CN104752187B - 切削装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供切削装置，其能够降低切屑附着于被加工物的可能性。切削装置(1)具备：刀具罩(20)，其安装于主轴单元(12)并覆盖切削刀具(11)，在底部(201)具有使切削刀具(11)的切削刃(113)的刃口(113a)突出的缝状开口部(21)；和切削液供给构件(30)，其在缝状开口部(21)的外侧向被加工物(W)的上表面供给切削液，不是直接将切削液施加于切削刀具(11)，而是向被加工物(W)的上表面供给切削液(37)，因此，不会发生切削液施加到被刀具罩(20)覆盖的切削刀具(11)上并向周围飞散的情况。在刀具罩(20)形成有与缝状开口部(21)连通并与抽吸源(27)连接的排出口(25)，因此能够将含有切屑(40)的切削液(37)从排出口(25)排出至外部，能够降低切屑附着在被加工物(W)的上表面的可能性。

Description

切削装置
技术领域
本发明涉及具有刀具罩的切削装置。
背景技术
在具有切削刀具并对被加工物实施切削的切削装置中，为了对因被加工物的切削而产生的加工热进行冷却并将因切削而产生的切屑从被加工物上排出，而一边向该切削刀具供给切削液一边实施切削。在被加工物是在表面上形成有CMOS或CCD等摄像器件的晶片、或者形成有滤光片、光拾取器件等光器件的基板的情况下，若切屑附着在器件上则会引起器件不良，因此非常重视防止切屑附着于器件。
这里，由于很难在切削后的清洗工序中将一旦付着于被加工物的上表面并干燥的切屑除去，因此在下述专利文献1中提出了具备向被加工物的上表面供给清洗液的机构的切削装置。该切削装置至少具备：卡盘工作台，其保持被加工物；切削构件，其对保持于卡盘工作台的被加工物进行切削；切削液供给构件，其向切削刀具供给切削液；以及清洗液供给构件，其在对保持于卡盘工作台上的被加工物进行切削时向被加工物的上表面供给清洗液，该切削装置能够向与切削液因切削刀具的旋转方向而飞散的方向相同的方向喷射清洗液，从而向被加工物的上表面供给清洗液。
专利文献1：日本特开2006-231474号公报
在如上述那样的切削装置中切削被加工物时，由于利用切削液供给构件朝向切削刀具供给切削液，因此，由于切削而产生的切屑的一部分被引入切削液，并且，混入了切屑的切削液随着切削刀具的旋转而飞散到被加工物上，从而污染了被加工物的整个面。
如果切屑像这样附着在被加工物的上表面，则即使利用上述清洗液供给构件也难以将切屑从被加工物的上表面充分排除。即使利用清洗液供给构件向被加工物上供给清洗液，由于飞散到被加工物的上表面的切削液而使得供给到被加工物上的清洗液的流动变得紊乱，从而会产生清洗不充分的区域，因此存在无法将飞散至被加工物的整个面上的切屑清洗干净这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，本发明要解决的课题在于降低切屑附着于被加工物的可能性。
本发明为切削装置，其具备：保持构件，其保持被加工物；切削刀具，其在外周具有对由该保持构件保持的被加工物进行切削的切削刃；主轴单元，其包括使该切削刀具旋转的主轴；以及刀具罩，其装配于该主轴单元并覆盖该切削刀具，在底部具有使该切削刀具的该切削刃的末端突出的缝状开口部；在该缝状开口部的宽度方向外侧具备切削液供给构件，该切削液供给构件向被加工物的上表面供给切削液，在该刀具罩中形成有排出通路，所述排出通路的一端与该缝状开口部连通，并且，所述排出通路的另一端与连接于抽吸源的排出口连通，该排出口配置在该底部上的该切削刀具的旋转方向前方侧，供给至被加工物的上表面的切削液随着该切削刀具的旋转而经由该缝状开口部被引入该排出通路，然后经由该排出口被排出至该刀具罩外。
优选的是，在上述刀具罩的上述底部形成有空气引入通路，所述空气引入通路沿着该底部的与所述切削刀具的旋转方向相反的方向从上述缝状开口部向该刀具罩的外侧延伸。
