6]:
（1）从主观需要上进行判断，一切不希望存在的声音。
（2）从物理现象上进行判断，一切不规则的或是随机的声信号。
3.1.2噪声的基本术语
（1）声强（I）
声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量，单位为w/m
[2]
（2）声压（P）
声压是空气受声波千扰而产生的压力增值，单位为Pa。
声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。
但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系[2]:
I=
（3.1）
式中:
I一一声强，W/m
；一一声压，N/m
；一一空气密度，kg/m
；C一一声速，m/s
（3）声压级
级定义为:
该声音的声压P与基准声压P。
的比值取以10为底的对数再乘以20,记作L
（Bd）。
声压级的数学表达式为[2]:
L
=20lg
（3.2）
式中:
L
一声压级，dB;P一一声压，Pa;P
一一基准声压，P
=2X10
Pa.
3.2噪声主动控制技术的发展
噪声主动控制技术在五十年代初已引起学者们的注意并开展了研究,我国起步较晚,但进展较快,近二十年来,我国对噪声主动控制技术进行了较为系统的研究,取得了可喜的成果,在某些方面还有突破性的进展。
目前噪声主动控制技术还是比较传统，我们主要从的噪声测量技术、无源噪声控制技术、有源噪声控制技术及声学材料的发展等四个方面来综述了噪声控制技术的现状及发展[10]。
3.2.1.噪声测量技术
噪声测量技术是控制技术的重要组成部分,是编制控制设计方案的前提,通过测量来了解噪声源的特性及传播规律,有针对性地采取治理措施。
八十年代以来,计算机和信号处理技术有了很大的发展,从而使噪声测量技术出现了一个崭新的局面。
声强测量技术始于七十年代末,到九十年代已出现了手提式声强测量系统。
这使得过去只能在特定的试验室（例如消声室、混内室、隔声室等）内进行的声学测量,现在可以在一般环境中进行。
声强测量可以在现场快速而准确地进行声源识别,测量声功率。
我国声强测量技术的研究与应用,目前还只局限于少数科研设计单位和大专院校,国产声强测量仪器还未商品化,与发达国家相比差距较大。
随着便携式声强仪的普及和应用,将在更大的范围内取代传统的测量方法,使用领域将更加广泛[13]。
3.2.2噪声主动控制技术
噪声主动控制技术（ANC）在本世纪三十年代就有人提出,但发展缓慢。
直到七十年代,由于计算机和信号处理技术的发展,有源控制才得到了迅速发展。
进入八十年代,对有源控制的原理和方法有了更深入的研究,同时与ANC配套的高恒定功率扬声器、次级声源、换能器以及相关信号处理装置有了很大发展,致使ANC进入了实用阶段,到现在ANC技术发展已经比较完善。
与无源噪声与振动控制技术相比,ANC的优点在于能解决无源控制中难以解决的低频问题,针对性强,装置体积小,灵活方便,可减少被控制对象的结构改动[9]。
噪声主动控制技术是从声场机制、信号处理、空间布阵（采样）理论以及声源的近场控制等各个方面展开,减振控制理论的提出与应用对混响声场的有源控制使得噪声主动控制技术得到了更好的发展。
流体动力学噪声有源控制是使用次级声量级扰动信号的控制方法,得到的是降低噪声的表面结果,其作用的物理机制是源层次的。
3.3面铣削噪声源的种类
3.3.1噪声源定义
1）简单声源
向外辐射噪声的振动物体被称为噪声源。
声源有固体的、液体的或气体的。
为了抑制声源辐射噪声，就要了解噪声源的振动辐射特征，包括声源强度、辐射效率（输入机械功率与输出的声功率之比）、声辐射的频率特性、声源指向性以及声源的辐射阻抗等。
