CN114352704A - 划片机刀片主轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了划片机刀片主轴结构，包括壳体、转轴和排气挤压装置，转轴转动连接在壳体内，且能沿沿其轴向前后移动。壳体的前端设置有套接在转轴外的角接触球轴承。排气挤压装置包括固定在壳体前端的前壳，转轴的一端延伸出前壳，转轴位于前壳内的部分沿周向设置有凸环，凸环的前端与前壳的前壁间留有气压腔，气压腔通过前壳上的进气通道与壳体上的进气孔连通，凸环在气压腔内的气体压力推动下移动以压紧角接触球轴承，且气压腔内的气体能从转轴与前壳间的第一间隙和凸环与前壳间的第二间隙溢出前壳。成本低的同时，密封性高，转轴的稳定性和精密型都存在大幅度的提高。

Description

划片机刀片主轴结构

技术领域

本发明涉及划片机配件技术领域，尤其涉及划片机刀片主轴结构。

背景技术

划片机的主要功能包括对准和切割，对准的目的是寻找需求切割的位置，即刀片切割的位置。切割的目的是沿着对准的位置，将芯片分离成单独的颗粒。切割是划片机的关键部位，刀片固定在主轴结构上，由主轴结构带动转动，进而完成切割功能。为了适应芯片的切割环境，主轴结构通常采用气浮电主轴，通过空气轴承将转轴浮起，保证精度的同时，能将主轴结构内的气体时刻向外喷射，防止外部湿润的空气进入主轴结构的壳体内。但这种气浮电主轴，成本往往偏高。但普通的电主轴，切割力矩较小，精密度低，不能满足切割需求，且外部的湿润空气容易进入电主轴的壳体内，影响电主轴的使用寿命。

发明内容

为克服现有技术中，气浮电主轴成本高的问题和普通电主轴密封性差、精度低的问题，本发明的目的在于提供划片机刀片主轴结构，成本低的同时，密封性高，转轴的稳定性和精密型都存在大幅度的提高。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：划片机刀片主轴结构，其特征在于：包括

壳体；

转轴，转动连接在所述壳体内，所述壳体的前端设置有套接在转轴外的角接触球轴承，所述转轴能沿其轴向前后移动；

排气挤压装置，包括固定在所述壳体前端的前壳，所述转轴的一端延伸出前壳，所述转轴位于前壳内的部分沿周向设置有凸环，所述凸环的前端与前壳的前壁间留有气压腔，所述气压腔通过前壳上的进气通道与壳体上的进气孔连通，所述凸环在气压腔内的气体压力下移动以压紧角接触球轴承，且所述气压腔内的气体能从转轴与前壳间的第一间隙和凸环与前壳间的第二间隙溢出前壳。

本发明的有益效果在于：1.外部的纯净空气从进气孔进入到气压腔，填充在气压腔内，推动凸环朝向壳体移动。此时凸环能压紧在角接触球轴承上，角接触球轴承能大大提高转轴转动的稳定性，减小轴承在径向上的抖动，提高切割精度。2.气压腔内的气体从第一间隙和第二间隙外侧溢出，实现气体的单向流动，避免外部的污染气体从转轴与壳体的中间进入壳体内，又有保护壳体内部件，提高密封性。

进一步来说，所述前壳上开设有仅供转轴伸出的第一通孔，所述通孔和转轴的外壁之间限定形成环形的第一间隙；所述前壳内开设有供凸环转动和沿轴向移动的腔体，所述腔体的内壁和凸环的外壁间限定形成环形的第二间隙。保证气压腔内的气体在溢出时，比较均匀，环绕转轴和凸环溢出，避免单侧气体压力大导致转轴偏移。且第一间隙和第二间隙的设置，保证转轴和凸环在转动过程中和前壳没有接触，减少摩擦。

进一步来说，所述前壳上开设有与第二间隙导通的出气孔，所述出气孔的开设在对准凸环的位置。第二间隙内的气体可直接从出气孔排出到外部空气中，将出气孔的直径设置的较大，保证第二间隙内的气体直接进入出气孔，而避免第二间隙内的气体无法排出前壳。

