CN111482897A - 一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，包括：转轴、电机和刀盘组件；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；转轴通过具有锥度的回转表面来与刀盘座同轴配合以实现第一定位关系；转轴通过轴肩与刀盘座的端面接触配合以实现第二定位关系；且转轴与刀盘座之间以第二定位关系为轴向的限定位基准。转轴上开设有轴向延伸的流水孔；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；壳体为一体成型构造的外壳体；外壳体的后端盖与电机的水套为一体式结构；壳体内设有连通至气浮轴承的气道；气道不经过电机所在的壳体区域。

Description

一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构

技术领域

本发明涉及高精密切割设备领域,特别是一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构。

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具有以下缺陷：

l 刀盘定位结构安装配合缺陷

现有划片机上气浮主轴和刀盘座是通过采用锥度配合安装来进行定位和切割扭矩的传递，但是该方式的最大缺陷是：

1.固定砂轮薄片的刀盘座锥孔和主轴转轴通过锥面配合，因此其既要保证同心度又要保证端面垂直度。因而仅采用锥面配合使连接刚性和重合精度有了很大的局限性，尤其是在加工、装配过程中很难保证理想配合，因此精度会有一定影响，这种影响是对高精度及高速划切加工尤为致命。

2.刀盘座为了有效传递切割扭矩必须保证锥孔和转轴上锥面配合有较大压紧力，轴向压紧螺母的压紧力大小范围很难控制，压紧力还会受转速离心力和温度影响产生动态变化。压紧力过小传递切割扭矩和刀盘稳定性有问题，过大产生沿法向应力和变形引起刀盘座端面扭曲变形进而引起切割砂轮薄片变形，影响切割质量。

3.刀盘座锥孔受力大、配合紧，在装拆过程中还容易磨损、拉伤和扭曲变形影响精度和使用寿命。

l 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。

l 温度控制结构的缺陷

砂轮划片机气浮电主辅都是采用压缩空气从尾部端面进气口进气，其缺陷是:

1.压缩空气从气轴尾部进入，必然要从气浮电主轴的主要发热源——电机定子线圈旁的壳体经过。经过空气会因此产生温度的变化，进而影响主轴上空气轴承的部分温度。温度变化会产生热胀冷缩，由于该类型主轴伸出端较长，一次切割槽的数量和时间比较长，所以温度引起的热胀冷缩对要求精密切割划槽宽度的一致性影响比较大。

2.砂轮划片机气浮电主轴精度要求非常高，轴承间隙较小。温度变化引起的尺寸波动对气浮主轴精度和刚性产生影响，进而会影响划切槽的质量。

l 分体式结构的配合缺陷

电机后置式并通过电机座壳体安装在划片机基座上的气浮主轴结构，其缺陷是：

1.由于采用的是空气轴承主轴壳体和电机座壳体，两个壳体通过配合及装配再用螺丝紧固形式连接。空气主轴壳体安装精度是通过电机座壳体保证的，两个壳体之间会存在加工和装配误差，从而影响主轴安装精度。

2.另外，工作过程中的温度变化会使两个壳体之间螺丝紧固的内应力发生变化，因此其也会对主轴安装精度和刚性产生一定的影响。

发明内容

本发明的技术方案是：一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，包括刀盘组件、转轴、电机、外壳体。划片刀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。划片刀上设有夹砂轮薄片，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。

划片刀通过其轴向的锥孔而套装在了转轴的前端，因此刀盘座与转轴之间主要表现为“端面定位”和“锥面定位”两种定位关系。第一、转轴上设置了一个轴肩，刀盘座则通过其后端面与该轴肩的端面进行配合以满足轴向装配的基准限定位。第二、转轴的前端回转表面设置锥度，同时刀盘座的中轴孔也配合相应锥度，在确保与端面定位的尺寸匹配前提下，锥面定位既可以确保同轴关系，也可以配合端面定位实现轴向限位。

