本技術(shù)涉及氣浮主軸散熱領(lǐng)域，尤其涉及一種具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在芯片制造過(guò)程中，集成電路封裝工藝線上的劃切設(shè)備（如切割機(jī)）是將晶圓等產(chǎn)品沿切割道分割成獨(dú)立芯片的精密加工設(shè)備，其需具有優(yōu)良的回轉(zhuǎn)精度、低震動(dòng)和高轉(zhuǎn)速低溫升特性。氣靜壓主軸作為劃片設(shè)備的核心零部件，其穩(wěn)定性、剛性和重復(fù)定位精度是保證劃片設(shè)備擁有優(yōu)良性能的關(guān)鍵性部件。劃片設(shè)備的主軸采用氣靜壓回轉(zhuǎn)支撐，工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)速可達(dá)6萬(wàn)轉(zhuǎn)，且主軸長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，主軸長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而這些熱量如不及時(shí)得到散發(fā)，會(huì)使金屬部件產(chǎn)生形變，細(xì)微形變對(duì)超高精密形位公差的部件可能會(huì)引起設(shè)備性能下降。

2、為解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有主軸采用水冷方式進(jìn)行散熱，但現(xiàn)有的水冷散熱結(jié)構(gòu)仍存在散熱不均勻、散熱效果差和散熱效率低等問(wèn)題，無(wú)法保證主軸系統(tǒng)熱量的充分散出，部件仍存在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后容易溫升形變的問(wèn)題，導(dǎo)致主軸精度下降，甚至卡傷，設(shè)備可靠性和安全穩(wěn)定性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種散熱效果好、保證主軸系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的氣浮主軸系統(tǒng)。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案為：

3、一種具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，包括軸芯、設(shè)于軸芯外的軸套、相對(duì)設(shè)于軸芯推力面兩端的前推力軸承和后推力軸承，還包括軸套水冷通道和軸承水冷通道，所述軸套水冷通道包括沿軸套軸向布置的軸向進(jìn)水段和軸向排水段，所述軸承水冷通道包括依次連通的后軸承散熱段、前軸承散熱段和軸承排水段；所述軸向進(jìn)水段與所述后軸承散熱段連通，所述軸承排水段依次穿過(guò)所述前推力軸承和所述后推力軸承、并與所述軸向排水段連通。

4、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

5、所述后軸承散熱段包括依次連通的后軸承進(jìn)水孔、后軸承弧形槽和后軸承出水孔，所述后軸承弧形槽設(shè)于所述后推力軸承靠近軸套的一端端面，所述后軸承進(jìn)水孔與所述軸向進(jìn)水段連通，所述后軸承出水孔與所述前軸承散熱段連通。

6、所述前軸承散熱段包括相互連通的前軸承弧形槽和前軸承進(jìn)水孔，所述前軸承弧形槽設(shè)于所述前推力軸承遠(yuǎn)離軸套的一端端面，所述后軸承弧形槽與所述前軸承弧形槽通過(guò)所述后軸承出水孔和所述所述前軸承進(jìn)水孔連通。

7、所述后軸承進(jìn)水孔和后軸承出水孔分別位于所述后軸承弧形槽的兩端部，所述前軸承進(jìn)水孔和所述軸承排水段分別位于所述前軸承弧形槽的兩端部。

8、所述前推力軸承和所述后推力軸承之間設(shè)有與軸承端面接觸的連接套，所述連接套設(shè)有連通所述后軸承散熱段與所述前軸承散熱段的軸承連通段，所述軸承排水段穿過(guò)所述連接套。

9、氣浮主軸系統(tǒng)還包括安裝端蓋，所述安裝端蓋、所述前推力軸承、所述連接套和所述后推力軸承依次通過(guò)多個(gè)沿安裝端蓋周向布置的緊固螺栓壓緊固定。

10、所述連接套與所述后推力軸承、所述連接套與所述前推力軸承、以及所述前推力軸承與所述安裝端蓋的連接處設(shè)有防止冷卻水漏出的密封部件。

11、所述軸向進(jìn)水段和所述軸向排水段均為s形散熱通道，所述s形散熱通道的水平段沿所述軸套的軸向布置，所述軸向進(jìn)水段和所述軸向排水段沿所述軸套的周向錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。

12、所述軸套包括相互連接的電機(jī)段軸套和芯軸段軸套；所述芯軸段軸套處設(shè)有芯軸鎖止部件，所述s形散熱通道沿所述軸套周向的中段位于所述電機(jī)段軸套，以避開(kāi)所述芯軸鎖止部件。

13、所述軸套設(shè)有進(jìn)水接頭和排水接頭，所述軸向進(jìn)水段與所述進(jìn)水接頭連通，所述軸向排水段與所述排水接頭連通。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

