一种机械轴承与气浮轴承相结合的承片台主轴组件的制作方法

本实用新型属于半导体加工设备技术领域，具体涉及一种机械轴承与气浮轴承相结合的承片台主轴组件。

背景技术：

在半导体材料加工行业中，半导体专用设备在半导体加工中起到决定性作用，同时晶片磨削属于塑性磨削，因此大多数硬脆材料只能用磨削来减薄，而在半导体专用设备制造过程中，承片台主轴技术却是一项关键技术，机械主轴平衡性差精度难以控制，气浮主轴加工精度要求高，而且主轴难以控制。因此单纯的机械主轴或空气主轴已不能完全的满足于现有的半导体专用设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术中存在的不足,提供一种机械轴承与气浮轴承相结合的承片台主轴组件。

有鉴于此，本实用新型采用的技术方案是一种机械轴承与气浮轴承相结合的承片台主轴组件，包括主轴，所述主轴为自上而下安装有上机械轴承部分、气浮轴承部分、下机械轴承部分的多节阶梯轴，所述主轴上下两端分别螺纹连接有上轴承内圈锁紧螺母、下轴承内圈锁紧螺母。

进一步，所述上机械轴承部分包括上轴承壳、上角接触球轴承、上轴承外圈挡圈，所述上角接触球轴承套设于上轴承壳的轴承凹槽中，且上角接触球轴承外圈高出所述上轴承壳凹槽，所述上轴承内圈锁紧螺母经螺纹旋转固定所述上角接触球轴承，所述上轴承外圈挡圈第一环面紧贴所述上轴承壳下端面且同轴芯，同时通过螺栓与上轴承壳固定，所述上轴承外圈挡圈第二层环形端面紧贴所述上角接触球轴承外圈，在螺栓锁紧后锁死角接触球轴承。

进一步，所述气浮轴承部分包括气浮转芯、气浮轴承上壳体、气浮轴承下壳体、气浮轴承外隔圈、下气道密封盖、上气道密封盖,所述气浮转芯套设于所述主轴中段，通过螺栓与所述主轴相连，所述气浮轴承上壳体套设于所述主轴中上段与所述气浮转芯间隔开形成一定的间隙，所述气浮轴承上壳体均匀开设有一圈朝向所述气浮转芯上端面的气孔，所述气道密封盖设于所述气浮轴承上壳体上端面上，用于连接所有气孔且上气道密封盖上设有两条密封圈起到密封作用，上气道密封盖通过螺栓锁紧于气浮轴承上壳体开设的环形槽中，所述气浮轴承下壳体套设于主轴中下段，与所述气浮转芯间隔开形成一定的间隙，所述气浮轴承下壳体均匀开设有一圈朝向所述气浮转芯下端面的气孔，同时所述气浮轴承下壳体下端面设有下气道密封盖，用于连接所有气孔，且下气道密封盖上设有两条密封圈起到密封作用，下气道密封盖通过螺栓锁紧于气浮轴承下壳体开设的环形槽中，所述气浮轴承外隔圈设于所述气浮轴承上壳体与所述气浮轴承下壳体之间，外径与所述气浮轴承上、下壳体相同，内径大于所述气浮转芯的外径。

进一步，所述下机械轴承部分下轴承壳，下角接触球轴承、下轴承外圈挡圈，所述下角接触球轴承套设于所述下轴承壳轴承凹槽中，且所述下角接触球轴承外圈高出所述下轴承壳凹槽，所述下轴承内圈锁紧螺母螺旋连接于所述主轴下端，旋紧所述下轴承内圈锁紧螺母以固定住所述下角接触球轴承；所述下轴承外圈挡圈第一环面紧贴所述下轴承壳上端面且同轴芯，同时通过螺栓与下轴承壳固定，所述下轴承外圈挡圈第二层环形端面紧贴所述下角接触球轴承外圈，在螺栓锁紧后锁死下角接触球轴承。

进一步，所述上轴承壳、下轴承壳、上轴承内圈锁紧螺母、下轴承内圈锁紧螺母、上轴承外圈挡圈、下轴承外圈挡圈、气浮轴承上壳体、气浮轴承下壳体、气浮转芯、气浮轴承外隔圈、上气道密封盖、下气道密封盖均为环形。

