[发明专利]一种轴内出水冷却清洗的划片机气浮主轴结构

说明书

本发明公开了一种轴内出水冷却清洗的划片机气浮主轴结构，包括：转轴、电机和划片刀；转轴通过气浮轴承配合于壳体内，转轴前端还安装有装夹砂轮薄片的：刀盘座和刀盘盖；转轴上开设有轴向延伸的流水孔；刀盘座套装于转轴的前端，在刀盘座上还设有连通砂轮薄片夹持位置的导槽；导槽通过转轴径向上开设的离心出水孔来与流水孔连通；流水孔包括一个进水的孔口；孔口设置于转轴的前端面或转轴的后端面上。因此，切割液喷入转轴内，在离心力作用下，通过轴和刀盘径向相应的小孔和导槽顺着砂轮薄片两边表面均匀甩出到划切处，有效避开高速旋转切割产生的气障影响，同时及时将切割下来杂物和砂轮颗粒向外清理出去，保持砂轮薄片清洁，提高切削质量效率。

技术领域

本发明涉及高精密切割设备领域,特别是一种轴内出水冷却清洗的划切机气浮主轴结构。

背景技术

划片切割机是通过安装在气浮主轴刀盘上的砂轮薄片对物体进行精密划槽、切割。刀盘在气浮主轴上的安装精度和性能及喷水结构对划片切割机的划槽、切割质量影响很大，尤其是晶圆、硅片、LED原件等超精密划切的电子、光学元器件。

目前，现有技术中划片切割机的气浮主轴存在清洗冷却和润滑结构的缺陷：

划片机在划槽、切割时要使用水(或切割液)对被切工件进行降温、润滑和清除工件及砂轮表面切削杂物。现有砂轮划片机划槽、切割采用两边喷水管和切割正前方喷水管共计三个方向对砂轮薄片切割点进行喷水处理，最大缺陷是:

1.由于砂轮薄片在高速旋转切割时产生气障阻止水(或切割液)到达切割处。

2.为了确保水或切割液进入切割区要加大喷水压力及供水量(或切割液量)。高压喷水或切割液会影响薄片砂轮稳定、寿命和切割质量。还会产生较大环境污染。

3.喷水或切割液由外向内与切割排削方向相反影响排削，还会把切割下来的杂物和砂轮颗粒推向内部进入切割区会刮伤工件并影响切割质量。

发明内容

本发明的技术方案是：一种轴内出水冷却清洗的划切机气浮主轴结构，包括划片刀、转轴、电机。划片刀盘套装并固定在转轴的前端，转轴的后端与电机的输出轴保持同轴的动力传递。划片刀盘上装夹砂轮薄片，在电机的高速转动下，砂轮薄片在工件表面划切出高精度的划槽。

为了解决划切过程中的冷却、清洗及润滑问题，在转轴上开设有轴向延伸的流水孔，流水孔可以提供清洗、冷却用液。同时，在划片刀上设有连通砂轮薄片两侧表面的导槽，若有冷却清洗液流入导槽内，随着划片刀的高速转动，冷却清洗液在离心力作用下会流至砂轮薄片的两侧表面上。导槽内的冷却清洗液从砂轮薄片的两侧且沿着砂轮薄片的表面向外运动，从而在达到砂轮薄片表面降温的同时，也能起到清洗除屑的效果。

由于在电子工业领域常常需要对一些硬脆非金属材质进行开槽或者切割加工，习惯性的将薄型金刚石砂轮薄片（划片刀）分为：硬刀和软刀两种。软刀即将圆环薄片状的砂轮薄片，该种砂轮薄片通过刀盘盖与刀盘座、螺母装夹进行固定。而将砂轮薄片与铝合金刀架通过电铸成型组合为一体则称之为硬刀，因此，基于软刀与硬刀的结构不同，在刀体上开设的水路孔也存在区别。由于软刀结构中包括了刀盘座和刀盘盖，因此导槽从刀盘座的轴孔表面开设，沿着径向延伸至刀盘座和刀盘盖的夹持面上。当刀盘座与刀盘盖夹持住砂轮薄片时，夹持面上的导槽可以确保冷却水沿着砂轮薄片表面流出。而硬刀是通过硬刀盘座排水孔和铝合金刀架导槽通往砂轮薄片的两侧表面确保供水。

导槽与流水孔之间则通过转轴径向上开设的离心出水孔来连通，离心出水孔与导槽对应，流水孔内的冷却清洗液不需要多余的外部压力就可以持续进行冷却、清洗。

由于流水孔是在转轴的中轴位置开设的，因此流水孔的供水方式分为了两种：