CN100496907C - 超声波振动切削装置 - Google Patents

Abstract

一种超声波振动切削装置，其在把切削刀片安装于主轴时，能够使切削刀片与主轴以接近于成一体的形态牢固固定而相互紧密连接。该超声波振动切削装置使切削刀片(22)在径向超声波振动，切削被加工物，在其主轴(25)的前端部设置朝向主轴的前端侧逐渐缩径的锥形部(252)和与固定部件(24)螺纹卡合的固定部件卡合部(254)。另外，切削刀片(22)与基座部(21)构成为一体，在基座部(21)的中心贯通形成与锥形部(252)卡合的锥形孔(212)。在上述超声波振动切削装置中，当把切削刀片(22)安装于主轴(25)上时，在使锥形孔(212)与锥形部(252)卡合之后，把固定部件(24)连接于固定部件卡合部(254)，由此，基座部和主轴被紧密连接固定。

Description

超声波振动切削装置

技术领域

本发明涉及超声波振动切削装置，特别涉及使切削刀片在径向发生超声波振动、切削被加工物的超声波振动切削装置。

背景技术

从所周知，为了把半导体晶片等被加工物切割成芯片状，有通过作为切削砂轮的切削刀片把半导体晶片切削加工成网格状的划片装置等的切削装置。在这种切削装置中，抑制加工部位温度上升和使切削阻力不增加而减少切屑，是继续研究的课题。作为解决该课题的手段，正在研究利用超声波振动进行切削。

作为这种利用超声波振动的切削方法的一例，在专利文献1中公开了使切削刀片在其厚度方向(转动轴向)弯曲而发生超声波振动的超声波振动切断装置。但是，用这种超声波振动切断装置，因为通过超声波振动的切削刀片作用伸展半导体晶片的切削线道的力，所以，无论怎样也存在切削阻力增加、容易产生切屑的问题。

作为能够解决该问题的方法，在专利文献2中公开了使切削刀片在其径向超声波振动而切断被加工物的超声波振动切断装置。用该超声波振动切断装置，把通过安装着切削刀片的主轴在水平方向传递的超声波振动的传递方向，通过与切削刀片一起安装的振动传递方向变换部变换为垂直方向，而使切削刀片在径向振动。

这样，通过在径向发生超声波振动的切削刀片切削加工被加工物，与由不发生超声波振动的切削刀片进行的通常的切断加工比较，具有如下优点：(1)能够降低切削阻力、抑制切屑产生；(2)容易对加工部位供给切削水，因此，可抑制加工点的温度上升，难以发生热变形；(3)由于切削刀片振动，污垢被振掉，因此切削刀片上不附着污垢；(4)减轻对切削刀片所加的负荷，延长其寿命。

[专利文献1]特开2002-336775号公报；

[专利文献2]特开2000-210928号公报；

[专利文献3]特开平11-162882号公报；

对于上述超声波振动切断装置，在把切削刀片安装于主轴时，与不使切削刀片超声波振动的通常的切削装置比较，由于因超声波振动切削刀片容易脱落，因此，必须把切削刀片牢固固定在主轴上另外，还要求切削刀片的安装位置正确。例如，当切削刀片的中心位置与主轴的中心位置不正确一致时，切削刀片不发生超声波振动，或者即使发生超声波振动，其振幅也偏移。

另外，上述超声波振动切削装置构成把通过主轴传递的主轴方向的超声波振动，在振动传递方向变换点变换为切削刀片的径向、而使切削刀片在径向超声波振动的结构。为此，需要把切削刀片的形状精心加工成容易发生超声波振动的形状。然而，即使进行这样的精心加工，在切削刀片、切削刀片基座部与主轴相互不紧密连接时，在上述振动方向变换点也不能够变换超声波振动，因而，有不能使切削刀片在径方向适当发生超声波振动的问题。

为了使上述各部件紧密连接，理想的结构是把切削刀片与主轴构成为一体，但是，每当切削刀片损耗时，也要更换昂贵的主轴，这很不实用。因此，必须形成切削刀片与主轴分体的结构，此外，还需要以极其接近成一体的状态把切削刀片安装于主轴。

因此，作为把切削刀片安装于主轴的机构，例如，在专利文献3中公开了把衬套刀片通过衬套凸缘安装于主轴的机构。该安装机构构成把衬套刀片的安装孔形成为锥形孔，在衬套凸缘上设置与该锥形孔卡合的锥形部，还在衬套凸缘上也设置与主轴的锥形部卡合的锥形孔的结构。并且，由上述结构，具有能够容易装拆衬套刀片的效果。