进一步，所述上轴承壳、气浮轴承上壳体、气浮轴承下壳体、下轴承壳与所述气浮轴承外隔圈外径尺寸相同。

进一步，所述气浮转芯的外径尺寸小于所述气浮轴承外隔圈的内径尺寸，且所述气浮转芯的厚度尺寸小于所述气浮轴承外隔圈的厚度尺寸。

进一步，所述上轴承壳与下轴承壳外形与轴、径向尺寸相同，所述气浮轴承上壳体与气浮轴承下壳体轴向尺寸相同，气浮轴承下壳体内径尺寸大于气浮轴承上壳体内径尺寸。

进一步，所述气浮轴承上壳体与所述气浮轴承下壳体上分别设有的朝向气浮转芯的气孔均匀分布于所述气浮轴承上壳体与所述气浮轴承下壳体开设的环形槽中。

进一步，所述气浮轴承下壳体外圆柱面上对称布设有两个径向的进气孔，分别为第一进气孔和第二进气孔，所述气浮轴承上壳体外圆柱面上对称布设有两个径向的进气孔，分别为第三进气孔和第四进气孔，上述进气孔用来连接外部高压气进入气浮轴承中。

综上所述，本实用新型的有益效果是：采用的气浮转芯与主轴通过螺纹锁紧连接，主轴上下方向的移动通过气浮轴承上壳体气孔与气浮轴承下壳体气孔同时向气浮转芯方向吹出高压气来固定，同时气浮转芯与气浮轴承上壳体、气浮转芯下壳体之间通过压缩空气形成一层气膜，减少摩擦阻力的同时使气浮转芯在回转空间中平稳转动，以减少主轴的轴向跳动；上下两个机械轴承支撑主轴径向跳动，以保证主轴的径向精度；该承片台主轴组件结构简单，零件间紧凑连接，制造安装操作简单，运行相对平稳，制造成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型整体结构右视图的半剖视图；

图2为本实用新型整体结构主视图的全剖视图；

图3为本实用新型整体结构上视图；

附图标记：1-下轴承内圈锁紧螺母，2-下轴承壳，3-下角接触球轴承，4-下轴承外圈挡圈,5-下气道密封盖,6-气浮轴承下壳体,7-气浮转芯,8-气浮轴承外隔圈,9-气浮轴承上壳体,10-上气道密封盖,11-上轴承外圈挡圈,12-上轴承壳,13-上角接触球轴承,14-上轴承内圈锁紧螺母，15-主轴，16-第一进气孔，17-第二进气孔，18-第三进气孔，19-第四进气孔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例

请参考附图1-3，一种机械轴承与气浮轴承相结合的承片台主轴组件，包括主轴15，所述主轴15为自上而下安装有上机械轴承部分、气浮轴承部分、下机械轴承部分的多节阶梯轴，所述主轴15最上端第2阶梯螺纹连接上轴承内圈锁紧螺母14；主轴15第3阶梯套连上角接触球轴承13，主轴15第3阶梯直径大于主轴15第2阶梯，与上角接触球轴承13紧密连接，上角接触球轴承13外圈下端面紧贴主轴15第一轴肩，上轴承内圈锁紧螺母14紧贴上角接触球轴承13内圈上端面，在上轴承内圈锁紧螺母14锁紧时，上角接触球轴承13内圈被压紧锁死，同时通过调节上轴承内圈锁紧螺母14的松紧程度来调节上角接触球轴承13的松紧；上轴承壳12套连于上轴承内圈锁紧螺母14与上角接触球轴承13外层，上轴承壳12第二环面开有12个内六角螺栓沉头通孔；上轴承外圈挡圈11套连于主轴15的第4阶梯，于主轴15之间存有一定的间隙，主轴15第4阶梯直径大于主轴15第3阶段直径，上轴承外圈挡圈11第一阶梯面与上轴承壳12通过六个螺栓锁紧，上轴承外圈挡圈11第二阶梯面紧贴上角接触球轴承13，同时在螺栓锁紧时上角接触球轴承13外圈被固定死。

气浮轴承上壳体9套连于主轴15第4阶梯，且与主轴15之间存在一定的间隙，气浮轴承上壳体9第一环面紧贴上轴承壳12下端面，同时气浮轴承上壳体9第一环面开有12个螺栓通孔，且螺栓通孔与上轴承壳12螺栓通孔相对正，气浮轴承上壳体9第二环面开有一环形槽，环形槽外圈均匀开设有2圈各12个螺纹孔，用于固定上气道密封盖10，环形槽中间均匀开设16个朝向下端面的一圈气孔；上气道密封盖10上端面设有两圈各12个内六角螺栓沉头孔，上气道密封盖10下端面开设有三个环形槽，中间环形槽用于气体通道，外圈两个环形槽用于安装密封圈，整体上气道密封盖10安装于气浮轴承上壳体9第二环面环形槽中，通过2圈24个螺栓固定在气浮轴承上壳体9第二环面环形槽中，气浮轴承上壳体9外圆柱面上均布开设有两个径向的进气孔，分别为第三进气孔18和第四进气孔19，以用来连接外部高压气进如气浮轴承中。