15、本實(shí)用新型設(shè)置有軸套水冷通道和軸承水冷通道，軸套水冷通道包括軸向進(jìn)水段和軸向排水段，軸向進(jìn)水段和軸向排水段沿軸套的軸向設(shè)置，以保證軸套位置的電機(jī)段和芯軸段均可充分有效散熱。軸承水冷通道包括依次連通的后軸承散熱段、前軸承散熱段和軸承排水段；軸向進(jìn)水段與后軸承散熱段連通；軸承排水段依次穿過(guò)前推力軸承和后推力軸承，且軸承排水段與軸向排水段連通，其循環(huán)通路布局緊湊、無(wú)需占用多余空間；同時(shí)，軸套水冷通道和軸承水冷通道的設(shè)置使得主軸系統(tǒng)形成冷卻水循環(huán)通路，冷卻水依次經(jīng)過(guò)后推力軸承和前推力軸承，其增大了冷卻路徑的覆蓋面積（包括后推力軸承和前推力軸承），保證后推力軸承和前推力軸承產(chǎn)生的溫升均可均勻、有效散熱，并通過(guò)軸承排水段排出，其有效降低了后推力軸承和前推力軸承在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)空氣摩擦造成的溫升效應(yīng)，達(dá)到溫度恒定效果，有效解決了主軸長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，主軸溫升導(dǎo)致的精度丟失等技術(shù)問(wèn)題，保證了主軸系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)特征：

1.一種具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，包括軸芯、設(shè)于軸芯外的軸套、相對(duì)設(shè)于軸芯推力面兩端的前推力軸承和后推力軸承，其特征在于，還包括軸套水冷通道和軸承水冷通道，所述軸套水冷通道包括沿軸套軸向布置的軸向進(jìn)水段和軸向排水段，所述軸承水冷通道包括依次連通的后軸承散熱段、前軸承散熱段和軸承排水段；所述軸向進(jìn)水段與所述后軸承散熱段連通，所述軸承排水段依次穿過(guò)所述前推力軸承和所述后推力軸承、并與所述軸向排水段連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述后軸承散熱段包括依次連通的后軸承進(jìn)水孔、后軸承弧形槽和后軸承出水孔，所述后軸承弧形槽設(shè)于所述后推力軸承靠近軸套的一端端面，所述后軸承進(jìn)水孔與所述軸向進(jìn)水段連通，所述后軸承出水孔與所述前軸承散熱段連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述前軸承散熱段包括相互連通的前軸承弧形槽和前軸承進(jìn)水孔，所述前軸承弧形槽設(shè)于所述前推力軸承遠(yuǎn)離軸套的一端端面，所述后軸承弧形槽與所述前軸承弧形槽通過(guò)所述后軸承出水孔和所述前軸承進(jìn)水孔連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述后軸承進(jìn)水孔和后軸承出水孔分別位于所述后軸承弧形槽的兩端部，所述前軸承進(jìn)水孔和所述軸承排水段分別位于所述前軸承弧形槽的兩端部。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述前推力軸承和所述后推力軸承之間設(shè)有與軸承端面接觸的連接套，所述連接套設(shè)有連通所述后軸承散熱段與所述前軸承散熱段的軸承連通段，所述軸承排水段穿過(guò)所述連接套。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，其特征在于，還包括安裝端蓋，所述安裝端蓋、所述前推力軸承、所述連接套和所述后推力軸承依次通過(guò)多個(gè)沿安裝端蓋周向布置的緊固螺栓壓緊固定。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述連接套與所述后推力軸承、所述連接套與所述前推力軸承、以及所述前推力軸承與所述安裝端蓋的連接處設(shè)有防止冷卻水漏出的密封部件。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述軸向進(jìn)水段和所述軸向排水段均為s形散熱通道，所述s形散熱通道的水平段沿所述軸套的軸向布置，所述軸向進(jìn)水段和所述軸向排水段沿所述軸套的周向錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述軸套包括相互連接的電機(jī)段軸套和芯軸段軸套；所述芯軸段軸套處設(shè)有芯軸鎖止部件，所述s形散熱通道沿所述軸套周向的中段位于所述電機(jī)段軸套，以避開(kāi)所述芯軸鎖止部件。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，其特征在于，所述軸套設(shè)有進(jìn)水接頭和排水接頭，所述軸向進(jìn)水段與所述進(jìn)水接頭連通，所述軸向排水段與所述排水接頭連通。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供一種具有散熱功能的氣浮主軸系統(tǒng)，包括軸芯、設(shè)于軸芯外的軸套、相對(duì)設(shè)于軸芯推力面兩端的前推力軸承和后推力軸承，還包括軸套水冷通道和軸承水冷通道，所述軸套水冷通道包括沿軸套軸向布置的軸向進(jìn)水段和軸向排水段，所述軸承水冷通道包括依次連通的后軸承散熱段、前軸承散熱段和軸承排水段；所述軸向進(jìn)水段與所述后軸承散熱段連通，所述軸承排水段依次穿過(guò)所述前推力軸承和所述后推力軸承、并與所述軸向排水段連通。本技術(shù)具有散熱效果好、保證主軸系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳杰,張亞賓,魯學(xué)良,謝少鋒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南崇德科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240705
技術(shù)公布日：2025/5/8