进一步来说，所述凸环还开沿其周向上设有与出气口位置对应环槽。凸环的设置即在凸环处增大第二间隙的宽度，初始进入第二间隙内的气体再凸环处得到缓冲，在从对应的出气口排出，避免第二间隙内的气体无法排出前壳。

进一步来说，所述进气通道包括沿转轴轴向设置的水平段和垂直轴向设置的竖直段，所述水平段的一端与进气孔连通，另一端与竖直段连通，所述竖直段位于气压腔远离凸环的一端并与气压腔导通。进气通道可以设置两个，相对转轴的轴线对称设置，一次使用一个即可，另一个可采用螺栓密封堵死。

进一步来说，所述前壳包括第一立板和位于第一立板和壳体之间的第二立板，所述通孔开设在第一立板上，且所述通孔的直径大于转轴直径小于凸环的外径；所述第二立板上开设有与通孔同轴设置且直径大于凸环外径的第二通孔，所述第二通孔和第一立板之间限定形成圆柱形的腔体。前壳采用分体式的立板结构，便于加工，减少加工难度和成本。

进一步来说，所述第一立板和第二立板之间、第二底板和壳体之间均设置有密封两者连接处的密封圈，提高密封性。

进一步来说，所述转轴的另一端套接有位于壳体内的辅助转动组件，所述辅助转动组件包括套接在转轴外与其同步前后移动的辅助架，所述辅助架和转轴之间设置有辅助球轴承。辅助架由于和外壳件的摩擦力，不会和转轴同步转动，但端部的辅助球轴承，提高转轴转动的稳定性。

进一步来说，所述壳体上沿轴向开设有若干相互连通的冷却通道，所述壳体远离排气挤压装置的一端设置有与一个冷却通道导通的进水口和与另一个冷却通道导通的出水口。当向冷却通道内加入冷却液时，可以壳体的散热，从而降低高速旋转的转轴产生的温度。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的侧视图；

图3为沿图2中A-A线的剖视图；

图4为图3中A处放大图；

图5为沿图2中B-B线的剖视图；

图6为图5中B处放大图；

图7为本发明实施例中前壳的半剖图。

图中：

1、壳体；11、进气孔；12、冷却通道；2、转轴；21、凸环；211、环槽；3、排气挤压装置；31、前壳；311、第一立板；3111、通孔；312、第二立板；3121、第二通孔；32、气压腔；33、进气通道；331、水平段；332、竖直段；34、第一间隙；35、第二间隙；36、出气孔；4、角接触球轴承；5、密封圈；61、辅助架；62、辅助球轴承；71、磁极；72、线圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例

参见附图1所示，本发明的划片机刀片主轴结构，包括壳体1、转轴2和排气挤压装置3。

参照附图2、3和5所示，壳体1包括一端开口的外壳和盖合在开口处的前盖，外壳采用铝合金材质制得，散热性能好，加工方便。转轴2转动连接在壳体1内，且一端穿过前盖。壳体1的前端设置有套接在转轴2外的角接触球轴承4，转轴2能沿其轴向前后移动。转轴2能沿轴线微动，且当朝向角接触球轴承4移动时，能压紧角接触球轴承4，提高转动稳定性，减小转轴2径向上的偏移。角接触球轴承4为单列角接触球轴承4，角接触球轴承4包括外圈、内圈和两者之间的转珠，转珠为陶瓷材质，耐高温且耐磨。外圈固定在壳体1内，内圈在转轴2朝向角接触球轴承4移动时，沿角接触球轴承4周向产生相对位移，此时，角接触球轴承4的转动更加稳定。角接触球轴承4的轨道有一个在一个方向上开有角度，与轴线或者与轴线的垂直线成α角度，可以承受径向力与轴向力。

参照附图4和6所示，排气挤压装置3包括固定在壳体1前端的前壳31，转轴2的一端延伸出前壳31。转轴2位于前壳31内的部分沿周向设置有凸环21，凸环21和转轴2为一体结构，采用DG60高硬度不导磁材质制得，硬度高且没有磁性。转轴2位于壳体1内的部分固定有一对磁极71，壳体1内固定有可以通电的线圈72，线圈72通电时，转轴2高速转动。

