CN111761104A - 一种具有铁屑收集功能的精密数控设备 - Google Patents

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CN111761104A CN202010531194.3A CN202010531194A CN111761104A CN 111761104 A CN111761104 A CN 111761104A CN 202010531194 A CN202010531194 A CN 202010531194A CN 111761104 A CN111761104 A CN 111761104A
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Abstract

本发明涉及一种具有铁屑收集功能的精密数控设备，包括工作台、驱动箱和钻杆，所述工作台水平设置，所述驱动箱位于工作台的上方且与工作台固定连接，所述钻杆竖向设置在驱动箱和工作台之间，所述驱动箱内设有数控系统，所述驱动箱的底部设有辅助机构和散热机构，所述辅助机构包括升降环、两个辅助组件和三个气缸，所述辅助组件包括转动管、固定管、电磁铁、收集槽、挡板、转动单元和两个塑料盘，所述散热机构包括两个散热组件，所述散热组件与固定管一一对应且设置在固定管内，该具有铁屑收集功能的精密数控设备通过辅助机构实现了收集碎屑的功能，不仅如此，还通过散热机构实现了钻杆散热的功能。

Description

一种具有铁屑收集功能的精密数控设备
技术领域
本发明涉及精密数控设备领域，特别涉及一种具有铁屑收集功能的精密数控设备。
背景技术
数控立式钻床是精密数控设备的一种，其在普通立式钻床的基础上发展起来的，可以完成钻、扩、铰、攻丝等多道工序，适用于孔间距离有一定精度要求的零件的中、小批量生产。
现有的数控立式钻床在对铁质工件进行钻孔时，会产生大量的高温铁屑，铁屑不仅会降低加工环境的整洁性，还易飞溅伤人，降低了实用性，不仅如此，钻孔期间，钻杆会产生大量的热量，而热量会缩短钻杆的使用寿命，而且，工件和钻杆受热膨胀会改变钻孔尺寸，降低钻孔的精确度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有铁屑收集功能的精密数控设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有铁屑收集功能的精密数控设备，包括工作台、驱动箱和钻杆，所述工作台水平设置，所述驱动箱位于工作台的上方且与工作台固定连接，所述钻杆竖向设置在驱动箱和工作台之间，所述驱动箱内设有数控系统，所述驱动箱的底部设有辅助机构和散热机构；
所述辅助机构包括升降环、两个辅助组件和三个气缸，所述升降环与钻杆同轴设置，所述钻杆位于升降环之间，所述钻杆与升降环的内壁之间设有间隙，所述气缸以钻杆的轴线为中心轴线均匀分布，所述气缸固定在驱动箱的底部，所述气杆驱动升降环沿着钻杆的轴向移动，所述升降环上设有辅助孔，所述辅助孔以钻杆的轴线为中心周向均匀分布，所述辅助组件与辅助孔一一对应且设置在辅助孔内；
所述辅助组件包括转动管、固定管、电磁铁、收集槽、挡板、转动单元和两个塑料盘，所述转动管与钻杆平行，所述固定管和塑料盘均与转动管同轴设置，所述固定管穿过转动管，所述固定管与转动管的内壁滑动且密封连接，两个塑料盘分别设置在固定管内的两端，所述塑料盘与固定管的内壁密封且固定连接，所述固定管与升降环固定连接，所述电磁铁位于固定管轴线的靠近钻杆的一侧，所述电磁铁与固定管中端的内壁固定连接，所述转动管上设有至少两个通孔，所述通孔以固定管的轴线为中心轴线均匀分布在转动管的中端，所述收集槽的形状为长方体，所述收集槽的顶部设有开口，所述收集槽固定在升降环的外壁且位于辅助孔的远离驱动箱的一侧，所述挡板与钻杆平行，所述挡板位于转动管的远离钻杆的一侧，所述挡板的底部固定在收集槽内的底部且与转动管正对设置，所述固定管的制作材料为铁，所述转动管的制作材料为铜，所述转动单元与转动管传动连接；