在本发明中，锥面定位为第一定位关系，其主要保持同轴配合关系以及装配尺寸的粗定位。端面定位为第二定位关系，转轴与刀盘座之间的配合关系以第二定位关系为基准，本发明中端面定位的精度非常高，轴肩的端面跳动可以控制在2μ以内，因此转轴与刀盘座之间的配合更加的精密，传动的稳定性也更加高。当刀盘座通过压紧螺母锁紧时，端面定位的方式可以使得压紧螺母与轴肩之间对刀盘座进行定位夹紧。而锥面定位间隙容易控制到很小，甚至为零或者1~2μm的负间隙，以保证极高的同轴精度和可以忽略的变形影响，同时又有很好的装拆性能。

同时本发明也解决了清洗冷却结构的设计问题。

在转轴上开设有轴向延伸的流水孔，流水孔的作用在于提供清洗、冷却用水。同时，在划切刀上设有延伸至砂轮薄片两侧表面的导槽，若有冷却清洗液流入导槽内，随着切刀的高速转动，冷却清洗液在离心力作用下会通过砂轮薄片的夹持导槽流出。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，硬刀通过螺帽压紧安装硬刀盘座上。

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。而硬刀是一体结构，因此在导槽直接通往砂轮薄片的两侧表面就可以确保供水。

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：

第一种是从转轴的后端进行供水，这种方式就要求从转轴的后端面上进行开孔（随着深孔加工技术的发展，深孔加工精度、成本和效率都可以控制）。流水孔可以沿着转轴的轴线，从转轴的后端面向转轴的前端延伸。因此，这种开孔方式下的转轴前端是封闭的。但是，在向转轴后端面的流水孔内喷注冷却清洗液时，为了保证足够供水或冷却清洗液会产生部分多余水或冷却清洗液，水或冷却清洗液会产生溢流，溢流的水或冷却清洗液仍然从后端面上的流水孔排出。

因此，基于上述结构，转轴中心4~5mm的长孔直通后端，电机的定子则采用环氧树脂封装达到防水效果。那么在壳体内部，为了确保溢流的冷却清洗液能够顺利排除，在转轴后端的壳体上设置了排水口将溢流液体排出壳体。

第二种是从转轴的前端进行供水，这种供水结构需要在转轴的前端面上开设流水孔，该流水孔同样沿着转轴的轴向延伸，但是该流水孔不需要太深。同时在转轴的前端正对位置上设置一根喷水管，一般喷水管是布置在转轴的壳体中，喷水管不断的向转轴前端的流水孔喷注冷却清洗液。由于前端面的空间限制较少，且该种流水孔的深度不大，因此，可以在孔口直接溢流。

上述的两种供水方式都是用于砂轮薄片降温和清洗的，但是电机运行也需要通过循环水进行冷却，以确保温度不会过高。因此，本发明中将砂轮薄片的冷却水路与电机冷却水路分离开，即刀片清洗和排削用的流水孔用一个单独的水箱进行供水，而电机冷却系统则用另一个水箱进行供水。该设计思路是因为电机工作温度较高，因此其冷却循环水的温度也较高且与刀片清洗和排削用的流水存在较大温差。如果砂轮薄片冷却清洗液受到这种温差影响则会极大的影响切割精度，因此采用两个独立的冷却回路。若不考虑划切机尺寸规格及设计成本，在划切机上采用制冷机控制温度，那么砂轮薄片与电机可以使用同一个冷却回路。

悬置式电机转轴为主的划片机气浮主轴，特点是功率大、扭矩大。但是转轴外壳的装配稳定性及刚性同样会影响转轴的工作性能：

悬置式电机转轴为主的划片机气浮主轴，转轴壳体与电机的壳体是分体式结构。因此，在布置时，转轴外部为主轴壳体，电机外部为电机壳体。两个壳体是通过两体配合的，再经过螺栓紧固形式连接。以上述这种布置方式就存在很大的弊端，第一由于两体配合，装配精度和尺寸误差会对转轴造成较大影响。两体式外壳的刚性差，抗振动性能不好，尤其是在高精密加工过程中，任何的振动及偏差都会反应在产品上，并造成巨大的影响。

为了改善上述情况，将电机的壳体与转轴的壳体采用一体式设计，即转轴与电机在同一个外壳体内。同时，为了尽可能的减少结构装配对于悬臂式转轴的影响，将电机的水套和外壳体的后盖设计为一体式结构，定子线圈直接安装在水套内，增加结构的稳定性，便于装配维护。

