防木屑飛濺的木工用具的設想與舉例

施 萌 苗 杰

（西南石油大學機電工程學院, 四川 成都 610500）

1 現有木工加工作業缺陷分析

木材加工現場主要產生片狀刨花和銑削木屑，屬中型木塵，粒徑較大，并以一定的速度飛散到空氣中，粉塵如果彈人或飛入人的眼睛，會造成傷害，影響正常操作，木材加工產生的木屑飛濺容易造成沖擊傷害[1]；空氣中的大量木粉、木屑粉塵會導致呼吸道疾病。現有木制品加工工具很少存在防止木屑飛濺的功能，本文提出了一種對現有木制品加工工具進行功能上的強化與革新防止加工現場木屑四濺對人體造成的危害，并通過一種防止木屑飛濺的木工鉆具作為范例進行說明。

木屑本身不具有毒性，但在加工現場，工人很容易將木屑與加工時產生的彌漫在空氣中的粉塵吸入肺中，易造成人體不適甚至罹患嚴重職業病。在木制品加工現場存在以下幾種類型的危害

（1）機械危害：機械危害主要包括木料的沖擊危害、飛出物的打擊性危害等，都是木材加工中比較常見的危害類型。

（2）木屑及粉塵引起的不良生物效應：木材的生物效應可以分為有毒性、過敏性、生物活性等。會引起很多發病癥狀，比如皮膚過敏、視力損傷、呼吸道黏膜受刺激而發生病變與各種混合癥狀。木材加工產生大量木粉，木屑粉塵會導致呼吸道疾病，嚴重的甚至會罹患肺葉纖維化病癥，其致病機理可能與水粉塵中有害性可溶物有關。

基于以上原因國家規定，空氣中植物性粉塵濃度不能超過10mg/m3。但現實木工作業中，由于木制品加工的特殊性，很難達到國家標準要求。

因此，我們提出了一種改進革新現有各種木制品加工工具的思路，通過邊加工邊對木屑進行收集，加工完成后把木屑帶到室外無風處集中處理，減少木材加工過程中木屑與加工粉塵對人體的傷害。接下來，本文將提到一種防止木屑飛濺的木工鉆具作為范例說明對現有木制品加工工具的改進革新方法與思路。

2 改進革新作品舉例

在木制品表面鉆孔時，通常利用鉆具旋轉鉆進木材量孔，此時鉆屑飛濺不僅影響環境，且對人身容易造成損害，影響身體健康。有關統計數據表明：在生產實際中，各類加工車間有20%的除塵裝置未能在粉塵控制方面發揮應有的作用[2]

針對木工作業不易在鉆具上施力，鉆孔方向容易偏斜及鉆屑飛濺的問題，介紹該種防止鉆屑飛濺的木工鉆具，通過抽拉的方式在木制品平面垂直無偏斜鉆孔，可防止木屑四處飛濺。

本鉆具由手柄，錐齒輪，鉆桿，鉆頭，玻璃罩，錐齒齒條和外殼組成，手柄安裝在錐齒齒條右端頭，錐齒齒條中部與錐齒輪嚙合連接，鉆桿穿過錐齒輪固定在錐齒輪中心，鉆桿另一端連接鉆頭；錐齒輪安裝在外殼內，錐齒齒條穿過外殼上的外殼孔A，鉆桿穿過外殼下方外殼孔B；玻璃罩上方設置略大于外殼下端直徑的通孔導軌，玻璃罩下方設置通孔，外殼下端及鉆桿安置在玻璃罩上方通孔導軌內，外殼下端在通孔導軌內滑動，鉆頭正對玻璃罩下方通孔，玻璃罩下表面為毛玻璃，玻璃罩用有機玻璃或鋼化玻璃制作。

圖1為防止鉆屑飛濺的木工鉆具整體結構示意圖。

圖2為木工鉆具外殼6結構示意圖。

圖中：1.手柄，2.錐齒輪，3.鉆桿，3-1.鉆頭，4.玻璃罩，5.錐齒齒條, 6.外殼，6-1.外殼孔A，6-2.外殼孔B。

3 鉆具功能與使用方式

鉆具功能：（1）通過錐齒齒條與錐齒輪配合，把鉆孔的旋轉運動轉換為通過手柄抽拉齒條水平往復運動，便于使用者施力；（2）通過透過玻璃罩觀察標記好的鉆孔點與玻璃罩通孔導軌定心保證鉆孔過程鉆具不歪斜，鉆孔過程平穩準確；（3）鉆屑收集在玻璃罩內，不會四處飛濺，污染環境。

圖1

圖2

使用方式：（1）在平面鉆孔：在平面上需要鉆孔的位置做上記號，把玻璃罩扣在平面上，透過玻璃罩側面透明玻璃觀察使鉆頭對準記號點。通過一只手按住玻璃罩的方式保證鉆孔過程垂直于平面，確保鉆孔點不發生移動；另一只手抽拉手柄同時向下施力的方式實現鉆孔的旋轉運動與垂直鉆孔平面方向的運動。通過玻璃罩收集鉆屑，防止鉆屑四處飛濺。（2）清理鉆屑：鉆孔完成后，斜置玻璃罩，使木屑集中在玻璃罩下方邊側無通孔處。把外殼從通孔導軌抽出，將木屑從玻璃罩上方通孔傾倒出來。

4 應用價值

我們設計的木工鉆具鉆孔過程中可以有效地防止木屑飛濺，在鉆孔作業結束后，通過把玻璃罩內木屑帶到無風處集中處理，有效杜絕了飛濺起的木屑與加工現場的植物性粉塵對人體造成的不良影響，在多次模擬試驗中完成了我們預期的功能，整體設計貼近實際。希望通過對該種木工鉆具的介紹，拋磚引玉，把本次改進革新的方式在全部種類的木工加工工具中進行普及與推廣，制作出更多的附有該類功能的木工加工工具。

結語

我們分析了現有木工加工現場木屑及植物性粉塵對工作人員造成身體健康方面的不良影響，并且以防止木屑飛濺的木工鉆具舉例，提出了通過改進現有的木工加工用具的方式來減輕甚至消除木屑植物性粉塵對人體造成的不良影響。

希望這種改進革新的思維方式與技術手段可以應用于更多木制品相關加工作業工具上，從而維護木制品加工工作人員的健康。使整個木工制造產業朝向更整潔，更符合標準，更加人性化的方向發展。

[1] 陳瑞霞，于再君，沈潔梅.木工機床粉塵分析與防塵措施研究［J］，林業機械與木工設備，2008. 12，52-54.