所述散热机构包括两个散热组件，所述散热组件与固定管一一对应且设置在固定管内；
所述散热组件包括气管、扇叶、第一轴承、传动轴、散热孔和传动单元，所述气管设置在收集槽的底部且位于钻杆和挡板之间，所述气管的一端与收集槽内的底部连通且与挡板的靠近钻杆的一侧抵靠，所述气管的另一端朝靠近钻杆的轴线方向设置，所述气管内安装有滤网，所述散热孔设置在固定管的远离钻杆的一侧，所述扇叶设置在散热孔内，所述传动轴的轴线与钻杆的轴线垂直且相交，所述扇叶安装在传动轴的远离钻杆的一端，所述第一轴承的内圈安装在传动轴的中端，所述第一轴承的外圈与固定管固定连接，靠近驱动箱的塑料盘上设有圆孔，所述圆孔与固定管连通，所述传动轴的靠近钻杆的一端与转动单元连接。
作为优选，为了驱动转动管转动，所述转动单元包括驱动电机、驱动轴和第二轴承，两个塑料盘上均设有连接孔，所述驱动轴与固定管同轴设置且依次穿过两个连接孔，所述驱动轴与连接孔的内壁滑动且密封连接，所述驱动电机固定在驱动轴的一端，所述第二轴承的内圈安装在驱动轴的另一端，所述第二轴承的外圈和驱动电机均固定在辅助孔的内壁上，所述转动管与驱动轴固定连接。
作为优选，为了提高驱动电机的驱动力，所述驱动电机为伺服电机。
作为优选，为了减小驱动轴与连接孔内壁之间的间隙，所述连接孔的内壁上涂有密封脂。
作为优选，为了便于驱动轴的安装，所述驱动轴的两端均设有倒角。
作为优选，为了实现传动轴的转动，所述传动单元包括驱动锥齿轮和从动锥齿轮，所述驱动锥齿轮安装在驱动轴上，所述从动锥齿轮安装在传动轴上，所述驱动锥齿轮与从动锥齿轮啮合。
作为优选，为了提高扇叶的转速，所述驱动锥齿轮的齿数大于从动锥齿轮的齿数。
作为优选，为了减小驱动锥齿轮与从动锥齿轮之间的摩擦力，所述驱动锥齿轮上涂有润滑油。
作为优选，为了便于碎屑掉落至收集槽内，所述挡板的竖向截面形状为直角梯形，所述挡板的直角梯形截面的斜腰所在的面朝靠近钻杆轴线方向设置，所述挡板的直角梯形截面的上底所在的面固定在收集槽内的底部。
作为优选，为了延长升降环的使用寿命，所述升降环上设有防腐镀锌层。
本发明的有益效果是，该具有铁屑收集功能的精密数控设备通过辅助机构实现了收集碎屑的功能，与现有的辅助机构相比，该辅助机构通过挡板还可以改变从通孔排出空气的流向，从而提高气管中的空气流速，实用性更强，不仅如此，还通过散热机构实现了钻杆散热的功能，与现有的散热机构相比，该散热机构通过空气的流动还可以便于通孔中铁屑的排出，铁屑收集效果更好，实用性更强。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有铁屑收集功能的精密数控设备的结构示意图；
图2是本发明的具有铁屑收集功能的精密数控设备的辅助机构的结构示意图；
图3是图2的A部放大图；
图4是本发明的具有铁屑收集功能的精密数控设备的转动单元的结构示意图；
图中：1.工作台，2.驱动箱，3.钻杆，4.升降环，5.气缸，6.转动管，7.固定管，8.电磁铁，9.收集槽，10.挡板，11.塑料盘，12.气管，13.扇叶，14.第一轴承，15.传动轴，16.滤网，17.驱动电机，18.驱动轴，19.第二轴承，20.驱动锥齿轮，21.从动锥齿轮。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-2所示，一种具有铁屑收集功能的精密数控设备，包括工作台1、驱动箱2和钻杆3，所述工作台1水平设置，所述驱动箱2位于工作台1的上方且与工作台1固定连接，所述钻杆3竖向设置在驱动箱2和工作台1之间，所述驱动箱2内设有数控系统，所述驱动箱2的底部设有辅助机构和散热机构；