可是，专利文献3的机构，当把衬套刀片安装于衬套凸缘时，使衬套刀片的锥形孔与衬套凸缘的锥形部接触而定位，与此同时，使衬套凸缘的外周部与衬套刀片的刀片部分接触而定位。这样，为了在两点进行定位，要求以非常高的精度成形衬套刀片和衬套凸缘，实际中，有加工成形极其困难的问题。

另外，本发明者验证的结果，表明即使能够解决上述问题，当使用专利文件3的机构固定衬套刀片和衬套凸缘时，因为由螺母等形成的紧固力也通过锥形结构向切削刀片的径向传递，所以，如果用与没有锥形结构的场合相同程度的力进行紧固，衬套刀片和衬套凸缘被牢固固定，与专利文献3叙述的内容相反，反而会发生卡住、造成拆卸困难。

发明内容

因此，本发明以上述问题为鉴，其目的是提供一种新型并改进的超声波振动切削装置，其在把切削刀片安装于主轴时，把切削刀片和主轴以接近于形成一体的状态牢固并且正确地固定，并能够相互紧密连接。

为了解决上述课题，根据本发明的第一方面提供的一种超声波振动切削装置，其具有：主轴；能够转动地支承主轴的主轴箱；安装于主轴前端部的切削刀片；设置于主轴上、使主轴发生超声波振动的超声波振子。该超声波振动切削装置，变换从超声波振子经由主轴传递的超声波振动的传递方向，使切削刀片在径向进行超声波振动而切削被加工物。在该超声波振动切削装置中，在主轴的前端部设置：朝向主轴的前端侧逐渐缩径的锥形部；固定部件卡合部，该固定部件卡合部形成在比上述锥形部更靠上述主轴的前端侧的位置，与固定部件卡合。另外，切削刀片与支持切削刀片的基座部构成一体，在基座部的中心贯通形成与主轴的锥形部卡合的锥形孔。在上述超声波振动切削装置中，当把切削刀片安装于主轴上时，在使基座部的锥形孔与主轴的锥形部卡合之后，通过把固定部件连接于主轴的固定部件卡合部上，使基座部与主轴被紧密连接固定。另外，固定部件，例如，可以用固定螺母或固定螺栓等构成，通过该固定螺母或固定螺栓与作为主轴的固定部件卡合部的阳螺纹部或阴螺纹部进行螺纹连接，把基座部固定于主轴的前端部。

根据上述结构，不通过衬套凸缘等，把与切削刀片形成一体的基座部直接与主轴固定，因而，能够把切削刀片对主轴以接近于一体的状态安装。另外，通过基座部的锥形孔和主轴的锥形部的相互作用，紧固连接力也作用于基座部和主轴的径向，因此，能够在主轴牢固固定基座部。因此，基座部与主轴适度紧密连接，所以更能够把切削刀片和主轴固定成为一体。另外，在安装切削刀片时，通过使上述基座部的锥形孔和主轴的锥形部卡合，能够容易并且正确地使切削刀片的中心位置与主轴的中心位置一致。

发明的效果

根据如上述的本发明，把与切削刀片形成一体的基座部，不通过衬套凸缘等，而直接对主轴固定。因此，能够把切削刀片和主轴以接近于成一体的状态固定。

进而，通过基座部的锥形孔和主轴的锥形部，能够在主轴牢固固定基座部。因此，形成基座部和主轴紧密连接，能够把切削刀片和主轴更成为一体地固定。

另外，在安装切削刀片时，由于使上述基座部的锥形孔和主轴的锥形部卡合，因此，能够容易使切削刀片的中心位置和主轴的中心位置正确地一致。

这样，能够以适宜的经主轴传递的超声波振动的传递方向，使切削刀片在径方向超声波振动的超声波振动切削装置的形式，把切削刀片安装于主轴。

附图说明

图1表示涉及本发明的第一实施方式的划片装置的整体立体图；

图2是表示涉及该实施方式的切削单元的立体图；

图3是表示涉及该实施方式的主轴箱的内部结构的局部剖开侧面图；

图4是表示使涉及该实施方式的切削刀片在径向发生超声波振动的原理的说明图；

图5是以分离各部件的状态表示涉及该实施方式的切削刀片安装机构的结构的剖视图；

图6是以组合各部件的状态表示该切削刀片安装机构的结构的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的理想的实施方式。另外，在本申请书和附图中，关于实质具有相同功能和结构的构成要素，附加相同编号，省略重复说明。