优选的是，上述切削液供给构件包括：切削液供给口，其形成在上述刀具罩的上述底部；和切削液供给通路，该切削液供给通路的一端与该切削液供给口连接，并且，该切削液供给通路的另一端与切削液供给源连接，该切削液供给口夹着上述缝状开口部并在该缝状开口部的延伸方向上排列有多个，由此构成一对切削液供给区域。
进而，优选的是，在上述缝状开口部的一端，而且是在上述排出通路的延长线上，形成有抽吸开口部。
本发明的切削装置具备：刀具罩，其在底部形成有使切入被加工物的切削刀具的末端的一部分突出的缝状开口部；和切削液供给构件，其在缝状开口部的外侧向被加工物的上表面供给切削液，因此，在切削时向被加工物供给的切削液不会施加到被刀具罩覆盖的切削刀具并向周围飞散。并且，在该刀具罩中形成有与缝状开口部连通并与抽吸源连接的排出口，因此能够利用抽吸源的动作，使通过切削液供给构件供给至被加工物的上表面的切削液流入切削刀具和被加工物相接触的加工点来进行加工点的冷却，并且，能够将因切削而产生的切屑引入切削液并立刻从排出口排出至刀具罩的外部。这样，由于含有切屑的切削液被抽吸并排出，所以能够降低切屑附着在被加工物的上表面的可能性。
在上述刀具罩的底部，朝向切削刀具的旋转方向的相反方向侧形成有从缝状开口部向刀具罩的外侧延伸的空气引入通路，因此，能够借助于抽吸源的动作稳定地抽吸含有切屑的切削液并将其引入刀具罩的排出通路中，并将该切削液从上述排出口排出至刀具罩的外部。
上述切削液供给构件具备：多个切削液供给口，它们在刀具罩的底部夹着缝状开口部，并且形成为排列在缝状开口部的延伸方向上；和切削液供给通路，其一端与切削液供给口连接，其另一端与切削液供给源连接，因此，即使不将切削液直接供给到切削刀具，也能够对切削刀具和被加工物相接触的加工点有效地供给切削液。因此，含有切屑的切削液不会飞散到被加工物的上表面，从而能够防止切屑附着在被加工物的上表面。
在上述缝状开口部的一端，而且是在上述排出通路的延长线上，形成有抽吸开口部，因此能够利用抽吸开口部高效地抽吸更多的切削液和大的切屑，并将它们从上述排出口排出至刀具罩的外部。
附图说明
图1是示出切削装置的一个例子的立体图。
图2是示出切削构件的结构的立体图。
图3是示出刀具罩的结构的立体图。
图4是示出刀具罩的结构的仰视图。
图5是示出刀具罩的结构的沿图4中的A-A线的剖视图。
图6是示出刀具罩的结构的沿图4中的B-B线的剖视图。
图7是示出刀具罩的结构的沿图4中的C-C线的剖视图。
图8是说明切削液在刀具罩的下方流动的方向的说明图。
图9是示出切削加工的状态的剖视图。
标号说明
1：切削装置；2：装置底座；2a：上表面；3：盒；4：搬入搬出构件；5：临时放置区域；6a：第1搬送构件；6b：第2搬送构件；7：保持构件；70：移动基座；8：摄像构件；9：清洗区域；10：切削构件；11：切削刀具；110：轮毂基座凸台部；111：轮毂基座锥形部；112：外周部；113：切削刃；113a：刃口；115：安装固定螺母；116：安装凸缘；12：主轴单元；120：主轴；121：主轴外壳；20：刀具罩；200：罩主体；200a：后部侧罩；200b：前部侧罩；201：底部；21：缝状开口部；22：空气引入通路；23：抽吸开口部；24：排出通路；25：排出口；26：排出罩；27：抽吸源；28：主轴用插入孔；29：安装凸缘收纳部；30：切削液供给构件；31：供给部；32：切削液供给口；33：切削液供给通路；34：连接供给通路；35：切削液供给源；36：切削液供给区域；37：切削液；40：切屑。
具体实施方式
图1所示的切削装置1具有装置底座2，在装置底座2的前部配设有收纳多个被加工物的盒3。在装置底座2的上表面2a配设有：搬入搬出构件4，其从盒3搬出切削前的被加工物并将切削后的被加工物搬入盒3；临时放置区域5，其临时放置被加工物；以及保持构件7，其保持被加工物。在盒3的附近设置有第1搬送构件6a，所述第1搬送构件6a在临时放置区域5和保持构件7之间搬送被加工物。
