冷卻水箱

冷卻水箱是先進循環水冷卻設備。水箱可為等離子焊機、氬弧焊機及其它需要水冷卻的焊機提供良好的冷卻水源，也可廣泛適用於需要循環水冷卻的其它電器、機械設備的配套。

冷卻水箱對於數控車牀不屬關鍵部件，但其外形設計直接影響數控車牀的總體佈局和外觀。數控車牀的設計，除保證機牀加工範圍，有足夠的切削空間，機牀操作應符合人機工程學外，其外形設計越來越簡捷，機牀佔地面積也越來越小。冷卻水箱與液壓泵站的設計不同，由於液壓泵站工作時會發熱，設計時必須考慮到散熱，一般把泵站放置在機牀框架之外，與機牀融合為一體，不影響機牀的外觀，但水箱設計時必須考慮有足夠的容積，換水和清洗應方便，水位計應在明顯處，水箱放置的位置不能影響機牀的操作，更不能影響機牀的剛性和加工精度 ^[1]  。

水箱由循環水汞、水循環散熱器、冷卻風扇、水路循環系統、水位指示裝置等部件組成。其工作原理是水箱內貯存的冷水由循環水汞吸入循環系統，經過待冷卻的設備部位，發揮冷卻作用後，流出温度較高的水，再經過水循環散熱器、冷卻風扇冷卻後，重新加入新的循環。

通用數控車牀的冷卻水箱的容積一般取冷卻液泵每分鐘輸出冷卻液容積的4-10倍。冷卻水箱一般用2mm-4mm的鋼板拼焊而成。水箱中間有兩個擋板，把水箱分成沉澱區和清水區，冷卻水從機牀的切削區回到沉澱區，把切屑和雜物沉澱在底部，清水從擋板上方流回到清水區，在清水區安裝的多級離心水泵把冷卻水泵到機牀刀架上，對正在加工的刀具進行冷卻和潤滑。水箱外表設置水位計 ^[2]  。

首先，冷卻水箱無論佈置在何處，均須保證水箱的容積，水位計應處在易於觀察的地方，水箱便於換水和清洗。

由於機牀的左側面為主電機安裝位置，一般不放置冷卻水箱，其他三面以及底座中間均可安裝水箱，但應根據機牀的總體設計選擇水箱安裝位置，水箱不能影響機牀的其他功能和機牀的剛性。

(1)水箱放置在機牀切削區下方，在機牀前方，對於較大規模的數控車牀，採用45°-60°的傾斜導軌，一般牀身和底座連成一體，由鋼板焊接而成，主軸箱安裝在傾斜安裝面上，在俯視圖看主軸位於底座之外，其切削區也位於底座之外，所以冷卻水箱可以直接安裝在切削區上方的地面上，排屑器安裝在水箱之上。這種佈局的優點是：水箱容積可設計得足夠大，同時可把排屑器放在水箱上，便於水箱和排屑器的清洗。

(2)水箱安裝在機牀的右側面，對於導軌傾斜度在15°-30°之間，或者是水平導軌，其主軸箱安裝在底座之上，如果機牀主要為了加工盤類零件，Z向行程較短，底座設計也比較短，但導軌護板將從底座的右側面伸出，其下方正好有空間可置放水箱，從底座上伸出漏水口使冷卻水回到水箱.這種佈局的優點是，利用了機牀自然形成的空間，不影響機牀總體佈局，缺點是把排屑器放置在底座上，出屑口必須伸長讓出水箱。

(3)水箱安裝在機牀的後面，電器櫃下方。導軌傾斜度在15°-30°或者平導軌數控車牀，加工軸類零件，Z向行程較大，可利用電器櫃下方的空間安裝水箱，一般電器櫃的厚度在350mm，長度在1000-1500 mm左右，其下方的空間是足夠大的，在底座設計時，應留有冷卻水從切削區流到水箱的通道，從機牀正面看不到水箱，使機牀正面較簡捷。

(4)水箱安裝在底座中間，對於加工尺寸範圍較小的數控車牀和車削中心，冷卻水的用量較少，水箱的容積也較小，採用傾斜度較小或平導軌，底座的尺寸足夠大，可以把冷卻水箱象抽屜一樣放入底座內，水箱的位置正好在切削區下方，冷卻水直接從切削區回到水箱，這種設計缺點是不利於水箱的清洗，有時會影響底座的剛性。

(5)對於加工精度要求較高，特別是加工鋁合金等輕金屬，如果表面粗糙度值要求較小，對冷卻水的過濾精度要求也較高，一般採用紙質過濾或漩渦過濾器過濾，這樣水箱外形結構就較大，所以水箱一般安裝在機牀之外 ^[3]  。

如果機牀加工範圍較大，所需冷卻水的流量也較大，水箱的容積較大時，就不能採用不合適位置。因為水箱容積大，在底座上所留放置水箱的空間就需增大，這樣會影響底座的剛性。特別是採用後排屑方式，把排屑器安裝在水箱之上，使底座所留空間更大，由於牀身與底座的安裝面是沒有安裝水箱和排屑器時加工的，而水箱和排屑器的重量較大，作用在底座的兩底腳之間，因此使底座變形，影響牀身和底座之間安裝的平面度，使機牀的加工精度降低。

冷卻水箱位置佈置合適，不僅可以滿足機牀加工時對刀具的冷卻和潤滑，而且可以方便換水和對水箱的清潔，達到機牀外形設計美觀，操作方便的目的。如果水箱佈置不合理，不僅會使水箱換水和清潔困難，影響機牀外觀，而且會影響機牀底座的剛性和機牀的加工精度 ^[1]  。