首先，基于图1，说明作为涉及本发明的第一实施方式的超声波振动切削装置的一例而构成的划片装置10的整体结构。另外，图1表示涉及本实施方式的划片装置10的整体立体图。

如图1所示，划片装置10，具有：切削加工例如半导体晶片等被加工物12的切削单元(主轴单元)20；作为保持被加工物12的保持手段的卡盘台15；切削单元移动机构(没图示)；卡盘台移动机构(没图示)。

切削单元20具有安装于主轴的切削刀片(详细内容以后说明)。该切削单元20通过在径向超声波振动的切削刀片高速旋转着切入被加工物12切削被加工物12，能够形成极浅的线道(切槽)。

另外，卡盘台15，例如是上面大致平坦的圆盘形的台，其上面具有真空卡盘(没图示)等。该卡盘台15，例如，放置通过晶片带13支持于框架14的状态的被加工物12，能够真空吸住该被加工物12并稳定地保持住。

切削单元移动机构使切削单元20在Y轴方向移动。该Y轴方向是垂直于切削方向(X轴方向)的水平方向，例如是配设在切削单元20中的主轴的轴向。通过该Y轴向的移动，能够使切削刀片的刀刃与被加工物12的切削位置(切削线)对准。另外，该切削单元移动机构也能够使切削单元20在Z轴方向(垂直方向)移动，由此，可以调节切削刀片对被加工物12的切入深度，或向后述的刀片检测手段降下切削刀片。

卡盘台移动机构，在通常的划片加工时，使放置了被加工物12的卡盘台15在切削方向(X轴方向)往复移动，使切削刀片的刀刃以直线的轨迹作用于被加工物12。

上述结构的划片装置10，一边使高速旋转的切削刀片切入被加工物12一边使切削单元20与卡盘台15相对移动，由此，能够对被加工物12进行划片加工。另外，在划片装置10中，设置监视器等显示装置16。该显示装置16能够显示调整时拍摄的被加工物12表面的图像和切削加工设定参数等各种信息。

以下，基于图2，说明涉及本实施方式的切削单元20的结构。另外，图2是表示涉及本实施方式的切削单元20的立体图。

如图2所示，切削单元20主要具有：切削刀片22；与切削刀片形成一体的基座部21；作为固定部件一例的固定螺母24；主轴25；主轴箱26；切削水供给喷咀27；轮罩28。

切削刀片22，例如，是环形的极薄的切削砂轮(切削刀片)，电铸钻石砂粒而制成。该切削刀片22和支持切削刀片22的基座部21构成一体。即，切削刀片22和基座部21构成切削片部和安装部成一体化的衬套刀片。上述切削刀片22和基座部21，通过固定螺母24安装于主轴25的前端。上述切削刀片的安装机构是涉及本实施方式的特征的结构，详细内容以后说明(参照图5和图6)。

另外，主轴25，例如，是用于向切削刀片22传递后述的电动机(没图示)的转动驱动力的转动轴，能够使安装的切削刀片22，以例如30000rpm的高速旋转。该主轴25的大部分被主轴箱26覆盖，前端部从主轴箱26露出，在该前端部安装刀片22和基座部21。

另外，主轴箱26是覆盖主轴25而设置的外壳。该主轴箱26，通过设于内部的空气轴承，能够高速旋转支承主轴25，关于详细内容以后说明(参照图3)。

另外，切削水供给喷咀27，例如，可以装拆地设置于切削刀片22的两侧，向加工部位附近供给切削水进行冷却。另外，轮罩28覆盖切削刀片22的外周而设置，防止切削水和切屑飞散。

上述结构的切削单元20，通过主轴25，使切削刀片22高速旋转，使上述切削刀片22的刀刃切入被加工物12且进行相对移动。这样，例如切削加工被加工物12的加工面，而沿切削线能够形成极浅的切槽(线道)。

以下，基于图3和图4，说明涉及本实施方式的切削单元20中的主轴箱26的内部结构。另外，图3是表示涉及本实施方式的主轴箱26的内部结构的局部剖开侧面图。为了方便说明，该图3中，用包括主轴25的中心轴线的垂直剖面表示主轴箱26和非接触供电装置50。