为了获得较高稳定性及高转速，转轴与其外部壳体的配合主要通过气浮轴承进行配合。气浮轴承需要通过气道进行气压供给才能进行稳定工作，一般在转轴区域的壳体内都会设置气道，气道通往各个气浮轴承，并对气浮轴承的轴向和径向进行气压维持。

在传统结构中，气道是从转轴的后端位置开始的，因此气道会经过电机壳体位置。尤其是电机在运转后产生大量热量，经过电机壳体的空气会被加热，加热后及加热不均匀的空气被输送至气浮轴承，这对于气浮轴承会产生巨大的影响，特别是在进行高精度切割时，温度变化造成的气浮轴承缝隙的热胀冷缩，对于承载力、刚性、轴向长度的伸展控制情况都具有极大影响。

因此，在本方案中，将气道全部设计在转轴轴承段的外壳体中，使气道不经过电机位置。因此气道的入口可以设计在转轴轴承段的任何位置，进入气道的压缩空气就不会受到额外的温度影响，保持相对低温和恒温状态，对于气浮主轴和气浮轴承之间的配合精度、刚性、振动情况都极为有益。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1是本发明中气浮主轴结构的横剖图；

图2是图1中双定位结构的局部放大图；

图3是图1中转轴后端溢流设计的局部放大图；

图4是本发明中气浮主轴结构的纵剖图；

图5是传统的划切机气浮主轴结构剖视图；

其中：1、转轴；2、刀盘座；3、刀盘盖；4、砂轮薄片；5、压紧螺母；6、外壳体；7、气浮轴承；8、电机定子线圈；9、流水孔；10、锥面配合；11、端面配合；12、离心出水孔；13、导槽；14、气道；15、进气口；16、止推端；17、法兰盘；18、止推板；19、溢流口；20、溢流孔；61、前端盖；62、后端盖；63、本体。

具体实施方式

实施例1：

如附图2所示，其重点在于转轴1与刀盘的定位配合。现有技术中，刀盘座2与转轴1的配合方式仅仅依靠回转式的锥面配合，并通过锥面在径向上的增幅进行限定为。但是，该定位方式有很大局限性。尤其是单锥面配合的稳定性不好，不适合高速划切加工。

本实施例中的刀盘定位结构，其中转轴1与刀盘座2采用了双定位的方式，即同时采用锥面配合10和端面配合11。且端面配合11的精度在2µm以内，确保刀盘座2能够获得稳定的转动状态，高速划切更加有优势。

具体的表现为：在转轴1包括一个回转的本体，本体前端为刀盘座2的配合端，配合端的回转表面为锥面，该锥面仍然采用1:20的锥度设置，确保其有一个通用的配合锥度，便于现有刀盘的安装替换。

如图2所示，本体与配合端之间经形成了一个轴肩部，该轴肩部的端面即用于端面配合11用。配合时，将刀盘座2的后侧端面与该轴肩的端面进行安装配合。基于端面的高尺寸精度和高平面度，刀盘座1与轴肩的端面配合作为主要的配合基准，而锥面配合用于确保同轴度能够提高转动稳定性。

在配合端的前部套装有一个压紧螺母5，压紧螺母5通过螺纹配合对刀盘座2进行轴向压紧。基于锥面配合的同轴度，压紧螺母5可以将刀盘座2向轴肩压紧，这样确保转轴1与刀盘座2之间以端面配合11为基础。因此，刀盘安装只受轴向压紧力固定，法向受力很小或几乎不受力，所以不会产生扭曲变形，压紧螺母的压紧力变化对刀盘变形影响很小。

在实际装配过程中，在锥面锥度为1:20的前提下使用短锥配合，锥面的轴向长度小于锥孔大端的直径尺寸。锥面长度短，锥度的精度偏差影响就小，这样便于加工，也能够高装配精度，使得拆卸更加方便。

以端面配合为主，减少刀盘锥孔受力，甚至不受力，这样使得拆卸、安装变得更加容易。因此，将会减少甚至不产生锥面之间的摩擦和拉伤问题。

实施例2：

如图2所示，其重点在于划片刀的冷却、清洗及润滑问题。本实施例中以软刀为原型，在刀盘座2上设有一个导槽13，导槽13沿着其径向延伸，导槽13的一端通往刀盘座2的轴孔，导槽13的另一端则是通往刀盘座2与刀盘盖3的夹缝，夹缝的表面上同样是导槽。

