臺式鉆床自動冷卻系統改造的探究

任小明

摘 要：臺式鉆床的鉆頭在生產過程中時常出現過熱的情況，目前實踐中多采用人工冷水物理降溫的方式降低溫度，但該種降溫方式耗費過多人力，不易推廣。本實用新型提供的臺式鉆床自動冷卻設備無需借助第二工作者的力量，可實現全自動廢水、廢屑處理，有利于降低生產成本，提升工作效率。

關鍵詞：臺式鉆床;自動冷卻系統;改造

臺式鉆床溫度過高會影響生產效率，目前實踐中尚未有妥善的解決方法，本實用新型因故提供臺式鉆床冷卻自動系統，旨在提升工作效率，降低生產成本，現做出說明如下。

一、臺式鉆床背景技術介紹

臺式鉆床存在操作便捷等顯著優勢，其本質屬于小型鉆孔加工機床，可在個人工作臺上使用，應用極為便捷。該種小型鉆孔加工機床的電動機能夠幫助主軸實現五種轉速[1]，其變速機構不僅能夠垂直方向移動，還可以圍繞著工作臺圓立柱進行多方向的回轉運動，進而滿足不同的工作要求。臺式鉆床的構造相對來說并不復雜，其變速部分可以用帶輪實現，一般來說轉速比較快，在400r/min以上，這是引起鉆頭過熱的重要因素之一。

二、臺式鉆床溫度升高的因素及存在問題

1、導致臺式鉆床的鉆頭溫度升高的因素有很多，在實踐生產中最為常見的因素主要包含著以下幾種：

（1）選擇的生產材料硬度比較高，在切屑過程中鉆頭會因為反復摩擦而導致溫度提升，引起發熱問題[2]：

（2）鉆頭的鉆孔存在排屑能力低下的問題，過多的廢屑淤積導致鉆頭因為卡屑而出現溫度提升的問題;

（3）在打孔的過程中，可能出現溫度過高的問題，而冷卻水相對來說較為缺乏，降溫環節出現偏差，鉆頭因故出現溫度提升的問題。

2、在實際的生產中，鉆頭溫度過高會產生多種不利后果，鉆頭處于持續性高溫下的最直接后果就是引起鉆頭熔斷、折斷，或者鉆頭燒毀，輕者會延誤生產工期，重者還會導致鉆頭飛濺到工作者身上，嚴重危害工作者的生命健康，引發更大的安全事故[3]。為了提升臺式鉆床生產的安全性，提升工作效率，目前實踐中常采用物理降溫的方式來削弱鉆頭的溫度，即讓工作者在生產的過程中不停地向鉆頭澆灌涼水，以此來避免鉆頭過燙，但該種物理降溫措施存在諸多問題，如下所述：

（1）生產和降溫需要同時進行，意味著降溫、生產需要兩位工作者，一位工作者負責生產，一位工作者負責降溫，一次生產過程需要兩位工作人員同時負責，極大地浪費了人力資源[4];

（2）冷水物理降溫離不開冷水，在冷水灌澆完鉆頭之后，產生的廢水會流向工作臺面或者地面，與生產過程中產生的廢屑相結合，若水與鐵屑相結合，還會導致臺式鉆床運行時出現安全隱患，需要立即停運清潔，因此該種物理降溫方法嚴重影響著生產效率[5]。

因此必須對現有的臺式鉆床溫度過高問題加探究，以解決臺式鉆床鉆頭發熱問題[6]。基于此，下述將提出臺式鉆床降溫改進裝置的設想，希望可以在無第二人介入的情況下實現臺式鉆床鉆頭的自動降溫，以節省生產過程中消耗的人力成本，同時避免在降溫過程中產生更多廢物，轉而提升廢水、鐵屑的處理能力，優化工作效率。