所述辅助机构包括升降环4、两个辅助组件和三个气缸5，所述升降环4与钻杆3同轴设置，所述钻杆3位于升降环4之间，所述钻杆3与升降环4的内壁之间设有间隙，所述气缸5以钻杆3的轴线为中心轴线均匀分布，所述气缸5固定在驱动箱2的底部，所述气杆驱动升降环4沿着钻杆3的轴向移动，所述升降环4上设有辅助孔，所述辅助孔以钻杆3的轴线为中心周向均匀分布，所述辅助组件与辅助孔一一对应且设置在辅助孔内；
所述辅助组件包括转动管6、固定管7、电磁铁8、收集槽9、挡板10、转动单元和两个塑料盘11，所述转动管6与钻杆3平行，所述固定管7和塑料盘11均与转动管6同轴设置，所述固定管7穿过转动管6，所述固定管7与转动管6的内壁滑动且密封连接，两个塑料盘11分别设置在固定管7内的两端，所述塑料盘11与固定管7的内壁密封且固定连接，所述固定管7与升降环4固定连接，所述电磁铁8位于固定管7轴线的靠近钻杆3的一侧，所述电磁铁8与固定管7中端的内壁固定连接，所述转动管6上设有至少两个通孔，所述通孔以固定管7的轴线为中心轴线均匀分布在转动管6的中端，所述收集槽9的形状为长方体，所述收集槽9的顶部设有开口，所述收集槽9固定在升降环4的外壁且位于辅助孔的远离驱动箱2的一侧，所述挡板10与钻杆3平行，所述挡板10位于转动管6的远离钻杆3的一侧，所述挡板10的底部固定在收集槽9内的底部且与转动管6正对设置，所述固定管7的制作材料为铁，所述转动管6的制作材料为铜，所述转动单元与转动管6传动连接；
将铁质工件放置在工作台1上，通过数控系统使钻杆3转动并向着靠近工件方向移动，从而可以实现钻孔，并且，钻孔期间，通过气缸5启动，使气缸5推动升降环4移动至工件上，通过电磁铁8通电，可以使电磁铁8对钻孔产生的铁屑具有一定的吸附力，同时，铁质的固定管7通过电磁铁8的磁化，可以对铁屑产生吸附力，而铜质的转动管6无法被磁化，从而使铁屑移动至通孔内，通过转动单元使转动管6的转动，从而使通孔内的铁屑转动，当通孔内的铁屑转动至固定管7的远离钻杆3的一侧时，因铁屑与电磁铁8之间的距离增大，从而使电磁铁8对铁屑的吸附作用力减小，同时，转动管6的转动使铁屑受到离心力，并且，位于固定管7的远离钻杆3一侧的铁屑受到的离心力大于电磁铁8对铁屑的吸附作用力，从而使铁屑向着远离固定管7方向移动，并撞击到挡板10上，从而使挡板10上掉落至收集槽9内，实现了收集铁屑的功能。
如图3所示，所述散热机构包括两个散热组件，所述散热组件与固定管7一一对应且设置在固定管7内；
所述散热组件包括气管12、扇叶13、第一轴承14、传动轴15、散热孔和传动单元，所述气管12设置在收集槽9的底部且位于钻杆3和挡板10之间，所述气管12的一端与收集槽9内的底部连通且与挡板10的靠近钻杆3的一侧抵靠，所述气管12的另一端朝靠近钻杆3的轴线方向设置，所述气管12内安装有滤网16，所述散热孔设置在固定管7的远离钻杆3的一侧，所述扇叶13设置在散热孔内，所述传动轴15的轴线与钻杆3的轴线垂直且相交，所述扇叶13安装在传动轴15的远离钻杆3的一端，所述第一轴承14的内圈安装在传动轴15的中端，所述第一轴承14的外圈与固定管7固定连接，靠近驱动箱2的塑料盘11上设有圆孔，所述圆孔与固定管7连通，所述传动轴15的靠近钻杆3的一端与转动单元连接。
