台式钻床自动冷却系统改造的探究

任小明

摘 要：台式钻床的钻头在生产过程中时常出现过热的情况，目前实践中多采用人工冷水物理降温的方式降低温度，但该种降温方式耗费过多人力，不易推广。本实用新型提供的台式钻床自动冷却设备无需借助第二工作者的力量，可实现全自动废水、废屑处理，有利于降低生产成本，提升工作效率。

关键词：台式钻床;自动冷却系统;改造

台式钻床温度过高会影响生产效率，目前实践中尚未有妥善的解决方法，本实用新型因故提供台式钻床冷却自动系统，旨在提升工作效率，降低生产成本，现做出说明如下。

一、台式钻床背景技术介绍

台式钻床存在操作便捷等显著优势，其本质属于小型钻孔加工机床，可在个人工作台上使用，应用极为便捷。该种小型钻孔加工机床的电动机能够帮助主轴实现五种转速[1]，其变速机构不仅能够垂直方向移动，还可以围绕着工作台圆立柱进行多方向的回转运动，进而满足不同的工作要求。台式钻床的构造相对来说并不复杂，其变速部分可以用带轮实现，一般来说转速比较快，在400r/min以上，这是引起钻头过热的重要因素之一。

二、台式钻床温度升高的因素及存在问题

1、导致台式钻床的钻头温度升高的因素有很多，在实践生产中最为常见的因素主要包含着以下几种：

（1）选择的生产材料硬度比较高，在切屑过程中钻头会因为反复摩擦而导致温度提升，引起发热问题[2]：

（2）钻头的钻孔存在排屑能力低下的问题，过多的废屑淤积导致钻头因为卡屑而出现温度提升的问题;

（3）在打孔的过程中，可能出现温度过高的问题，而冷却水相对来说较为缺乏，降温环节出现偏差，钻头因故出现温度提升的问题。

2、在实际的生产中，钻头温度过高会产生多种不利后果，钻头处于持续性高温下的最直接后果就是引起钻头熔断、折断，或者钻头烧毁，轻者会延误生产工期，重者还会导致钻头飞溅到工作者身上，严重危害工作者的生命健康，引发更大的安全事故[3]。为了提升台式钻床生产的安全性，提升工作效率，目前实践中常采用物理降温的方式来削弱钻头的温度，即让工作者在生产的过程中不停地向钻头浇灌凉水，以此来避免钻头过烫，但该种物理降温措施存在诸多问题，如下所述：

（1）生产和降温需要同时进行，意味着降温、生产需要两位工作者，一位工作者负责生产，一位工作者负责降温，一次生产过程需要两位工作人员同时负责，极大地浪费了人力资源[4];

（2）冷水物理降温离不开冷水，在冷水灌浇完钻头之后，产生的废水会流向工作台面或者地面，与生产过程中产生的废屑相结合，若水与铁屑相结合，还会导致台式钻床运行时出现安全隐患，需要立即停运清洁，因此该种物理降温方法严重影响着生产效率[5]。

因此必须对现有的台式钻床温度过高问题加探究，以解决台式钻床钻头发热问题[6]。基于此，下述将提出台式钻床降温改进装置的设想，希望可以在无第二人介入的情况下实现台式钻床钻头的自动降温，以节省生产过程中消耗的人力成本，同时避免在降温过程中产生更多废物，转而提升废水、铁屑的处理能力，优化工作效率。

三、台式钻床自动冷却系统实现要素

常规的冷水物理降温会导致人力资源浪费、污水难处理等问题，在本实用新型中，上述问题皆可避免，台式钻床的实际生产效率不会受到钻头过热的影响。

1、本实用新型提供一种全自动的台钻简易冷却设备，与实践中常用的冷水物理降温方法相比，本实用新型的构造较为简单，且本实用新型为自动冷却，能够长时间运转工作，极大地降低了钻头出现损毁的可能性，工作者的效率可因此提高

2、本实用新型无需借助第二工作者的力量进行降温，工作者只需要增添加工材料并进行工作，因此本实用新型降低了工作中所耗用的人力资源，并且生产过程中所制造的工作废料会随着污水流入污水槽之中，最后进入排污坑，不需要工作者进行停机清洁，所以其生产效率不会受到影响。

四、台式钻床自动冷却系统的具体实施方式

本实用新型所提供的台式钻床简易冷却装置可以实现长时间工作，降低钻头损坏的可能性，避免因钻头损坏而更换所导致的额外支出，工作者也无需对废水、废屑进行单独处理，极大地提升了工作者的效率。

一是在现有工作台的集水槽上打上孔锥上丝扣安装管接头;

二制作一个50升容积的水箱，并在水箱上部打孔安装管接头与钻床的工作台进行连接;

三是在水箱的上部安装一个小的集水盒，用于接收从钻床工作台上回流过来的水，集水盒里放一块磁铁作为磁性过滤器来过滤水中的杂质;

四是在水箱的中部安装小水泵、过滤器、溢流阀、水管等;

五是在水箱的底部打孔安装截止阀，便于清洗水箱时放出污水;

六是在钻床的主轴处安装一个红外温控器，用于检测钻头在打孔过程中的温度，当钻头的温度达到70℃时自动启动水泵开始供水降温，这样可以使冷却水循环使用。并在可在冷却水中加上乳化液，还能起到润滑、防锈、清洗的作用。

五、台式钻床自动冷却系统的优点

1、本实用新型提供的冷却装置用料少、材料便宜易得，工作者进行生产时只需要打开阀体，即便长时间连续加工也不会导致钻头因温度过高而出现损坏的现象，这样不仅极大地降低了钻头更换的频率、节约了生产成本，还充分避免了钻头因过热折断飞出而威胁工作者生命健康的可能性，提升了台式钻床工作的安全性。

2、在加工的过程中，废屑等垃圾直接被冲到水槽之中，工作者不需要在中途进行停机清洁，节省了时间和人力，提升了工作效率。不仅如此，该冷却装置只需要工作者一人操作即可，无需借助第二工作者的力量，其工作效率可提升30%以上，人力成本節约60%左右。

结语

本实用新型提供的台式钻床自动冷却设备可实现全自动废水、废屑处理，有利于降低生产成本，提升工作效率，避免安全事故产生，其应用前景极为良好。

参考文献：

[1]游海涛，罗红波，董特，施显阳.分区自适应蚁群算法的多面体数控钻床加工路径优化[J].组合机床与自动化加工技术，2021（03）：136-141.

[2]孙治博，史成坤，李瑞豪，潘卓午，张梦森.基于VR的钻床工程实践教学辅助系统的探索与研究[J].实验技术与管理，2020，37（09）：135-138.

[3]谷从余，李振东，刘保.回转支承孔专用数控钻的改造设计——基于废置滚齿机[J].现代制造技术与装备，2020，56（08）：29-31.

[4]邹云夫.并联钻床的智能调姿方法和示教再现轨迹优化技术的研究[D].电子科技大学，2020.

[5]宋燕，曹蕾.混合现实学习环境下通用技术实验安全教育探索——以单向台钻操作实验为例[J].中国教育信息化，2020（17）：29-32.

[6]李省委，陈文，胡志超.基于Z4116台式钻床的PLC自动化改造及进给设计[J].数字技术与应用，2019，37（01）：11-12.