相应的在转轴1上则加工出一个沿着轴向延伸的流水孔9，流水孔9的孔径在4~5mm。同时转轴1的前端上还加工有沿径向延伸的离心出水孔12，离心出水孔12连通了流水孔9和导槽13。因此，当流水孔9内充有冷却液时，冷却液可以随之离心出水孔12进入导槽13，最终冷却液从导槽13内流入砂轮薄片4所在夹缝，在离心力作用下冷却液可以贴着砂轮薄片4的两面向外甩出。高速甩出的冷却液可以起到降温、清洗及润滑的目的。

流水孔内的持续喷注则可以分为两种结构布置方式：

1、孔口开设在转轴的前端面上。此时，由于刀盘座2的位置也位于转轴1的前端。因此，流水孔9的深度可以相对较小，流水孔9的底端封闭。相应的，在孔口正对的位置上悬置一根喷水管。喷水管对准孔口进行喷水，一般的喷水管并不直接接触孔口，这样可以确保液压和溢流问题。

在实际结构中，转轴1是通过气浮轴承7配合在主轴壳体内的，因此，喷水管可以独立设置在整体结构外部，当然也可以埋设在主轴壳体的内壁中。当喷水管以0.2Mpa的压力进行喷注时，冷却液可以稳定的进入流水孔内，随着转轴1自转产生的离心力，冷却液随之离心出水孔12、导槽13后到达砂轮薄片表面。同时，流水孔9的溢流可以直接下落，不会对砂轮薄片4造成影响。

2、流水孔9的孔口可以开设在转轴1的前端面，同样也可以开设在转轴1的后端面上。那么此时，转轴1及电机处的配合结构也需要经过特殊的设计。

转轴1的后端需要配合在电机转子的轴孔中，转轴1的后端穿过电机。为了避免冷却液影响电机工作，电机内部结构需要用环氧树脂进行封装。此时喷水管穿过电机壳体的后端盖正对流水孔9的孔口。

在这种结构下，流水孔9从转轴1的后端口开设，其前端则封闭。造成流水孔9需要比较深，因此喷注时水压需要稳定。此时，如图4所示，转轴1的后端溢流则需要用一个敞开的溢流罩19来配合。同时，孔口处设置一个喇叭口，喇叭口伸入到溢流口19内，这样溢流不会向外飞溅。溢流罩通过密封圈对接在电机壳体的后盖上，同时此处的后盖上还开设溢流孔20。这样溢流出来的冷却液就可以排出至壳体外。

实施例3：

如图1所示，转轴1是通过气浮轴承7与外壳体6配合，气浮轴承7的工作原理是：用压缩空气（通常是空气）作为介质来支撑轴承，因此需要一个气压源来向气浮轴承供气。供气的气道是设置在壳体内的，气道沿着轴向延伸。

传统的气道布置方式是从壳体的后端面开始，沿着轴向向前端延伸。这样的布置方式会使得气道经过电机位置，而高速运转的电机产生的热量是电机冷却系统无法完全带走的，剩余约40%的热量在通过壳体散热时会不断的对经过的空气加热，加热后的空气被输入气浮轴承，而空气热膨胀系数是1/273.15°。在加热后很容易膨胀，对于气浮轴承会产生致命影响。

因此，本方案中，将气道14的布置位置做了改进：气道14不经过电机所在的壳体区域。气道14的入口设置在电机位置前侧的任何一处，只有气流不经过热源才能降低其被加热的风险。

本实施例中，根据转轴的结构，将转轴分为：配合刀盘座2的前端部、配合电机的后端部、配合壳体的本体。在本体的前端设置有止推端16，本体则通过气浮轴承7与壳体安装配合。因此，止推端16、气浮轴承的法兰盘17以及止推端外侧的止推板18可以起到轴向限位的作用。

而壳体内的气道包括轴向和径向两个支路方向，径向的支路则是通往气浮轴承内的气路。气浮轴承内的气路分别通往转轴与轴承之间的配合面、法兰盘与止推端后端面之间的配合面。如图4所示，气道的轴向支路则向壳体的前端延伸，直接通往止推端前端面，其可以在止推端前端面与止推板之间形成气膜。

