[实用新型]一种半导体晶圆划片硬刀加工专用高精度数控车床

说明书

一种半导体晶圆划片硬刀加工专用高精度数控车床，包括气静压主轴、设置在气静压主轴上的一体式夹具、刀架以及设置在刀架上的车刀，气静压主轴固定在工件托板上，刀架固定在车刀托板上，工件托板和车刀托板分别沿水平方向滑动设置在床身上，且车刀托板的滑动方向垂直于工件托板的滑动方向分布；本实用新型可通过少次重复装夹提高半导体晶圆划片硬刀的加工精度。

技术领域

本实用新型涉及高精度数控车床领域，具体的说是一种半导体晶圆划片硬刀加工专用高精度数控车床。

背景技术

半导体晶圆用划片硬刀为圆形片状结构，中心具有贯穿的内孔，整体呈圆环状。在该划片硬刀的机架供过程中，通常需要利用高精度数控车床对其外圆、内圆以及两个端面分别进行加工。现有的车床加工中，需要针对划片硬刀的四个加工位置分别装夹不同的位置，采用不同的车刀，由此多次重复装夹造成不同位置的磨削加工中，工件与主轴之间的同心度存在系统性误差，即使通过具有高稳定性、高精准度的气静压主轴的夹持固定保障了各个加工位置的精度，却因系统误差使得工件整体加工精度难以保障。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种半导体晶圆划片硬刀加工专用高精度数控车床，通过少次重复装夹提高半导体晶圆划片硬刀的加工精度。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的具体方案为：一种半导体晶圆划片硬刀加工专用高精度数控车床，包括气静压主轴、设置在气静压主轴上的一体式夹具、刀架以及设置在刀架上的车刀，气静压主轴固定在工件托板上，刀架固定在车刀托板上，工件托板和车刀托板分别沿水平方向滑动设置在床身上，且车刀托板的滑动方向垂直于工件托板的滑动方向分布；

一体式夹具包括用于固定工件端部的吸盘系统和用于定位工件上内孔的定位系统；吸盘系统包括包括开设在气静压主轴的主轴本体前端端面外缘的多个吸孔和用于连接吸孔与抽真空设备的抽真空通道；定位系统包括由前至后依次滑动设置在开设于主轴本体前端的滑孔中的胀紧夹头和定位芯轴，胀紧夹头和滑孔之间设有前向滑动限位，胀紧夹头的前端具有胀紧部，胀紧部用于由定位芯轴驱动并胀起后通过卡接工件上内孔以定位工件，胀紧夹头内具有与设置在定位芯轴前端的锥部配合以驱动胀紧部胀起的锥形孔；

刀架的数量为三个，三个刀架上分别设有用于加工工件的外圆、内圆以及外端面的对应车刀。

优选的，床身上设有供工件托板滑动配合的工件导轨和供车刀托板滑动配合的车刀导轨；工件导轨包括平行间隔分布X轴V形气浮导轨和X轴平形气浮导轨，在工件托板的下沿对应设有X轴导轨托板V轨和X轴导轨托板平轨；车刀导轨包括平行间隔分布的Z轴V形气浮导轨和Z轴平形气浮导轨，在车刀托板的下沿对应设有Z轴导轨托板V轨和Z轴导轨托板平轨。

优选的，X轴V形气浮导轨和X轴平形气浮导轨分别设置在固定于床身上的X轴凵形座的上沿，在X轴凵形座内设有用于驱动工件托板滑动的X轴直线电机；Z轴V形气浮导轨和Z轴平形气浮导轨分别设置在固定于床身上的Z轴凵形座的上沿，在Z轴凵形座内设有用于驱动车刀托板滑动的Z轴直线电机。

本实用新型的工件托板和车刀托板沿垂直方向滑动设置在床身上，通过一体式夹具将工件装夹固定在气静压主轴上后，通过车刀托板水平滑动配合气静压主轴的高速转动即实现工件和车刀之间的进给运动，使车刀进行磨削加工。通过时间托板水平滑动即可调整工件的水平位置，使得工件的不同待加工位置与车刀托板上的对应车刀分别配合，即不拆装工件及车刀的状态下，通过一次装夹完成工件上外圆、内圆以及外端面的加工。

本实用新型的一体式夹具通过吸盘系统对工件一端的端面进行固定夹持，同时通过定位系统对工件的内孔进行装夹定位，且在定位完成后即可将定位系统脱离工件，从而使得由吸盘系统固定在主轴上的工件可与超精密机床中不同的车刀配合顺次完成工件外圆、内圆以及外端面的机加工，保证了工件在外圆、内圆以及外端面加工中与主轴具有相同的同心度，从而避免了现有技术中需重复装夹导致的整体加工精度交底的问题。

附图说明

图1为本实用新型的装配结构示意图；