这些特性不仅与声源的结构组成有关，也与声源的激励方式有关。
如空气动力学噪声源中的喷射噪声、涡流噪声、旋转噪声、燃烧噪声等，各有不同的振动结构和辐射特征；而机械噪声源中的电磁、碰撞、摩擦等噪声辐射也各不相同[6]。
尽管物体振动的成因和振动方式不同，向外辐射声波的特性也有不同，全都可以看成是一些简单的有规律振动的合成。
这些有规律的声源称为简单声源，或称声源模型。
（2）单极声源的辐射
单极声源简称单极源或点源，如一个周期地小幅度地膨胀收缩的球体——脉动球，向四周空间均匀地辐射球面波，就把这个脉动球看成一个单极声源。
（3）偶极声源的辐射
偶极声源是由两个相距很近、相位相反的单极声源组成。
一个沿固定轴做往复直线运动的振动球，当其振幅远小于辐射声波波长时，就可以当作一个偶极声源。
设偶极声源的第一个单级声源的强度为Q，两个单源相距为I，Q与I的乘积称为偶极距或偶极声源强度。
显然，偶极声源是有方向性的声源，在极轴上表现出最大的声压，在垂直于极轴并通过声源中心的方向上，由于相位相反的两个声压相互抵消，因而声压为零。
偶极声源与单极声源不同，其声场有明显的方向性，但其声强只有在远场条件下测量才具有实际意义。
偶极声源有很大一部分声压相互抵消，所以其辐射功率不如单极声源强。
（4）四极声源的辐射
四极声源有横向和纵向两种构成形式。
横向四极声源由两个彼此平行的相距很近的偶极声源构成。
其声场由于各单极声源之间的相互干涉，所以计算和表达更为复杂。
其指向图呈四个花瓣状。
纵向四极声源是由两个极性相反、在同一直线上的偶极声源组成。
其指向图与偶极声源相似。
横向的和纵向的四极声源都有近场和远场之分。
声压随距离的变化，四极声源比偶极声源变化更快，近区为
，稍远一些为
，远场为
。
四极声源的低频辐射能力比单极声源和偶极声源更低。
3.3.2面铣削噪声源
在面铣削过程中，噪声可按照空转噪声和铣削噪声大致地分类。
空转噪声（非切削时）是由空气动力学噪声、刀齿周围空气流动激发刀具振动引起的噪声和主轴电机驱动噪声组成的[11]。
铣削噪声是铣削时刀具—工件结构的振动产生的噪声组成的。
1.空载噪声
加工中心在高速运转时的噪声源有齿轮啮合噪声、轴承噪声、电机的电磁噪声和风扇噪声等多种噪声源，每种噪声源都有自己的特征频率[8]。
而加工中心在空载时，由于加工中心的结构精密，传动级低，主要是通过电机的转速来直接控制主轴转速、丝杠转速，从而达到高精度加工，所以的主要噪声来源于气动噪声、电机的电磁噪声和风扇噪声。
（1）气动噪声
气动噪声是指气体以一定的压力和速度流经缝隙时,造成能量损失,这部分能量以振动与噪声的形式消耗掉。
刀具在高速旋转时也会产生气动噪声。
（2）电磁噪声
电磁噪声是由空隙中交换的电磁力相互作用而产生的,电机、变压器、磁致伸缩部件等的噪声属于这一类。
（3）通风噪声
主要由电机风扇发出的。
2.切削噪声
声音都是由于振动产生的，加工中心中的任何运动部件都可能引起振动并造成噪声。
在铣削过程中，加工中心产生的自激振动,金属切削时产生的冲击、挤压是其主要噪声来源。
对于铣削加工中心，其声音的产生可以从以下两个方面研究:
（1）铣削过程中总声音的构成及其影响因素；
（2）纯铣削过程的发声机理及其影响因素。
其中前者包含了加工中心传动系统、电气系统、环境本身噪声等多方面因素，也包括面铣削过程中发出的切削声音;后者指纯铣削声，纯切削声是指切削过程中产生的噪声，它可以分为两部分:
一部分是由于材料变形、破损所产生的声发射（AE）:
另一部分是指切削系统的振动通过刀具、刀架和工件向外辐射的噪声。
本课题研究的主要是可听声范围的切削声信号，即频率为20Hz^2OkHz的声信号。