上述结构的优势在于，压缩空气可以在止推端的两侧端面处形成气膜，同时在气浮轴承与转轴之间形成气膜。

实施例4：

如图1所示悬置式电机转轴为主的划片机气浮主轴，为了避免分体式壳体对转轴1的影响，将转轴1与电机安装配合在同一外壳体6内。外壳体6可以分为前端盖61、后端盖62和本体63。轴体1通过气浮轴承7与本体63进行配合安装，本体63的前端通过前端盖密封。电机定子线圈8外设置了水套，水套与后端盖62一体设计。因此，后端盖62同时也是电机端盖。

那么通过该一体式设计的外壳，其优势在于能够避免因为外壳配合缝隙而影响结构刚性好。而且，由于分体式的配合缝隙需要通过紧固件连接，在温度及工作振动下，连接件的内应力会发生变化，同样会对转轴的安装精度及刚性产生巨大影响。

基于该一体式的壳体，结合实施例3中的气道结构：气道14不经过电机所在的外壳体区域，这样可以避免空气被加热。

实施例5：

结合上述技术问题及技术方案，最终形成本气浮主轴结构：

1、采用端面和锥面的双定位结构

刀盘座与转轴之间的配合以端面配合为主，锥面配合为辅。刀盘座通过其轴向的中轴孔套装在了转轴的前端，因此刀盘座与转轴之间主要表现为：第一、转轴上设置了一个轴肩，刀盘座则通过其后端面与该轴肩的端面进行配合以满足轴向装配的基准限定位。第二、转轴的前端回转表面设置锥度，同时刀盘座的中轴孔也配合相应锥度，在确保与端面定位的尺寸匹配前提下，锥面定位既可以确保同轴关系，也可以配合端面定位实现轴向限位。

由于端面定位的精度非常高，端面的跳动可以控制在2μ以内，因此转轴与刀盘座之间的配合更加的精密，传动的稳定性也更加高。当刀盘座通过压紧螺母锁紧时，端面定位的方式可以使得压紧螺母与轴肩之间对刀盘座进行定位夹紧，操作更加方便，这使得安装与拆卸更为灵活。

2、采用主轴刀盘内出水（或内处切割液）结构

在转轴的中心开设有一个沿着轴线方向延伸的流水孔，流水孔具有一个用于进水的孔口。同时在转轴上还开设有径向延伸的离心出水孔，离心出水口可以通往刀盘座。刀盘座上同样开设了导槽，导槽与离心出水孔对接，导槽则通往刀盘座与刀盘盖的装夹缝隙。原理是通过向流水孔喷注冷却水或切削液，冷却水或切削液从离心出水孔进入导槽，再由导槽进入刀盘座与刀盘盖装夹面上的小导槽内。此时冷却水或切削液就可以从砂轮薄片的两侧向外运动，在高速转动的离心力作用下，冷却水或切削液不仅可以带走砂轮薄片表面的温度，同时可以对砂轮薄片及划切位置上的碎屑进行冲洗，达到清洗的目的。由于冷却水或切削液是贴着砂轮薄片流出的，这样既能保持砂轮薄片清洁还提高切削质量和切削效率。因此，“轴内出水”不但环保，而且大大提高冷却水冷却液的使用效能。

那么跟进一步的，流水孔的注水方式可以从转轴的两端设计：从前端设置喷水管，那么转轴上流水孔的开设方式是开口在转轴前端，流水孔无需太深。另一种设计是，流水孔的开口在转轴后端，那么流水孔较深，同时由于转轴后端配合电机，在转轴的后端需要设置排水结构以避免电机进水。

3、气浮主轴压缩空气进气口位于电机（定子线圈壳体）前端

在转轴和电机外均设置壳体：转轴转配于主轴壳体内，电机则装配于电机壳体内。由于转轴需要通过气浮轴承与主轴壳体进行装配，气浮轴承则需要外部气源保持其气压稳定。因此，在主轴壳体内设置了气道，气道分别通往气浮轴承的轴向和径向。径向供气可以使气浮轴承与转轴之间形成一层气膜，而轴向供气则是确保气浮轴承的法兰盘与主轴壳体的配合端面之间形成气膜。