钻孔期间，转动单元通过传动单元带动传动轴15在第一轴承14的支撑作用下转动，传动轴15的转动带动扇叶13转动，当通孔与散热孔连通时，通过扇叶13的转动可以使固定管7内的空气依次从散热孔和通孔排出，而固定管7外部的空气则从圆孔输送至固定管7内，在气流的作用下，可以便于铁屑从通孔排出，提升了铁屑收集效果，同时通过挡板10可以便于从通孔排出的空气向着靠近气管12方向移动，并从气管12的靠近收集槽9的一端输送至气管12内，随后在从气管12的靠近钻杆3的一端排出，期间，通过滤网16可以实现对铁屑的截留，同时，通过空气从气管12排出，可以提高钻杆3附近空气的流动速度，通过空气的流动可以提升钻杆3散热效果。
如图4所示，所述转动单元包括驱动电机17、驱动轴18和第二轴承19，两个塑料盘11上均设有连接孔，所述驱动轴18与固定管7同轴设置且依次穿过两个连接孔，所述驱动轴18与连接孔的内壁滑动且密封连接，所述驱动电机17固定在驱动轴18的一端，所述第二轴承19的内圈安装在驱动轴18的另一端，所述第二轴承19的外圈和驱动电机17均固定在辅助孔的内壁上，所述转动管6与驱动轴18固定连接。
驱动电机17启动，使驱动轴18在第二轴承19的支撑作用下转动，驱动轴18的转动带动转动管6转动。
作为优选，为了提高驱动电机17的驱动力，所述驱动电机17为伺服电机。
伺服电机具有过载能力强的特点，从而可以提高驱动电机17的驱动力。
作为优选，为了减小驱动轴18与连接孔内壁之间的间隙，所述连接孔的内壁上涂有密封脂。
密封脂的作用是减小驱动轴18与连接孔内壁之间的间隙，提高了密封性。
作为优选，为了便于驱动轴18的安装，所述驱动轴18的两端均设有倒角。
倒角的作用是减小驱动轴18穿过连接孔时的口径，起到了便于安装的效果。
作为优选，为了实现传动轴15的转动，所述传动单元包括驱动锥齿轮20和从动锥齿轮21，所述驱动锥齿轮20安装在驱动轴18上，所述从动锥齿轮21安装在传动轴15上，所述驱动锥齿轮20与从动锥齿轮21啮合。
驱动轴18的转动带动驱动锥齿轮20转动，驱动锥齿轮20的转动通过从动锥齿轮21带动传动轴15在第一轴承14的支撑作用下转动。
作为优选，为了提高扇叶13的转速，所述驱动锥齿轮20的齿数大于从动锥齿轮21的齿数。
齿轮传动中，齿数与转速成反比，从而可以提高从动锥齿轮21的转速，即提高了扇叶13的转动，通过提高扇叶13的转速，可以提高空气流动速度，进而可以提升钻杆3散热效果。
作为优选，为了减小驱动锥齿轮20与从动锥齿轮21之间的摩擦力，所述驱动锥齿轮20上涂有润滑油。
润滑油的作用是减小驱动锥齿轮20与从动锥齿轮21之间的摩擦力，提高了驱动锥齿轮20带动从动锥齿轮21转动的流畅性。
作为优选，为了便于铁屑掉落至收集槽9内，所述挡板10的竖向截面形状为直角梯形，所述挡板10的直角梯形截面的斜腰所在的面朝靠近钻杆3轴线方向设置，所述挡板10的直角梯形截面的上底所在的面固定在收集槽9内的底部。
通过挡板10的直角梯形截面的斜腰所在的面，可以使作用到挡板10上的空气和碎屑受到向着靠近收集槽9的作用力，进而可以提升铁屑收集效果，同时，当空气作用到收集槽9内的底部时，通过挡板10挡住空气流动方向，可以使空气向着靠近气管12方向流动，进而可以提高气管12内空气的流速。
作为优选，为了延长升降环4的使用寿命，所述升降环4上设有防腐镀锌层。
防腐镀锌层的作用是提升升降环4的防锈能力，延长升降环4的使用寿命。