保持构件7与未图示的抽吸源连接并能够抽吸保持被加工物。保持构件7的周围被移动基座70覆盖，并且保持构件7能够和移动基座70一起沿X轴方向往复移动。在该保持构件7的移动路径(X轴方向)上具备用于识别被加工物的应切削区域的摄像构件8、和对被加工物实施切削的切削构件10。摄像构件8具有光学系统的摄像元件，并且能够识别用于将被加工物分割成一个个器件的区域。
在装置底座2的中央配设有：进行被切削构件10切削后的被加工物的清洗的清洗区域9；和将切削后的被加工物从保持构件7搬送至清洗区域9的第2搬送构件6b。
如图2所示，切削构件10至少具备切削被加工物的切削刀具11、和将切削刀具11支承成能够旋转的主轴单元12。主轴单元12至少具有：安装有切削刀具11且能够旋转的主轴120；和以主轴120能够旋转的方式围绕所述主轴120的主轴外壳121，主轴单元12借助于未图示的马达使主轴120旋转，由此能够使切削刀具11以规定的转速旋转。
切削刀具11构成为：具备在中央具有开口部的轮毂基座凸台部110，在与所述轮毂基座凸台部110连接的轮毂基座锥形部111的外周部112装配有切削刃113。该切削刀具11被安装固定螺母115固定于与主轴120成为一体的状态。
切削装置1具备：图3所示的刀具罩20，其以图2所示的切削刀具11能够旋转的方式覆盖所述切削刀具11；和切削液供给构件30，其被配设于刀具罩20上，对被加工物的上表面供给切削液。刀具罩20具有覆盖切削刀具11的箱状的罩主体200。图3的例子中的罩主体200由安装于主轴外壳121的后部侧罩200a、和面对后部侧罩200a安装的前部侧罩200b构成。
对刀具罩20的具体的结构进行说明。如图4所示，在罩主体200的底部201形成有缝状开口部21，该缝状开口部21在切削刀具11的切削刃113的厚度方向上具有规定的宽度L。当将图2所示的切削刀具11收纳于罩主体200的内部时，切削刃113的刃口113a(参照图2)从缝状开口部21稍稍突出。缝状开口部21的宽度L只要具有比切削刃113的末端形状稍大的宽度即可，例如是1mm以下的宽度。
在罩主体200的底部201以与缝状开口部21连通的方式形成有空气引入通路22。空气引入通路22向切削刀具11的旋转方向的反方向侧(上游侧)朝向刀具罩20的外侧延伸，并且形成为到达图3所示的罩主体200的底部201的一端。即，空气引入通路22在底部201的一端开口。
如图5所示，在罩主体200的内部形成有排出通路24，所述排出通路24的一端与缝状开口部21连通，并且另一端经由排出口25而与抽吸源27连通。排出通路24以相对于罩主体200的底部201倾斜的方式设置，并且形成在图2所示的切削刀具11的旋转方向的前方侧。在排出通路24的抽吸源27侧的末端插入有管26，并且该管26的露出部分向罩主体200的外侧突出。通过在排出通路24中插入管26，防止了下述情况：空气从图3所示的后部侧罩200a与前部侧罩200b的装配面泄漏而导致抽吸压力降低。
如图5所示，在缝状开口部21的一端，而且是在排出通路24的延长线上形成有抽吸开口部23。抽吸开口部23具有比图4所示的缝状开口部21的宽度L宽的宽度。图5的例子中的抽吸开口部23形成为椭圆形，但不限定于该形状。这样，通过在缝状开口部21的一端形成宽度大的抽吸开口部23，能够高效地将切削时使用的切削液引入排出通路24。
如图6所示，在构成切削构件10的主轴120的末端连结有安装凸缘116。切削刀具11安装于安装凸缘116，并且被安装凸缘116和螺纹安装在安装凸缘116的末端的安装固定螺母115夹持。另一方面，如图5及图6所示，在罩主体200的中央形成有使主轴120插入到罩主体200的内部的主轴用插入孔28。并且，在罩主体200中以与主轴用插入孔28连通的方式形成有安装凸缘收纳部29。安装凸缘收纳部29具有这样的空间：能够收纳连结在主轴120的末端的安装凸缘116、和借助安装固定螺母115固定于安装凸缘116的切削刀具11。这样，刀具罩20构成为在罩主体200的内部能够以如下方式进行收纳：仅使切削刀具11的的切削刃113的与被加工物接触的一部分从缝状开口部21突出，而覆盖突出部分以外的切削刀具11。