凸环21的前端与前壳31的前壁间留有气压腔32，气压腔32通过前壳31上的进气通道33与壳体1上的进气孔11连通，进气孔11开设在前盖上。进气孔11与外部的供气源连接，供气源内的纯净空气从进气孔11进入气压腔32内。附图4中的空心箭头显示了供气源进入外壳中的进气的过程，凸环21在气压腔32内的气体压力下移动以压紧角接触球轴承4，此时，类似于气缸的活塞运动，凸环21相当于活塞，在气压腔32内气体压力作用下移动。角接触球轴承4能大大提高转轴2转动的稳定性，减小轴承在径向上的抖动，提高切割精度。且气压腔32内的气体能从转轴2与前壳31间的第一间隙34、凸环21与前壳31间的第二间隙35溢出前壳31，即此气压腔32并不是完全密封，而是和第一间隙34和第二间隙35导通，但第一间隙34和第二间隙35较小，气压腔32内的气体缓慢溢出，附图6中的空气箭头显示壳体1内气体向外流出的过程。由于第一间隙34直接和外部空气导通，因此第一间隙34排出的气体直接扩散到空气中，但第二间隙35与前壳31上的出气孔36连通，而出气孔36连通外部供气源，因此第二间隙35溢出的空气重新流入外部供气源中，供循环使用。气体单向流动，避免外部的污染气体从转轴2与壳体1的中间进入壳体1内，保护壳体1内部件，提高密封性。

出气孔36的开设在对准凸环21的位置。第二间隙35内的气体可直接从出气孔36排出到外部供气源中，将出气孔36的直径设置的较大，保证第二间隙35内的气体直接进入出气孔36，而避免第二间隙35内的气体无法排出溢出前壳，导致气压腔内的压力过大而发生前壳的损坏。凸环21还开沿其周向上设有与出气口位置对应环槽211。凸环21的设置即在凸环21处增大第二间隙35的宽度，初始进入第二间隙35内的气体在凸环21处得到缓冲，在从对应的出气孔36排出，避免第二间隙35内的气体无法排出及时排出前壳31。

前壳31上开设有仅供转轴2伸出的第一通孔3111，通孔3111和转轴2的外壁之间限定形成环形的第一间隙34，此时转轴2与通孔3111的内壁并不接触，实现溢气的同时，减少转轴2在转动过程中的摩擦。前壳31内开设有供凸环21转动和沿轴向移动的腔体，腔体的内壁和凸环21的外壁间限定形成环形的第二间隙35。此时凸环21与通孔3111的内壁并不接触，实现溢气的同时，减少凸环21在转动过程中的摩擦。第一间隙34和第二间隙35的环形结构，保证气压腔32内的气体在溢出时，比较均匀，环绕转轴2和凸环21溢出，避免单侧气体压力大导致转轴2偏移。

参见附图4所示，进气通道33包括沿转轴2轴向设置的水平段331和垂直轴向设置的竖直段332，水平段331的一端与进气孔11连通，另一端与竖直段连通，竖直段332位于气压腔32远离凸环21的一端并与气压腔32导通。保证进气孔11进去的气体，能通过进气通道33直接进入气压腔32内。进气通道33可以设置两个，相对转轴2的轴线对称设置，一次使用一个即可，另一个可采用螺栓密封堵死。

参见附图7所示，前壳31包括第一立板311和位于第一立板311和壳体1之间的第二立板312，通孔3111开设在第一立板311上，且通孔3111的直径大于转轴2直径小于凸环21的外径。第二立板312上开设有与通孔3111同轴设置且直径大于凸环21外径的第二通孔3121，第二通孔3121和第一立板311之间限定形成圆柱形的腔体。凸环21在腔体内来回移动，凸环21的前端面和第一立板311的侧壁间形成气压腔32。前壳31采用分体式的立板结构，便于加工，减少加工难度和成本。第一立板311和第二立板312之间、第二底板和壳体1之间均设置有密封两者连接处的密封圈5，提高密封性。为了加工便捷，水平段331为开设在第二立板312上的水平孔，竖直段332为开设在第一立板311上的竖直孔，竖直孔的下端与水平孔连通，竖直孔和水平孔的连接处设置有密封圈5，防止气体溢出。