将铁质工件放置在工作台1上，通过数控系统使钻杆3转动并向着靠近工件方向移动，从而可以实现钻孔，并且，钻孔期间，通过气缸5启动，使气缸5推动气管12移动至工件上，通过电磁铁8通电，可以使电磁铁8对钻孔产生的铁屑具有一定的吸附力，同时，铁质的固定管7通过电磁铁8的磁化，可以对铁屑产生吸附力，而铜质的转动管6无法被磁化，从而使铁屑移动至通孔内，通过驱动电机17启动，使驱动轴18在第二轴承19的支撑作用下转动，驱动轴18的转动带动转动管6转动，从而使通孔内的铁屑转动，当通孔内的铁屑转动至固定管7的远离钻杆3的一侧时，因铁屑与电磁铁8之间的距离增大，从而使电磁铁8对铁屑的吸附作用力减小，同时，转动管6的转动使铁屑受到离心力，并且，位于固定管7的远离钻杆3一侧的铁屑受到的离心力大于电磁铁8对铁屑的吸附作用力，从而使铁屑向着远离固定管7方向移动，并撞击到挡板10上，从而使挡板10上掉落至收集槽9内，实现了收集铁屑的功能，并且，驱动轴18的转动带动驱动锥齿轮20转动，驱动锥齿轮20的转动通过从动锥齿轮21带动传动轴15在第一轴承14的支撑作用下转动，传动轴15的转动带动扇叶13转动，当通孔与散热孔连通时，通过扇叶13的转动可以使固定管7内的空气依次从散热孔和通孔排出，而固定管7外部的空气则从圆孔输送至固定管7内，在气流的作用下，可以便于铁屑从通孔排出，提升了铁屑收集效果，同时通过挡板10可以便于从通孔排出的空气向着靠近气管12方向移动，并从气管12的靠近收集槽9的一端输送至气管12内，随后在从气管12的靠近钻杆3的一端排出，期间，通过滤网16可以实现对铁屑的截留，同时，通过空气从气管12排出，可以提高钻杆3附近空气的流动速度，通过空气的流动可以提升钻杆3散热效果。
与现有技术相比，该具有铁屑收集功能的精密数控设备通过辅助机构实现了收集碎屑的功能，与现有的辅助机构相比，该辅助机构通过挡板10还可以改变从通孔排出空气的流向，从而提高气管12中的空气流速，实用性更强，不仅如此，还通过散热机构实现了钻杆3散热的功能，与现有的散热机构相比，该散热机构通过空气的流动还可以便于通孔中铁屑的排出，铁屑收集效果更好，实用性更强。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种具有铁屑收集功能的精密数控设备，包括工作台(1)、驱动箱(2)和钻杆(3)，所述工作台(1)水平设置，所述驱动箱(2)位于工作台(1)的上方且与工作台(1)固定连接，所述钻杆(3)竖向设置在驱动箱(2)和工作台(1)之间，所述驱动箱(2)内设有数控系统，其特征在于，所述驱动箱(2)的底部设有辅助机构和散热机构；
所述辅助机构包括升降环(4)、两个辅助组件和三个气缸(5)，所述升降环(4)与钻杆(3)同轴设置，所述钻杆(3)位于升降环(4)之间，所述钻杆(3)与升降环(4)的内壁之间设有间隙，所述气缸(5)以钻杆(3)的轴线为中心轴线均匀分布，所述气缸(5)固定在驱动箱(2)的底部，所述气杆驱动升降环(4)沿着钻杆(3)的轴向移动，所述升降环(4)上设有辅助孔，所述辅助孔以钻杆(3)的轴线为中心周向均匀分布，所述辅助组件与辅助孔一一对应且设置在辅助孔内；
所述辅助组件包括转动管(6)、固定管(7)、电磁铁(8)、收集槽(9)、挡板(10)、转动单元和两个塑料盘(11)，所述转动管(6)与钻杆(3)平行，所述固定管(7)和塑料盘(11)均与转动管(6)同轴设置，所述固定管(7)穿过转动管(6)，所述固定管(7)与转动管(6)的内壁滑动且密封连接，两个塑料盘(11)分别设置在固定管(7)内的两端，所述塑料盘(11)与固定管(7)的内壁密封且固定连接，所述固定管(7)与升降环(4)固定连接，所述电磁铁(8)位于固定管(7)轴线的靠近钻杆(3)的一侧，所述电磁铁(8)与固定管(7)中端的内壁固定连接，所述转动管(6)上设有至少两个通孔，所述通孔以固定管(7)的轴线为中心轴线均匀分布在转动管(6)的中端，所述收集槽(9)的形状为长方体，所述收集槽(9)的顶部设有开口，所述收集槽(9)固定在升降环(4)的外壁且位于辅助孔的远离驱动箱(2)的一侧，所述挡板(10)与钻杆(3)平行，所述挡板(10)位于转动管(6)的远离钻杆(3)的一侧，所述挡板(10)的底部固定在收集槽(9)内的底部且与转动管(6)正对设置，所述固定管(7)的制作材料为铁，所述转动管(6)的制作材料为铜，所述转动单元与转动管(6)传动连接；