如图7所示，切削液供给构件30具备：供给部31，其安装于罩主体200的侧部；多个切削液供给口32，它们形成于图4所示的罩主体200的底部201；以及切削液供给通路33，其一端与切削液供给口32连接，并且，其另一端经由供给部31而与切削液供给源35连接。
多个切削液供给口32与图4所示的缝状开口部21的延伸方向平行地排列在一条直线上，多个切削液供给口32排列在该一条直线上的部分构成为切削液供给区域32a、32b。该切削液供给区域32a、32b在罩主体200的底部201夹着图4所示的缝状开口部21至少形成有2个。另外，切削液供给口32的个数和形状不特别限定。并且，也可以配设2组以上的切削液供给区域。
在图7所示的切削液供给通路33连接有连接供给通路34，所述连接供给通路34在罩主体200的内部沿与纸面垂直的方向延伸，并用于分别朝向图4所示的在罩主体200的底部201形成的2个切削液供给区域32a、32b供给切削液。如图3所示，供给部31被配设于后部侧罩200a上。通过将供给部31配设在后部侧罩200a上，并设置一处从切削液供给源35至刀具罩200的外部配管，由此，例如当更换切削刀具11而卸下前部侧罩200b时，由于在前部侧罩200b上没有外部配管，所以切削刀具11的更换作业性良好。
以下，对切削装置1的动作例进行说明。图1所示的被加工物W是被加工物的一个例子，没有特别地限定材质等。在切削被加工物W时，被加工物W形成为经由带T而与环状的框架F成为一体，并且将多个被加工物W收纳于盒3中。
搬入搬出构件4将与框架F成一体的被加工物1从盒3中拉出并临时放置在临时放置区域5。接下来，利用第1搬送构件6a将临时放置于临时放置区域5的被加工物W搬送至保持构件7。在被加工物W被保持在保持构件7上后，使保持构件7沿X轴方向移动，并移动至装配有刀具罩20的切削构件10的下方。此时，利用摄像构件8对保持在保持构件7上的被加工物W进行摄像来检测出应该切削的区域。
在保持构件7移动到装配有刀具罩20的切削构件10的下方后，使图2所示的主轴120旋转，从而使切削刀具11以规定的转速旋转，并且，使切削构件10沿Z轴方向下降，利用切削刀具11的切削刃113对被加工物W的上表面进行切削。
在被加工物W的切削过程中，图3所示的切削液供给构件30动作，使切削液从切削液供给源35流入供给部31。流入图7所示的供给部31中的切削液经由连接供给通路34流入所有的切削液供给通路33，并且从各切削液供给口32向下方喷出，从而被供给到图1所示的被加工物W的上表面。此时，图2所示的切削刀具11整体被图3所示的刀具罩20覆盖，并且各切削液供给口32处于从切削刀具11离开的位置，因此从切削液供给口32喷出的切削液不会直接施加于切削刀具11。
由于切削液供给构件30不是朝向旋转的切削刀具11直接供给切削液，因此切削液不会因切削刀具11的旋转而向切削刀具11的周围飞散。这样，即使不朝向切削刀具11直接供给切削液，也能够在由多个切削液供给口32构成的一对切削液供给区域32a、32b中将切削液供给至被加工物W的上表面，并且，图5所示的抽吸源27的抽吸力通过排出通路23及抽吸开口部24而进行作用，由此，如图8所示，从多个切削液供给口32喷出的切削液朝向缝状开口部21及抽吸开口部23流动，因此，能够使切削液集中在切削刀具11与被加工物W接触的加工点处，对这一部分进行冷却。而且，能够借助于抽吸源27的抽吸力将集中在抽吸开口部23的切削液抽吸到图5所示的排出通路24中，并从排出口25排出至刀具罩20的外侧。