如图3所示，在切削单元20的主轴箱26的内部，例如，设置：主轴25；能够转动地支承主轴25的向心空气轴承30和推力空气轴承31；具有转子321和定子322的电动机32；用于向定子322供电的定子用供电装置34；设于主轴25的后端部侧的超声波振子33；用于向向心空气轴承30和推力空气轴承31供给高压空气的空气供给路(没作图示)；排出由向心空气轴承30和推力空气轴承31喷出的空气用的排气路(没作图示)。另外，在主轴箱26的后端部设置用于向超声波振子33供电的非接触供电装置50。

主轴25的后端部侧，连接作为构成电动机32的转动轴的转子321。构成当由定子用供电装置34向定子322供电时，由于转子321和定子322的相互作用发生转动驱动力，通过该转动驱动力主轴25高速旋转。另外，在主轴25的前端部侧，设置直径比主轴25的轴径大的止推板251。

向心空气轴承30和推力空气轴承31通过上述空气供给路与由高压泵等构成的空气供给手段(没图示)连通。这样，空气供给手段提供的高压空气供给到向心空气轴承30和推力空气轴承31。

向心空气轴承30，例如，从大致均等地设置于主轴箱26的内周面的多个喷射口(没图示)，向主轴25的外周喷出空气。这样，向心空气轴承30通过空气压，限制主轴25向垂直于轴的径向(辐射方向、即，X和Z轴方向)移动，能够在径向支持高速转动的主轴25(即，能够防止横偏移)。

另外，推力空气轴承31，从设置于止推板251的左右两侧的喷射口(没图示)，喷出空气以夹持止推板251。这样，推力空气轴承31通过空气压，限制主轴25向轴向(推力方向、即Y轴方向)移动，能够在推力方向支承高速转动的主轴25(即，能够防止纵向偏移)。

这样，主轴箱26，通过从向心空气轴承30和推力空气轴承31喷出的空气，能够支承主轴25高速转动。另外，空气轴承的结构不局限于上述图3的例，能够进行多种设计变更。也可以不是如图3的例所示，在主轴25的切削刀片22侧例如只设置一组推力空气轴承31和止推板251的结构。例如，可以在主轴25的大致中央部和根部侧等部位设置一组，或者也可以在上述部位设置多组。

另外，从向心空气轴承30和推力空气轴承31喷出的空气，大部分通过上述排气路向主轴箱26外部排出，一部分空气从切削刀片22侧的主轴25和主轴箱26之间的间隙排出，作为空气密封发挥功能。另外，如上所述，流通于主轴箱26内的空气也作为控制主轴箱26和主轴25的温度的温度控制媒体发挥功能。由此，保持主轴25的温度于规定温度，能够防止主轴25产生热变形。

以上的主轴25、主轴箱26、向心空气轴承30、推力空气轴承31、电动机32、空气供给路、排气路以及空气供给手段等构成空气主轴。

另外，在涉及本实施方式的切削单元20中，作为用于使主轴25和切削刀片22进行超声波振动的振动发生手段，如图3所示，设置超声波振子33和向该超声波振子33供电的非接触供电装置50。

超声波波振子33被配设在主轴25的后端部侧(与切削刀片22相反侧)、比转子321更靠后端部侧。该超声波振子33，例如，用由锆酸钛酸铅(PZT)等压电陶瓷材料制成的电致伸缩振子构成。上述超声波振子33由于从非接触供电装置50供给的电力，发生规定频率的纵波超声波振动。构成该超声波振子33的电致伸缩振子，与超磁致伸缩振子相比，价格便宜并且性能稳定，因此，具有能够使主轴25适当发生超声波振动的优点。

另外，超声波振子33，不局限于上述电致伸缩振子的例，只要能发生超声波振动就可以，例如，能够用磁致伸缩振子(包括超磁致伸缩振子)或者水晶振子等构成。另外，超声波振子33可以设置在主轴25的任意部位，例如，主轴25的最后端部、中央部、前端部侧等。

非接触供电装置50，以非接触方式向上述超声波振子33供电。该非接触供电装置50，由与外部电源(没图示)连接的、作为供电侧变压器的一次侧变压器52和与主轴25的后端部连接的、作为受电侧变压器的二次侧变压器54构成。该一次侧变压器52和二次侧变压器54隔开规定间隔隔离配置。该非接触供电装置50，把外部电源供给的电力从一次侧变压器52向二次侧变压器54，通过电磁感应非接触传递并通过主轴25供给超声波振子33。