气浮转芯7套连于主轴15第4阶梯上，主轴15第4轴肩径向面均匀开设8个螺纹孔，气浮转芯7均匀开设有一圈8个内六角螺栓沉头孔，与主轴15第4轴肩径向面8个螺纹孔相对应，通过螺栓将气浮转芯7固定在主轴上。

气浮轴承外隔圈8套连于气浮转芯7外圈，与气浮转芯7之间间隔开形成一定的间隙，气浮轴承外隔圈8上均匀开设有12个螺栓通孔，位置与气浮轴承上壳体9的位置相对正，气浮轴承外隔圈8主要用于隔开气浮轴承上壳体9和气浮轴承下壳体6。

气浮轴承下壳体6套连于主轴15第5阶梯，且于主轴15之间存在有一定的间隙，主轴15第5阶梯大于主轴15第4阶梯，气浮轴承下壳体6上端面紧贴气浮轴承外隔圈8下端面，气浮轴承下壳体6下端面第一环面紧贴下轴承壳2上端面，同时第一环面开有12个螺栓通孔，且螺栓通孔与气浮轴承外隔圈8螺栓通孔相对正，气浮轴承下壳体6第二环面开有一环形槽，环形槽外圈均匀开设有2圈各12个螺纹孔，用于固定下气道密封盖5，环形槽中间均匀开设16个朝向上端面的一圈气孔；下气道密封盖5下端面设有两圈各12个内六角螺栓沉头孔，下气道密封盖5上端面开设有三个环形槽，中间环形槽用于气体通道，外圈两个环形槽用于安装密封圈，整体下气道密封盖5安装于气浮轴承下壳体6第二环面环形槽中，通过2圈24个螺栓固定在气浮轴承下壳体6第二环面环形槽中，气浮轴承下壳体6外圆柱面上均布开设有两个径向的进气孔，分别为第一进气孔16和第二进气孔17，以用来连接外部高压气进如气浮轴承中。

下轴承外圈挡圈4套连于主轴15第6阶梯，主轴15第6阶梯直径小于主轴15第5阶梯，下角接触球轴承3套连于主轴15第7阶梯，主轴15第7阶梯直径小于主轴15第6阶梯，下轴承内圈锁紧螺母1螺旋连接于主轴15第8阶梯，主轴15第8阶梯直径小于主轴15第7阶梯，下轴承壳2套连于下角接触球轴承3与下轴承内圈锁紧螺母1外层。下轴承外圈挡圈4下端面第1环面紧贴下轴承壳2最上端，下轴承壳2上端面均布开设有一圈6个螺纹孔，轴承外圈挡圈4下端面第1环面均布开设有6个内六角螺栓沉头螺纹孔，通过内六角螺栓与下轴承壳2锁紧连接。下轴承外圈挡圈4下端面第2环面紧贴角下接触球轴承3内圈上端面，下角接触球轴承3紧密套连于下轴承壳2轴承凹槽中，且下角接触球轴承3外圈凸出轴承凹槽，下轴承壳2下端面第二环面均布开设有一圈12个螺纹孔，位置与气浮轴承下壳体6位置相对正。

综上承片台主轴组件，上轴承壳12，气浮轴承上壳体9，气浮轴承外隔圈8，气浮轴承下壳体6和下轴承壳2依次叠置后，通过12个长螺栓将其锁紧连接起来。

所述上轴承壳12、下轴承壳2、上轴承内圈锁紧螺母14、下轴承内圈锁紧螺母1、上轴承外圈挡圈11、下轴承外圈挡圈4、气浮轴承上壳体9、气浮轴承下壳体6、气浮转芯7、气浮轴承外隔圈8、上气道密封盖10、下气道密封盖5均为环形。所述上轴承壳12、气浮轴承上壳体9、气浮轴承下壳体6、下轴承壳2与所述气浮轴承外隔圈8外径尺寸相同。所述气浮转芯7的外径尺寸小于所述气浮轴承外隔圈8的内径尺寸，且所述气浮转芯7的厚度尺寸小于所述气浮轴承外隔圈8的厚度尺寸。所述上轴承壳12与下轴承壳2外形与轴、径向尺寸相同，所述气浮轴承上壳体9与气浮轴承下壳体6轴向尺寸相同，气浮轴承下壳体9内径尺寸大于气浮轴承上壳体6内径尺寸。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。