一般情况下，在声频范围内，材料声发射能量很小，因此纯切削声主要指来自切削系统的振动通过刀具、刀架和工件向外辐射的噪声。
4.面铣削加工中的空载噪声分析
在章节三中简单介绍了面铣削的主要噪声源，我们可以知道空载噪声源主要是气动噪声，电机的电磁噪声以及齿轮传动系统和轴承转动所产生的噪声。
这也就是加工中心的主要噪声源，本章主要对加工中心气动噪声主动控制理论和技术进行研究。
4.1气动噪声
4.1.1气动噪声的定义
气动噪声（空气动力学噪声）是指高速气流、不稳定气流以及由于气流与物体相互作用产生的噪声，称为空气动力学噪声，简称气动噪声。
根据产生机制和特性，气动噪声又可分为涡流噪声、旋转噪声、周期性排气噪声和喷射噪声等[6]。
高速面铣刀的气动噪声主要是由涡流噪声和旋转噪声构成的如图4.1。
图4.1
（1）涡流噪声
气流流经障碍物时，由于空气分子粘滞摩擦力的影响，具有一定速度的气流与障碍物背后相对静止的气体相互作用，就在障碍物下游区形成带有涡流的气流。
这些涡旋不断形成又不断脱落，每一个涡旋中心的压强低于周围介质压强，每当一个涡旋脱落时，湍动气流就会出现一次压强跳变，这些跳变的压强通过四周介质向外传播，并作用于障碍物。
当湍动气流中压强脉动含有可听声成分，且强度足够大时，则辐射出噪声，称为涡流噪声或湍流噪声。
当气体与物体以较高的速度相对运动时就能产生涡流噪声。
高速面铣刀符合这一特征，气动噪声成分中会含有湍流噪声。
（2）旋转噪声
旋转的空气动力机械（如高速面铣刀），旋转时与空气相互作用而连续产生压力脉动，从而辐射出噪声，称为旋转噪声。
以高速面铣刀的刀齿的通过次数为基频的压力谐波，当其压力足够强，且频率在人耳听觉范围内时，则产生旋转噪声[6]。
高速面铣刀会产生旋转噪声，其谐波频率为：
（4.1）
式中，n—面铣刀转速；z--铣刀齿数。
旋转噪声各谐波分量的相对强度，取决于压力脉冲的形状和刀齿宽度。
旋转噪声频率是刀齿通过频率与高次谐波频率的合成。
4.1.2气动噪声的研究
对于加工中心空载气动噪声研空主要是采用气动力学噪声模型。
JohnS.Stewart基于声源理论建立了一个声音模型，可以识别圆周速度的重要性和噪声生成过程中的声源强度。
这是预报切削过程中的噪声早期采用的理论方法之一。
尽管这个模型是基于实验确定的参数，几个重要的理论概念，如空气动力学噪声生成、声源类型以及容屑槽类型的影响等都有探讨。
这个分析假定了噪声的生成主要是由空气动力学方面的原因，比如，认为噪声的生成主要是由于流动的空气经过不连续的（锯齿）的刚体所引起的扰动[6]。
随着刀具的旋转，在它的周边产生了空气流动速度
，其等于刀体边缘的线速度。
流体中的噪声源分为单极子、偶极子和四极子噪声源。
单极子噪声源通常是系统中的流体容积发生变化（增加或减少）引起的，偶极子噪声源通常是介质中的波动力（来自涡流脱落和其它的机械装置）引起的，而四极子噪声源是由流体剪应力引起的并通常与自由湍流有关。
对单极子、偶极子和四极子噪声源来说，辐射的声功率随着其边缘速度的变化而变化。
为了更好的进行研究，我们引入如下实验[15]：
1.实验设置
为了确定单极子、偶极子和四极子噪声源的相对重要性，实施了一系列的实验，通过进行频谱分析识别对总体噪声影响较大的基本频率。
设计这些实验是为了确定作为重要噪声源的刀体振动对空转面铣刀的影响程度。
选择两把具有不同的容屑槽形状、容屑槽体积和刀片几何形状的刀具进行实验，如图4.2所示。
刀具A的直径为0.1m，带有6个主偏角为45度的刀片；刀片B直径为0.1016m，带有6个主偏角为零度的刀片。
刀具A刀具B
图4.2
使用的机床型号为MoriSeikiSVD403。
刀具放置在机床围壁的中心。
机床围壁是光滑的金属表面，可高度反射。