通过这样供给的电力，超声波振子33发生超声波振动，而使主轴25超声波振动。例如，为了使超声波振子33以50KHz超声波振动，非接触供电装置50供给50KW～60KW的电力。但是，非接触供电装置50的供给电力因超声波振子33的特性而不同，不局限于上述例。

这样，在涉及本实施方式的切削单元20中，对于设于主轴25的电致伸缩振子式的超声波振子33，使用非接触供电装置50非接触供电。在上述的空气主轴机构，主轴25通过主轴箱26被非接触保持。在上述机构，由于通过非接触供电装置50供电，可以使供电用部件不接触主轴25完成，因而，主轴25能够顺利地转动，能够充分发挥空气主轴的优点。从上述观点，作为供电装置，使用上述非接触供电装置50为理想，然而，不局限于上述例，也可以使用接触式供电装置。另外，在作为超声波振子33使用磁致伸缩振子的场合，不需要上述供电装置。

从上述结构的非接触供电装置50供电的超声波振子33发生超声波振动，而使主轴25超声波振动。该超声波振动，在主轴25的轴向(Y轴方向)传递，传向安装于主轴25的前端部的切削刀片22。

进而，调整主轴25以及基座部21等的形状和配置以及超声波振子33的频率等，以使在把如此沿主轴25的轴向(Y轴方向)传递的超声波振动变换为切削刀片22的径向(XZ平面方向)时的振动传递方向变换点的Y轴位置，与切削刀片22对主轴25的安装位置(切削刀片22的Y轴位置)大致相同。

通过上述的结构，沿主轴25的轴向传递超声波振动，能够在大致与切削刀片22位于同一位置的振动传递方向变换点把该被传递的超声波振动的传递方向变换为切削刀片22的径向。这样，使切削刀片22在径向发生超声波振动，也就是能够使环形的切削刀片22以高频率反复扩径缩径地振动并通过该切削刀片22切削被加工物12。

关于如此使切削刀片22在径向超声波振动的原理，例如上述专利文献2中所公开的、是众所周知的，以下基于图4简单说明。

图4是表示在涉及本实施方式的切削单元25中，与由超声波振子33发出的超声波振动共振的振动波形W1和传递方向变换为径向的振动波形W2的说明图。振动波形W1表示由共振产生的超声波振动的瞬时的变位(振动振幅)，振动波形W2表示传递方向变换为径向的超声波振动的瞬时的变位(振动振幅)。

如图4所示，在主轴25的轴上(Y轴上)，存在振动波形W1的最大振动振幅点A、C、E、G和最小振动振幅点B、D、F、H。通常，在最小振动振幅点B、D、F、H，主轴25的径向的伸长为最大。因而，必须增大主轴25和主轴箱26之间的间隔，致少大于最小振动振幅点B、D、F、H中的主轴25的最大扩径量。但是，关于其他的点，因为切削单元20采用空气轴承机构，所以，没有必要象机械主轴机构的场合那样，对最小振动振幅点B、D、F、H附近进行结构增强。

振动波形W1的最小振动振幅点B是振动传递方向变换点，在与该振动传递方向变换点同一位置或者其附近的位置配置切削刀片22。在振动传递方向变换点B，超声波振动的传递方向从主轴25的轴向(以下，有时简称为“轴向”)变换成为切削刀片22的径向(以下，有时简称为“径向”)。调整切削刀片22的刀片径和超声波振动的频率等，以使如此地传递方向变换为径向的超声波振动的振动波形W2中的最大振动振幅点α、β位于切削刀片22的刀刃位置。

另外，为了适当传递和变换上述超声波振动，一体构成切削刀片22和基座部21，进而，要把螺母24和基座部21和主轴25前端部相互紧密连接而牢固固定地构成各部，详细内容以后说明。

如上所述，通过把主轴25沿轴向传递的超声波振动的传递方向变换为径向，切削刀片22反复扩径缩径，切削刀片22的刀刃在以图4的箭头所示的径向振动。

另外，为了促使在振动传递方向变换点(上述B点)进行振动传递方向的变换，可以配置喇叭形等的振动传递方向变换部件，然而，如果振动传递方向变换点的位置和切削刀片22的位置大致相同，即使不另外配设该振动传递方向变换部件，也能够变换振动传递方向。

