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    固結金剛石顆粒線鋸硅碳棒的力學模型
      固結金剛石磨粒多線線鋸是以高強度鋼絲為母線,將高硬度、高耐磨性的金剛石顆粒固結在鋼線上進行切割,主要應用于硅碳棒等脆硬材料的開方和切片。在切割硅碳棒的過程中,固結在鋼線上的金剛石磨粒會受到硅碳棒的沖擊,造成金剛石線的抖動,金剛石顆粒大小、分布狀況、線徑等都將影響切割過程。固結磨料金剛石多線線鋸硅碳棒是一個集合脆性切割和塑性分離的工藝過程。在多線線鋸設備已知和金剛石線確定的情況下,為了研究綠色制造目標下優化金剛石線多線線鋸過程以及分析多線線鋸過程中鋸切力與關鍵工藝參數之間的關系,需要建立金剛石線多線線鋸硅碳棒的力學模型。
      在硅碳棒垂直向上進給過程中,在較大法向正壓力作用下,固結金剛石顆粒以脆性切割模式對晶體硅進行切片,劃痕呈破碎崩坑狀,通過單顆金剛石顆?虅澗w硅表面觀察到分離硅碳棒表面出現脆性解理條紋;在較小法向正壓力作用下,固結金剛石顆粒以塑性分離模式對晶體硅進行切片,劃痕相對平直光滑。通過觀察固結金剛石顆粒多線線鋸硅碳棒加工過程,硅片表面出現由脆性斷裂造成的凹坑和直線狀的光滑劃痕,表明線鋸過程是脆性模式和塑性模式混合加工方式。研究其原因,硅碳棒進給過程中,鋼線在進給力的作用下對晶體硅壓力較大,所以以脆性模式進行多顆粒反復刻劃;同時,金剛石顆粒在切向鋸切力作用下,對硅片表面進行摩擦刻劃,產生塑性分離。建立了線鋸切割過程中單顆磨粒鋸切力模型;通過理論計算和有限元分析法研究了金剛石磨粒外形對硅碳棒切割深度和鋸切力的影響;通過仿真模型證明當磨粒線速度和工件進給速度成比例增加時,磨粒切割深度可保持不變;孟劍峰等從振動的角度對線鋸力進行了分析,建立了線鋸切割運行方程的傳遞函數;通過往復式電鍍金剛石線鋸切割單晶硅片實驗,研究了鋸絲速度與進給速度對硅片的表面粗糙度的影響規律;建立了線鋸切割過程中線鋸鋸切力模型,并進行了實驗驗證;實驗研究了線鋸鋸切力與工藝參數的關系。采用中心復合設計法進行了試驗設計,研究線鋸速度、工件進給速度、工件轉速、線鋸張緊力4個因素對切割單晶硅碳棒鋸切力的影響。通過使用金剛石薄鋸片對單晶硅進行高速鋸切,測量和分析不同參數下的鋸切力。從鋸切力的角度對金剛石線鋸鋸切單晶S>C材料的加工過程進行了研究。對于線鋸鋸切力的計算仍然缺乏準確且有效的理論公式,研究工作未能將理論與實際運用有效結合,缺乏實例驗證。www.staciesmadness.com
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