因此，高度吸音的玻璃纤维泡沫材料被用来覆盖机床围壁，以便减少反射和排除外界噪声。
选择0.0889m厚、吸收率为0.99的R-11型玻璃纤维可满足需要。
将一个Bruel和Kjaer4188预分化的、自由场为0.0127m的麦克风放置在围壁内来测试噪声，如图4.3所示。
初步的实验表明，声压级SPL是刀具中心至麦克风的半径距离的函数，但麦克风在垂直和水平方向上不同角度放置时（距离相同）记录的SPL值并没有明显区别。
由此可推断，欲使远场的假设成立，麦克风应该放置在与刀具半径至少10倍的距离的位置上。
所以，在这次实验中，将麦克风放在距刀具水平面中心0.7m远的位置上。
麦克风通过一条12-bit的美国国家仪器公司的PCI-6023E数据采集单元与计算机连接起来。
由于初步的实验同时表明，面铣削中生成的噪声所获取的大部分重要频率都在3000Hz以内，样本输出速率为每秒12,000个样本（是奈奎斯特采样频率的两倍）
图4.3
2.试验计划
为了理解噪声源的不同，并分离由刀体本身引起的空气动力学噪声，采取了三种测量措施：
周围的/常规的机床噪声：
开动机床但主轴不旋转；
主轴噪声（刀具夹具噪声）：
不夹持刀具时夹具旋转，从而确定主轴旋转噪声；
总体空气动力学刀具噪声：
刀具夹持在夹具中，主轴旋转。
刀具旋转速度范围从9,000到13,000rpm，基于记录的麦克风数据，两把刀具的声压值按照各自的速度进行计算。
而且，每种测试条件都重复三次以便消除误差，并计算噪声测量的可靠区间。
3实验获得的观察数据
在所有情况下，总体空气动力学刀具噪声与主轴旋转引起的噪声之间的差别大约是4dB。
然而，为了准确计算空气动力学噪声对刀具本身噪声的贡献，需要进行进一步的频谱分析：
对10种案例的总体噪声和周边噪声的声谱图取总体均值，每个案例包含12,000个样本——一秒为一个区间（分辨率带宽为1Hz）。
数据首先通过一个截止频率为3000Hz的低通过滤器，并且在频谱的计算中使用汉明窗。
两种情况的声谱按照分贝标度来绘制。
刀具本身的空气动力学噪声的重要频率是通过对比两种频谱建立的。
有效声压，即从每种速度的频谱图计算得出的声压值，根据实验所得数据进行分析。
分析频谱可以更好的理解高速面铣刀产生的噪声。
刀具A在13000rpm时的声谱（第一次重复）如图4.4所示。
刀具A和刀具B在所有速度值上的声谱都可以得到。
所有声谱都相对平坦，而且分布在较宽广的频率范围内，是一种典型的随机现象，并与涡流脱落现象的出现相一致。
因此可以假设涡流脱落可能是空转面铣刀的主要声源。
图4.4
声谱同样表明，离散频率是根据旋转频率及其谐波频率确定其频率的（见图4.4）。
然而，当任何一把刀具的转速在9,000-13,000rpm之间变化时，在刀具的固有频率处（对两把刀具来说大约是400—600Hz）并没有出现峰值，这就暗示了这个范围内刀具没有产生共鸣和共振，如果有的话，也仅会在气流的强迫频率处出现。
刀具的谐振频率是是通过使用一个冲击锤模态分析测试来确定的。
用一种具有钢制端部的Kistler9274A2000型冲击锤（在直至10,000Hz的所有频率上进行激发）激发刀具，所引起的振动通过使用一种Kistler8694M1型三维加速计进行测量。
这些信号然后使用一种OROSOR763型信号分析器进行分析，从而找出诸如固有频率、阻尼系数和硬度等等这样的模态参数。
对于实验所得数据进行分析可得到：
周缘速度似乎是离散噪声的来源。
然而，宽谱噪声随着刀具几何尺寸而变化，并且是总体噪声的主要贡献者。
以上实验的结果清楚地表明，面铣刀产生的噪声在本质上主要是单极子和偶极子噪声源。
声谱
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