以上，基于图2～图4，对本实施方式的切削单元20的结构，特别对使切削刀片22在径向超声波振动的结构，进行了说明。

以下，基于图5和图6，说明作为本发明的特征的切削刀片安装机构。图5和图6是表示涉及本实施方式的切削刀片安装机构的结构的剖视图。其中，图5是表示使各部件分离的状态的剖视图，图6是表示组合各部件的状态的剖视图。

如图5和图6所示，在主轴25的前端部形成与基座部21的锥形孔212卡合的锥形部252和与固定螺母24螺纹连接的阳螺纹部254。形成锥形部252向主轴25的尖端逐渐缩径。该锥形部252的锥面的锥度，例如是1/8～1/20。另外，阳螺纹部254是与作为固定部件之一例的固定螺母24卡合的固定部件卡合部的一例。该阳螺纹部254配设在从锥形部252靠近主轴25的前端侧。上述阳螺纹部254，在其外周形成螺旋形螺纹，与固定螺母24螺纹连接。

另外，切削刀片22和支持该切削刀片22的基座部21构成一体。这样，作为一体构成切削刀片22和基座部21的方法，例如，可以把单独形成的切削刀片22和基座部21由粘接剂相互粘接形成一体，或者，也可以通过电解电镀法，在基座部21的外周部长成切削片而形成切削刀片22。

基座部21是支持环形切削刀片22、用于轴连接于主轴25的部件。该基座部21由设于中心侧的小径的轴连接部214和在轴连接部214的外周凸出形成凸缘的环形支撑部216构成。轴连接部214是与主轴25轴连接的比较厚的部分。环形支持部216是支持切削刀片22的比较薄的部分，切削刀片22与该环形支持部216的一侧形成一体。上述轴连接部214和环形支持部216，在主轴25的轴向大体对称地形成。

另外，在基座部21的轴连接部214的中心，沿主轴25的轴向形成作为锥形贯通孔的锥形孔212。该锥形孔212具有向主轴前方(固定螺母24侧)逐渐缩径的锥形。该锥形孔212的锥面的锥度与上述主轴25的锥形部252的锥面的锥度相同，例如是1/8～1/20。另外，锥形孔212的主轴254的轴向的长度(轴连接部214的厚度)比锥形部252的主轴25的轴向的长度短。

因此，上述锥形孔212与主轴25的锥形部252正确卡合。即，当把主轴25的锥形部252插入基座部21的锥形孔212内时，锥形孔212的锥面(内周面)与锥形部252的锥面(内周面)互相无间隙面重合，紧密连接。

固定螺母24具有把基座部21轴连接于主轴25的前端部固定的机能。该固定螺母24，在其内周面形成与主轴25的外螺纹部254螺纹连接的阴螺纹部242。另外，固定螺母24的外径比基座部21的锥形孔212的固定螺母24侧的孔径大。

另外，上述的基座部21和固定螺母24的材质例如是铝，主轴25的材质例如是不锈钢，然而，不局限于此例，也可以用其他金属或树脂等各种材质形成。由于这样的基座部21、固定螺母24和主轴25的材质不同，超声波振动的传送速度等不同，然而，该差别与由这些部件的形状和大小等造成的影响比较是轻微的，因而，现实中认为几乎没有影响。

以上，对本实施方式的切削刀片安装机构的结构进行了说明。以下，对使用这种切削刀片安装机构、把切削刀片22安装在主轴25上的方法进行说明。

首先，把主轴25的前端部插入基座部21的锥形孔212内，使基座部21的锥形孔212与主轴25的锥形部252卡合。这样，主轴25的前端部穿过基座部21，阳螺纹部254在基座部21的相反侧(图5和图6的左侧)凸出。

然后，使固定螺母24与主轴25的阳螺纹部254螺纹连接，固定螺母24。这样，基座部21被夹在固定螺母24和主轴25的锥形部252之间，稳定地轴连接于主轴25的前端部。此时，基座部21的锥形孔212与主轴25的锥形部252紧密连接固定。即，因为利用由上述锥形孔212和上述锥形部252构成的锥形结构，所以连接固定螺母24的力，不仅在主轴25的轴向，而且也在切削刀片22的径向传递。因此，通过连接固定螺母24，把基座部21更牢固固定于主轴25的前端部，能够使基座部21和主轴25紧密连接。

