防木屑飞溅的木工用具的设想与举例

施 萌 苗 杰

（西南石油大学机电工程学院, 四川 成都 610500）

1 现有木工加工作业缺陷分析

木材加工现场主要产生片状刨花和铣削木屑，属中型木尘，粒径较大，并以一定的速度飞散到空气中，粉尘如果弹人或飞入人的眼睛，会造成伤害，影响正常操作，木材加工产生的木屑飞溅容易造成冲击伤害[1]；空气中的大量木粉、木屑粉尘会导致呼吸道疾病。现有木制品加工工具很少存在防止木屑飞溅的功能，本文提出了一种对现有木制品加工工具进行功能上的强化与革新防止加工现场木屑四溅对人体造成的危害，并通过一种防止木屑飞溅的木工钻具作为范例进行说明。

木屑本身不具有毒性，但在加工现场，工人很容易将木屑与加工时产生的弥漫在空气中的粉尘吸入肺中，易造成人体不适甚至罹患严重职业病。在木制品加工现场存在以下几种类型的危害

（1）机械危害：机械危害主要包括木料的冲击危害、飞出物的打击性危害等，都是木材加工中比较常见的危害类型。

（2）木屑及粉尘引起的不良生物效应：木材的生物效应可以分为有毒性、过敏性、生物活性等。会引起很多发病症状，比如皮肤过敏、视力损伤、呼吸道黏膜受刺激而发生病变与各种混合症状。木材加工产生大量木粉，木屑粉尘会导致呼吸道疾病，严重的甚至会罹患肺叶纤维化病症，其致病机理可能与水粉尘中有害性可溶物有关。

基于以上原因国家规定，空气中植物性粉尘浓度不能超过10mg/m3。但现实木工作业中，由于木制品加工的特殊性，很难达到国家标准要求。

因此，我们提出了一种改进革新现有各种木制品加工工具的思路，通过边加工边对木屑进行收集，加工完成后把木屑带到室外无风处集中处理，减少木材加工过程中木屑与加工粉尘对人体的伤害。接下来，本文将提到一种防止木屑飞溅的木工钻具作为范例说明对现有木制品加工工具的改进革新方法与思路。

2 改进革新作品举例

在木制品表面钻孔时，通常利用钻具旋转钻进木材量孔，此时钻屑飞溅不仅影响环境，且对人身容易造成损害，影响身体健康。有关统计数据表明：在生产实际中，各类加工车间有20%的除尘装置未能在粉尘控制方面发挥应有的作用[2]

针对木工作业不易在钻具上施力，钻孔方向容易偏斜及钻屑飞溅的问题，介绍该种防止钻屑飞溅的木工钻具，通过抽拉的方式在木制品平面垂直无偏斜钻孔，可防止木屑四处飞溅。

本钻具由手柄，锥齿轮，钻杆，钻头，玻璃罩，锥齿齿条和外壳组成，手柄安装在锥齿齿条右端头，锥齿齿条中部与锥齿轮啮合连接，钻杆穿过锥齿轮固定在锥齿轮中心，钻杆另一端连接钻头；锥齿轮安装在外壳内，锥齿齿条穿过外壳上的外壳孔A，钻杆穿过外壳下方外壳孔B；玻璃罩上方设置略大于外壳下端直径的通孔导轨，玻璃罩下方设置通孔，外壳下端及钻杆安置在玻璃罩上方通孔导轨内，外壳下端在通孔导轨内滑动，钻头正对玻璃罩下方通孔，玻璃罩下表面为毛玻璃，玻璃罩用有机玻璃或钢化玻璃制作。

图1为防止钻屑飞溅的木工钻具整体结构示意图。

图2为木工钻具外壳6结构示意图。

图中：1.手柄，2.锥齿轮，3.钻杆，3-1.钻头，4.玻璃罩，5.锥齿齿条, 6.外壳，6-1.外壳孔A，6-2.外壳孔B。

3 钻具功能与使用方式

钻具功能：（1）通过锥齿齿条与锥齿轮配合，把钻孔的旋转运动转换为通过手柄抽拉齿条水平往复运动，便于使用者施力；（2）通过透过玻璃罩观察标记好的钻孔点与玻璃罩通孔导轨定心保证钻孔过程钻具不歪斜，钻孔过程平稳准确；（3）钻屑收集在玻璃罩内，不会四处飞溅，污染环境。

图1

图2

使用方式：（1）在平面钻孔：在平面上需要钻孔的位置做上记号，把玻璃罩扣在平面上，透过玻璃罩侧面透明玻璃观察使钻头对准记号点。通过一只手按住玻璃罩的方式保证钻孔过程垂直于平面，确保钻孔点不发生移动；另一只手抽拉手柄同时向下施力的方式实现钻孔的旋转运动与垂直钻孔平面方向的运动。通过玻璃罩收集钻屑，防止钻屑四处飞溅。（2）清理钻屑：钻孔完成后，斜置玻璃罩，使木屑集中在玻璃罩下方边侧无通孔处。把外壳从通孔导轨抽出，将木屑从玻璃罩上方通孔倾倒出来。

4 应用价值

我们设计的木工钻具钻孔过程中可以有效地防止木屑飞溅，在钻孔作业结束后，通过把玻璃罩内木屑带到无风处集中处理，有效杜绝了飞溅起的木屑与加工现场的植物性粉尘对人体造成的不良影响，在多次模拟试验中完成了我们预期的功能，整体设计贴近实际。希望通过对该种木工钻具的介绍，抛砖引玉，把本次改进革新的方式在全部种类的木工加工工具中进行普及与推广，制作出更多的附有该类功能的木工加工工具。

结语

我们分析了现有木工加工现场木屑及植物性粉尘对工作人员造成身体健康方面的不良影响，并且以防止木屑飞溅的木工钻具举例，提出了通过改进现有的木工加工用具的方式来减轻甚至消除木屑植物性粉尘对人体造成的不良影响。

希望这种改进革新的思维方式与技术手段可以应用于更多木制品相关加工作业工具上，从而维护木制品加工工作人员的健康。使整个木工制造产业朝向更整洁，更符合标准，更加人性化的方向发展。

[1] 陈瑞霞，于再君，沈洁梅.木工机床粉尘分析与防尘措施研究［J］，林业机械与木工设备，2008. 12，52-54.