所述散热机构包括两个散热组件，所述散热组件与固定管(7)一一对应且设置在固定管(7)内；
所述散热组件包括气管(12)、扇叶(13)、第一轴承(14)、传动轴(15)、散热孔和传动单元，所述气管(12)设置在收集槽(9)的底部且位于钻杆(3)和挡板(10)之间，所述气管(12)的一端与收集槽(9)内的底部连通且与挡板(10)的靠近钻杆(3)的一侧抵靠，所述气管(12)的另一端朝靠近钻杆(3)的轴线方向设置，所述气管(12)内安装有滤网(16)，所述散热孔设置在固定管(7)的远离钻杆(3)的一侧，所述扇叶(13)设置在散热孔内，所述传动轴(15)的轴线与钻杆(3)的轴线垂直且相交，所述扇叶(13)安装在传动轴(15)的远离钻杆(3)的一端，所述第一轴承(14)的内圈安装在传动轴(15)的中端，所述第一轴承(14)的外圈与固定管(7)固定连接，靠近驱动箱(2)的塑料盘(11)上设有圆孔，所述圆孔与固定管(7)连通，所述传动轴(15)的靠近钻杆(3)的一端与转动单元连接。
2.如权利要求1所述的具有铁屑收集功能的精密数控设备，其特征在于，所述转动单元包括驱动电机(17)、驱动轴(18)和第二轴承(19)，两个塑料盘(11)上均设有连接孔，所述驱动轴(18)与固定管(7)同轴设置且依次穿过两个连接孔，所述驱动轴(18)与连接孔的内壁滑动且密封连接，所述驱动电机(17)固定在驱动轴(18)的一端，所述第二轴承(19)的内圈安装在驱动轴(18)的另一端，所述第二轴承(19)的外圈和驱动电机(17)均固定在辅助孔的内壁上，所述转动管(6)与驱动轴(18)固定连接。
3.如权利要求2所述的具有铁屑收集功能的精密数控设备，其特征在于，所述驱动电机(17)为伺服电机。
4.如权利要求2所述的具有铁屑收集功能的精密数控设备，其特征在于，所述连接孔的内壁上涂有密封脂。
5.如权利要求2所述的具有铁屑收集功能的精密数控设备，其特征在于，所述驱动轴(18)的两端均设有倒角。
6.如权利要求2所述的具有铁屑收集功能的精密数控设备，其特征在于，所述传动单元包括驱动锥齿轮(20)和从动锥齿轮(21)，所述驱动锥齿轮(20)安装在驱动轴(18)上，所述从动锥齿轮(21)安装在传动轴(15)上，所述驱动锥齿轮(20)与从动锥齿轮(21)啮合。
7.如权利要求6所述的具有铁屑收集功能的精密数控设备，其特征在于，所述驱动锥齿轮(20)的齿数大于从动锥齿轮(21)的齿数。
8.如权利要求6所述的具有铁屑收集功能的精密数控设备，其特征在于，所述驱动锥齿轮(20)上涂有润滑油。
9.如权利要求1所述的具有铁屑收集功能的精密数控设备，其特征在于，所述挡板(10)的竖向截面形状为直角梯形，所述挡板(10)的直角梯形截面的斜腰所在的面朝靠近钻杆(3)轴线方向设置，所述挡板(10)的直角梯形截面的上底所在的面固定在收集槽(9)内的底部。
10.如权利要求1所述的具有铁屑收集功能的精密数控设备，其特征在于，所述升降环(4)上设有防腐镀锌层。
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