超声金刚石线锯复合加工工件的对比实验研究

使用改进的金刚石线锯加工机床,分别在有超声作用与无超声作用下对金刚石线锯切割工件的过程进行研究。结果表明:锯切力随金刚石线锯线速度的增大而变小,随工作台进给速度的增大而变大;相同条件下,超声金刚石线锯复合加工与单纯用金刚石线锯加工相比,加工过程中锯切力要小得多,工件加工轨迹直线度更好,表面粗糙度值更小,工件表面加工质量更好。      

金刚石线锯切割单晶硅表面缺陷与锯丝磨损分析

采用电镀金刚石线锯对单晶硅进行了锯切实验,使用扫描电子显微镜对单晶硅锯切的表面缺陷与锯丝失效机理进行了研究,分析了走丝速度和工件进给速度对锯切单晶硅表面缺陷特征的影响.分析发现:线锯锯切的硅片表面缺陷主要有较长较深的沟槽、较浅的断续划痕、材料脆性去除留下的表面破碎及个别较大较深的凹坑.走丝速度增大,工件进给速度降低,锯...     

环形电镀金刚石线锯锯切工艺参数的优化

电镀金刚石线锯为环形，无惯性力，适于高速切削。本文对环形电镀金刚石线锯锯切花岗岩时的工艺参数进行了正交试验研究。分别分析了金刚石粒度、进给压力和锯丝速度对锯切效率、锯切力和锯切比的影响，分析结果表明：采用较大的金刚石粒度不会大幅度提高锯切效率，金刚石的粒度对切向锯切力的影响不大．锯切花岗岩时，要保证较高的锯切效率和锯切比，在本试验范围内，最佳工艺参数为：采用金刚石粒度为200～230^#的锯丝，进给压力为9N，锯丝速度为20m／s。     

超声切割SiC单晶时金刚石线锯磨损特性的研究

超声线锯切割SiC单晶时,金刚石线锯的成本仅次于SiC单晶材料本身的成本。建立了超声辅助切割SiC单晶时线锯受力模型,对线锯受力和失效形式进行了理论分析,并进行了相关试验,研究了工件进给速度对线锯偏角、切割方式对线锯磨损、切削液对线锯磨损以及磨粒破坏形式对线锯切割性能的影响规律。结果表明:工件进给速率及超声振幅增大,线锯易被拉断,但过小,切割效率会降低,要想通过增大工件进给速率提高效率,必须提高线锯强度,增大导轮直径,降低线速;超声辅助切割时线锯磨损可降低约40%;与自来水相比,使用Ecocool Resist EP微乳化液后线锯表面堵塞较严重;金刚石磨粒的微小破碎、有利于切割。     

超声切割SiC单晶时金刚石线锯磨损特性研究

超声线锯切割SiC单晶时,金刚石线锯的成本仅次于SiC单晶材料本身的成本。建立了超声辅助切割SiC单晶时线锯受力模型,对线锯受力和失效形式进行了理论分析,并进行了相关试验,研究了工件进给速度对线锯偏角、切割方式对线锯磨损、切削液对线锯磨损以及磨粒破坏形式对线锯切割性能的影响规律。结果表明：工件进给速率及超声振幅增大,线锯易被拉断,但过小,切割效率会降低,要想通过增大工件进给速率提高效率,必须提高线锯强度,增大导轮直径,降低线速;超声辅助切割时线锯磨损可降低约40%;与自来水相比,使用Ecocool Resist EP微乳化液后线锯表面堵塞较严重;金刚石磨粒的微小破碎、有利于切割。     

电镀金刚石线锯切割光伏多晶硅的表面特性与锯丝磨损分析

电镀金刚石线锯切割的光伏多晶硅切片表面特性,影响其断裂强度和后续的制绒工艺;为探究线锯锯切工艺参数对多晶硅切片表面特性的影响规律,揭示电镀金刚石锯丝的磨损机理,开展了光伏多晶硅的电镀金刚石线锯切片试验。研究结果表明:锯切的多晶硅表面存在由金刚石磨粒的塑性剪切、微切削去除形成的塑性浅划痕与较深的沟槽,及材料脆性去除留下的表面破碎微凹坑;切片表面材料的塑性去除和脆性去除相对比例随工艺参数组合变化而变化,增大晶片进给速度,降低走丝速度,切片表面粗糙度增大,表面形貌逐渐由塑性沟槽为主转变为以破碎微凹坑为主;使用表面镀镍(金属化)的金刚石颗粒制备的电镀金刚石锯丝的磨损形态在稳定阶段主要是磨粒磨平,使用后期主要是磨粒脱落和镀层磨损。      

金刚石薄锯片高速锯切花岗石过程中的锯切力特性

本文对金刚石薄锯片高速锯切花岗石过程中的锯切力特性进行试验研究,在较宽的参数范围下,通过测量水平力、垂直力和主轴功率来计算切向力和法向力.对锯切力、力比、单颗金刚石承受的平均载荷进行了分析.结果显示,提高锯片的线速度使锯切力、力比和单颗金刚石磨粒承受平均载荷减小;在高速锯切时,锯切力随着锯切深度和进给速度的增加而增加,而进给速度对锯切力的明显影响要小于锯切深度,应选择小切深大进给的工艺参数组合;锯切力比随锯切深度的增加而增加,随进给速度的增加而减小;单颗金刚石磨粒承受平均载荷随着单颗粒金刚石最大未变形切削厚度的增大而线性增大.     