这样，用涉及本实施方式的切削刀片安装机构，不使用法兰等另外的安装部件，把一体形成切削刀片22的基座部21直接安装于主轴25。因而，能够把切削刀片22以接近成一体的状态安装在主轴25上。

如上所述，在把切削刀片22安装于主轴25时，介于二者之间的部件只是基座部21，并且，该基座部21与切削刀片22构成一体。另外，分别构成的基座部21和主轴25牢固固定而相互紧密连接。因而，能够把切削刀片21与主轴25以接近于构成一体的情况的状态安装，所以能够把通过主轴25传送的超声波振动适当变换，传送到切削刀片22。

另外，在安装切削刀片22时，通过上述基座部21和主轴25的锥形结构，能够容易使切削刀片22的中心位置与主轴25的中心位置正确一致。这样，切削刀片22的安装位置正确，因而，在要发生超声波振动时，不会产生由于安装位置偏移造成切削刀片22不振动、或者即使振动、其振幅偏移这样的状况。

如上所述，用涉及本实施方式的切削刀片安装机构，能够以适于超声波振动切削装置的形式，把切削刀片22安装于主轴25。

另外，在切削刀片22磨损时，能够从主轴25拆下成一体的切削刀片22和基座部21进行更换。这样，就没必要一起更换昂贵的主轴25，因而是经济的。

以上，参照附图说明了本发明的适当的实施方式，当然，本发明不局限于上述例。只要是本专业人员，就能够在发明内容所述范围内设想各种变更例或修改例，关于这些各种变更例或修改例当然也应该属于本发明的技术范围，这都应是明确的。

例如，在上述实施方式，作为超声波振动切削装置，例举划片装置10进行了说明，但是，本发明不限于上述例。例如，只要是使用由主轴25的高速旋转的切削刀片22切削加工被加工物12的装置，例如，进行划片加工之外的、只要是进行切削加工的各种切削装置都可以。

另外，在涉及上述实施方式的切削单元20，作为主轴25的支承机构，以空气轴承为例进行说明，但是，本发明不局限于上述例。例如，主轴25的支承机构也可以是用轴承机械式支承主轴25的机械主轴。本发明，只要是在径向使切削刀片22超声波振动的超声波振动切削装置，任何一种主轴支承机构都能够适用。

另外，在上述实施方式，超声波振子33被设置于主轴25的后端部侧，但是，本发明不局限于该例。例如，超声波振子33也可以设于主轴25的中央部或者前端部侧等。

另外，在上述实施方式，作为固定部件，使用固定螺母24把基座部21固定于主轴25的前端部，但是，本发明不局限于上述例，也可以使用任何固定部件。例如，也可以使用与形成于主轴25的前端部的阴螺纹部(相当于固定部件卡合部)螺纹连接的固定螺栓，用该固定螺栓的头部固定基座部21，把基座部21固定于主轴25的前端部。

另外，基座部21的形状不局限于上述实施方式的例，只要能够支持切削刀片22，可以形成任意形状。此时，基座部21成为以振动传递方向变换点B(参照图4)为中心、在主轴25的轴向对称的形状为理想。这样，能够适当地变换超声波振动的传递方向，适当地向切削刀片22传递超声波振动。

产业上利用的可能性

本发明能够适用于使切削刀片在径向超声波振动、同时进行切削的超声波振动切削装置。

Claims (1)

1.一种超声波振动切削装置，其具有：主轴；能够转动地支承上述主轴的主轴箱；安装于上述主轴的前端部的切削刀片；设置于上述主轴上、使上述主轴发生超声波振动的超声波振子，

其变换从上述超声波振子经由上述主轴传递的超声波振动的传递方向，使上述切削刀片在径向上进行超声波振动而切削被加工物，

其特征在于，在上述主轴的前端部设置：朝向上述主轴的前端侧逐渐缩径的锥形部；固定部件卡合部，该固定部件卡合部形成在比上述锥形部更靠上述主轴的前端侧的位置，与固定部件卡合；

上述切削刀片与支持上述切削刀片的基座部构成一体，在上述基座部的中心贯通形成与上述主轴的上述锥形部卡合的锥形孔；

当把上述切削刀片安装于上述主轴上时，在使上述基座部的上述锥形孔与上述主轴的上述锥形部卡合后，把上述固定部件连接于上述主轴的上述固定部件卡合部，由此，上述基座部与上述主轴被紧密连接固定。

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