三、臺式鉆床自動冷卻系統實現要素

常規的冷水物理降溫會導致人力資源浪費、污水難處理等問題，在本實用新型中，上述問題皆可避免，臺式鉆床的實際生產效率不會受到鉆頭過熱的影響。

1、本實用新型提供一種全自動的臺鉆簡易冷卻設備，與實踐中常用的冷水物理降溫方法相比，本實用新型的構造較為簡單，且本實用新型為自動冷卻，能夠長時間運轉工作，極大地降低了鉆頭出現損毀的可能性，工作者的效率可因此提高

2、本實用新型無需借助第二工作者的力量進行降溫，工作者只需要增添加工材料并進行工作，因此本實用新型降低了工作中所耗用的人力資源，并且生產過程中所制造的工作廢料會隨著污水流入污水槽之中，最后進入排污坑，不需要工作者進行停機清潔，所以其生產效率不會受到影響。

四、臺式鉆床自動冷卻系統的具體實施方式

本實用新型所提供的臺式鉆床簡易冷卻裝置可以實現長時間工作，降低鉆頭損壞的可能性，避免因鉆頭損壞而更換所導致的額外支出，工作者也無需對廢水、廢屑進行單獨處理，極大地提升了工作者的效率。

一是在現有工作臺的集水槽上打上孔錐上絲扣安裝管接頭;

二制作一個50升容積的水箱，并在水箱上部打孔安裝管接頭與鉆床的工作臺進行連接;

三是在水箱的上部安裝一個小的集水盒，用于接收從鉆床工作臺上回流過來的水，集水盒里放一塊磁鐵作為磁性過濾器來過濾水中的雜質;

四是在水箱的中部安裝小水泵、過濾器、溢流閥、水管等;

五是在水箱的底部打孔安裝截止閥，便于清洗水箱時放出污水;

六是在鉆床的主軸處安裝一個紅外溫控器，用于檢測鉆頭在打孔過程中的溫度，當鉆頭的溫度達到70℃時自動啟動水泵開始供水降溫，這樣可以使冷卻水循環使用。并在可在冷卻水中加上乳化液，還能起到潤滑、防銹、清洗的作用。

五、臺式鉆床自動冷卻系統的優點

1、本實用新型提供的冷卻裝置用料少、材料便宜易得，工作者進行生產時只需要打開閥體，即便長時間連續加工也不會導致鉆頭因溫度過高而出現損壞的現象，這樣不僅極大地降低了鉆頭更換的頻率、節約了生產成本，還充分避免了鉆頭因過熱折斷飛出而威脅工作者生命健康的可能性，提升了臺式鉆床工作的安全性。

2、在加工的過程中，廢屑等垃圾直接被沖到水槽之中，工作者不需要在中途進行停機清潔，節省了時間和人力，提升了工作效率。不僅如此，該冷卻裝置只需要工作者一人操作即可，無需借助第二工作者的力量，其工作效率可提升30%以上，人力成本節約60%左右。

結語

本實用新型提供的臺式鉆床自動冷卻設備可實現全自動廢水、廢屑處理，有利于降低生產成本，提升工作效率，避免安全事故產生，其應用前景極為良好。

參考文獻：

[1]游海濤，羅紅波，董特，施顯陽.分區自適應蟻群算法的多面體數控鉆床加工路徑優化[J].組合機床與自動化加工技術，2021（03）：136-141.

[2]孫治博，史成坤，李瑞豪，潘卓午，張夢森.基于VR的鉆床工程實踐教學輔助系統的探索與研究[J].實驗技術與管理，2020，37（09）：135-138.

[3]谷從余，李振東，劉保.回轉支承孔專用數控鉆的改造設計——基于廢置滾齒機[J].現代制造技術與裝備，2020，56（08）：29-31.

[4]鄒云夫.并聯鉆床的智能調姿方法和示教再現軌跡優化技術的研究[D].電子科技大學，2020.

[5]宋燕，曹蕾.混合現實學習環境下通用技術實驗安全教育探索——以單向臺鉆操作實驗為例[J].中國教育信息化，2020（17）：29-32.

[6]李省委，陳文，胡志超.基于Z4116臺式鉆床的PLC自動化改造及進給設計[J].數字技術與應用，2019，37（01）：11-12.