如图9所示，在一边相对于切削构件10使被加工物W沿X方向相对移动一边利用切削刃113对被加工物W的上表面进行切削时，向被加工物W的上表面供给而积存的切削液37随着在刀具罩20的内部旋转的切削刃113的旋转而随之旋转，容易向其旋转方向流动。因此，含有在切削时产生的切屑40的切削液37容易经由缝状开口部21和抽吸开口部23被引入排出通路24。
此时，由于从空气引入通路22朝向在刀具罩20的内部旋转的切削刃113引入空气，所以抽吸源27的抽吸力在排出通路24中稳定地进行作用，从而能够可靠地将切削液37抽吸至排出通路24中。
而且，即使向被加工物W的上表面供给的切削液37的流量变多，也能够通过抽吸开口部23高效地进行抽吸。并且，即使在切屑40比图8所示的缝状开口部21的宽度大的情况下，只要是能够通过抽吸开口部23的大小，就能够防止切屑夹在缝状开口部21中。这样，切削过程中产生的切屑40和切削液37一起从排出口25排出至刀具罩20的外部。
在完成被加工物W的切削后，利用图1所示的第2搬送构件6b将切削后的被加工物W搬送至清洗区域9并在清洗区域9清洗被加工物W，然后，利用第1搬送构件6a将被加工物W临时放置于临时放置区域5，然后利用搬入搬出构件4将清洗后的被加工物W收纳于盒3中。
如上所述，本发明的切削装置1构成为，利用刀具罩20覆盖切削刀具11的切削刃113上的从缝状开口部21突出的部分以外的部分，供给至被加工物W的上表面的切削液被抽吸而流入切削刀具11的切削刃113与被加工物W相接触的加工点处，该切削液经由缝状开口部21被引入排出通路24，并经由排出口25排出至刀具罩20外，因此，不需要朝向切削刀具11直接喷射切削液，含有切屑的切削液不会飞散，并且，能够利用抽吸源27的抽吸力将含有切屑40的切削液37从排出口25排出至刀具罩20的外部，因此能够降低切屑附着于被加工物W的上表面的可能性。
切削液供给构件30具备：多个切削液供给口32，它们在刀具罩20的底部201夹着缝状开口部21并形成为排列在一条直线上；和切削液供给通路33，其一端与切削液供给口32连接，并且，其另一端与切削液供给源35连接，因此，即使不直接将切削液供给至切削刀具11，也能够有效地对切削刀具11和被加工物相接触的加工点供给切削液。

Claims (2)

1.一种切削装置，其特征在于，
所述切削装置具备：
保持构件，其保持被加工物；
切削刀具，其在外周具有对由该保持构件保持的被加工物进行切削的切削刃；
主轴单元，其包括使该切削刀具旋转的主轴；
刀具罩，其装配于该主轴单元并覆盖该切削刀具，在底部具有使该切削刀具的该切削刃的末端突出的缝状开口部；以及
切削液供给构件，其配置在该缝状开口部的宽度方向外侧，向被加工物的上表面供给切削液，
在该刀具罩中形成有排出通路，所述排出通路的一端与该缝状开口部连通，并且，所述排出通路的另一端与连接于抽吸源的排出口连通，该排出口配置在所述排出通道的所述抽吸源侧的末端，
在所述刀具罩的所述底部形成有空气引入通路，所述空气引入通路沿着该底部的与所述切削刀具的旋转方向相反的方向从所述缝状开口部向该刀具罩的外侧延伸，
在所述缝状开口部的一端，而且是在所述排出通路的延长线上，形成有宽度比该缝状开口部宽的抽吸开口部，
所述切削液供给构件不向所述切削刀具直接供给切削液，供给至被加工物的上表面的切削液通过作用于所述排出通道和所述抽吸开口部的抽吸力而集中在所述切削刀具与被加工物接触的加工点处，并随着该切削刀具的旋转而经由该缝状开口部被引入该排出通路，然后经由该排出口被排出至该刀具罩外。
2.根据权利要求1所述的切削装置，其特征在于，
所述切削液供给构件包括：
切削液供给口，其形成在所述刀具罩的所述底部；和
切削液供给通路，该切削液供给通路的一端与该切削液供给口连接，并且，该切削液供给通路的另一端与切削液供给源连接，
该切削液供给口夹着所述缝状开口部并在该缝状开口部的延伸方向上排列有多个，由此构成一对切削液供给区域。
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