为提高转轴2转动的稳定性，转轴2的另一端套接有位于壳体1内的辅助转动组件，辅助转动组件包括套接在转轴2外与其同步前后移动的辅助架61，辅助架61和转轴2之间设置有辅助球轴承62。辅助架61由于和外壳件的摩擦力，不会和转轴2同步转动，但端部的辅助球轴承62设置，提高转轴2转动的稳定性。

壳体1上沿轴向开设有若干相互连通的冷却通道12，壳体1远离排气挤压装置3的一端设置有与一个冷却通道12导通的进水口和与另一个冷却通道12导通的出水口。当向冷却通道12内加入冷却液时，可以壳体1的散热，从而降低高速旋转的转轴2产生的温度。

以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.划片机刀片主轴结构，其特征在于：包括

壳体；

转轴，转动连接在所述壳体内，所述壳体的前端设置有套接在转轴外的角接触球轴承，所述转轴能沿其轴向前后移动；

排气挤压装置，包括固定在所述壳体前端的前壳，所述转轴的一端延伸出前壳，所述转轴位于前壳内的部分沿周向设置有凸环，所述凸环的前端与前壳的前壁间留有气压腔，所述气压腔通过前壳上的进气通道与壳体上的进气孔连通，所述凸环在气压腔内的气体压力推动下移动以压紧角接触球轴承，且所述气压腔内的气体能从转轴与前壳间的第一间隙和凸环与前壳间的第二间隙溢出前壳。

2.根据权利要求1所述的划片机刀片主轴结构，其特征在于：所述前壳上开设有仅供转轴伸出的第一通孔，所述通孔和转轴的外壁之间限定形成环形的第一间隙；所述前壳内开设有供凸环转动和沿轴向移动的腔体，所述腔体的内壁和凸环的外壁间限定形成环形的第二间隙。

3.根据权利要求1所述的划片机刀片主轴结构，其特征在于：所述前壳上开设有与第二间隙导通的出气孔，所述出气孔的开设在对准凸环的位置。

4.根据权利要求3所述的划片机刀片主轴结构，其特征在于：所述凸环还开沿其周向上设有与出气口位置对应环槽。

5.根据权利要求1所述的划片机刀片主轴结构，其特征在于：所述进气通道包括沿转轴轴向设置的水平段和垂直轴向设置的竖直段，所述水平段的一端与进气孔连通，另一端与竖直段连通，所述竖直段位于气压腔远离凸环的一端并与气压腔导通。

6.根据权利要求2所述的划片机刀片主轴结构，其特征在于：所述前壳包括第一立板和位于第一立板和壳体之间的第二立板，所述通孔开设在第一立板上，且所述通孔的直径大于转轴直径小于凸环的外径；所述第二立板上开设有与通孔同轴设置且直径大于凸环外径的第二通孔，所述第二通孔和第一立板之间限定形成圆柱形的腔体。

7.根据权利要求6所述的划片机刀片主轴结构，其特征在于：所述第一立板和第二立板之间、第二底板和壳体之间均设置有密封两者连接处的密封圈。

8.根据权利要求1所述的划片机刀片主轴结构，其特征在于：所述转轴的另一端套接有位于壳体内的辅助转动组件，所述辅助转动组件包括套接在转轴外与其同步前后移动的辅助架，所述辅助架和转轴之间设置有辅助球轴承。

9.根据权利要求1-8任一所述的划片机刀片主轴结构，其特征在于：所述壳体上沿轴向开设有若干相互连通的冷却通道，所述壳体远离排气挤压装置的一端设置有与一个冷却通道导通的进水口和与另一个冷却通道导通的出水口。

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