基于上述气道的设置原因，气道的开设路径是不能经过电机位置。因为电机高速转动下会产生大量热源，而此时经过电机的空气会被加热，加热后的空气温度会提高30~40%，且温度具有波动性。被加热后的空气送入气浮轴承，会对转轴的回转带来巨大影响。尤其是超长、超精密的划片机气浮电主轴压缩空气温度变化对气轴轴承内部间隙等结构影响较明显。

因此本实施例中将气道的进气口设置在电机位置的前部，即设置在主轴本体外壳上的任何位置。这样气道的中的空气就不会被加热，进入气浮轴承的空气温度可以保持较低且恒定，会对气浮主轴精度、刚性和振动都有益处。

4、电机后置并将电机壳体与主轴壳体设计为一体式

由于划切机上的空气轴承电主轴采用了悬置方式固定，电机后置于结构中。悬置式的转轴可以配合大功率的电机，这样悬臂端的尺寸可以设计的较小，重量也可以控制。此时，若采用分体式结构，虽然壳体加工方便了，结构装配简单了。但是，由于分体结构始终存在配合缝隙及刚性差，因此两体之间的承载会影响安装精度及结构刚性。

采用一体式的外壳体，又电机和后盖装配成一体，电机可以从后盖处进行安装或拆卸。转轴通过气浮轴承与外壳体配合，同时电机则通过水套与外壳体配合，水套与外壳体的后盖采用一体结构。定子线圈安装在水套内也成为一体，既便于空气电主轴安装、调试及维修，又方便使用大尺寸功率电机转子，提高主轴功率和扭矩。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，包括：

设置于壳体内的转轴，且转轴通过气浮轴承配合于壳体内，转轴前端还安装有装夹划片刀；

设置于壳体内的电机，电机驱动所述转轴自转；

其特征在于：所述划片刀通过锥孔套装于转轴上，且所述转轴通过具有锥度的回转表面来与所述划片刀同轴配合以实现第一定位关系；所述转轴通过轴肩与所述刀盘座的端面接触配合以实现第二定位关系；且所述转轴与所述刀盘座之间以第二定位关系为轴向的限定位基准；

所述转轴上开设有轴向延伸的流水孔；在所述划片刀上还设有延伸至砂轮薄片两侧表面的导槽；所述导槽通过转轴径向上开设的离心出水孔来与所述流水孔连通；

所述壳体为一体成型构造的外壳体；所述外壳体的后端盖与电机的水套为一体式结构；

所述壳体内设有连通至气浮轴承的气道；所述气道不经过电机所在的壳体区域。

2.根据权利要求1所述的一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，其特征在于：所述转轴上还套装有压紧螺母；基于第一定位关系的同轴配合下，所述压紧螺母与所述轴肩锁紧所述划片刀以确保第二定位关系。

3.根据权利要求2所述的一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，其特征在于：所述第二定位关系中配合面的跳动值不大于2µm。

4.根据权利要求1或3所述的一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，其特征在于：所述流水孔包括一个进水的孔口；所述孔口设置于转轴的前端面或转轴的后端面上。

5.根据权利要求4所述的一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，其特征在于：所述孔口设置于转轴的后端面上；且在所述转轴的后端还设置溢水罩、溢水孔和喷水管。

6.根据权利要求4所述的一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，其特征在于：所述孔口设置于转轴的前端面上；所述转轴的前端悬置有喷水管；所述喷水管向所述孔口内喷注液体。

7.根据权利要求1或5或6所述的一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，其特征在于：所述电机内设置有电机冷却回路；所述流水孔与所述电机冷却回路连通至不同的水箱。

8.根据权利要求7所述的一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，其特征在于：所述壳体包括前端盖、后端盖和本体；所述电机的水套与后端盖设置为一体结构；所述电机的定子线圈安装于所述水套内整合为一体结构。

9.根据权利要求1或8所述的一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，其特征在于：所述气道的进气口设置于：所述前端部对应壳体上或设置于本体对应壳体上。

10.根据权利要求9所述的一种提高划片切割精度及切割性能的气浮主轴结构，其特征在于：所述划片刀包括硬刀和软刀；所述软刀包括：刀盘座、刀盘盖及刀盘座和刀盘盖夹持的刀片；所述硬刀包括：与铝合金刀架一体固定的砂轮薄片。

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