金刚石线锯切割氮化硅的实验研究

采用往复式金刚石线锯对氮化硅进行了切割工艺实验研究,分析了线锯切割速度、进给速度和张紧压力对氮化硅表面粗糙度的影响,对试样表面进给方向和切割线方向的表面粗糙度变化趋势均进行了考察。结果显示:磨粒切削深度随线速度增大而减小,随进给速度和张紧压力的增大而增大。获得的较优的工艺参数为切割线速度1.5 m/s,进给速度0.08 mm/min,张紧压力0.18 MPa,探讨了线锯的磨损形式以及线锯磨损对试样加工表面粗糙度的影响。     

电镀金刚石线锯超声振动切割多晶硅材料工艺研究

通过电镀金刚石线锯在超声振动下切割多晶硅的实验,研究了工艺参数对材料去除率的影响,建立了单颗金刚石磨粒材料去除模型,分析了金刚石粒度、静压力和线速度与材料去除率的关系.分析表明:基于超声波线锯切削条件下,适当提高金刚石粒度、静压力和线速度有利于提高材料去除率.施加超声振动后金刚石锯切加工效率平均提高1～2.5倍.     

金刚石框架锯锯切花岗岩的锯切力实验研究

本实验对金刚石框架锯锯切花岗岩过程当中的刀具轨迹进行了分析,通过单因素法和正交试验法对锯切力进行了跟踪监测,研究了锯切力随飞轮转速、进给速度和锯切长度的变化趋势。实验结果表明:金刚石锯条按弧线运动轨迹进行锯切,且在一个锯切往复周期内刀具只有一半时间参与锯切,锯切力Fh和Fc随着飞轮转速的增大而减小,随着进给速度和锯切长度的增大而增加。通过回归分析建立了锯切力数学模型,得出进给速度对Fh和Fc影响最明显,锯切长度次之,飞轮转速影响最小,并可以通过该模型在实际生产中预测锯切力的大小。     

金刚石绳锯加工弧区锯切力分布的研究

本文针对金刚石绳锯的柔性加工以及长锯切弧区的加工特点,采用弧区内分段的实验方法,在弧区七个位置选取了50 mm的微段,对每个微段进行锯切力的测量,进而总结出锯切加工弧区内锯切力的分布情况.研究结果表明:当线速度和进给速度较小时,整个弧区的锯切力的波动较小,随着线速度和进给速度的增大,弧区锯切力在整个弧区的波动随之变大;...     

金刚石绳锯切割混凝土的锯切力实验研究

对烧结金刚石串珠绳锯在锯切混凝土过程中锯切力的变化进行了跟踪检测实验,研究了锯切力随锯切参数及锯切长度的变化规律.实验结果表明:锯切过程中,工件上所承受的锯切力(水平力Fh和垂直力Fv)随着线速度vs的提高而减低,随着进给速度vf的提高而增加.锯切力随着锯切中工件长度L的增加而增加.垂直力与水平力之间存在着良好的对应关...     

硬脆材料的电镀金刚石线锯超声切割锯切力研究

基于冲量理论和振动加工理论,采用叠加原理建立了电镀金刚石线锯超声切割锯切力数学模型.从理论上分析了电镀金刚石线锯施加超声振动后锯切力与普通锯切力的区别,并进行了超声振动与普通锯切力对比试验研究.结果表明:锯切力的大小随线锯往复频率的提高而降低,随侧向压力的增加而增大.通过比较发现,超声振动锯切力比普通锯切力减小20%～30%.同时,对超声振动锯切过程中单颗金刚石磨粒切削运动轨迹进行了仿真分析,进一步解释了施加超声振动后锯切力减小的原因.     

金刚石绳锯的锯切轨迹及锯切机理研究

本文从理论上分析了金刚石绳锯的锯切轨迹及锯切机理 ,并对大理石和花岗石进行了锯切试验 ,以验证理论分析的结果。理论分析和锯切试验均表明 :(1)金刚石绳锯的锯切轨迹近似为圆的渐开线 ,锯切过程中单位长度绳锯对石材的压力、绳锯张紧力决定了该渐开线的形状 ;(2 )金刚石绳锯锯切线速度高 ,锯切过程中单颗粒金刚石施加在石材上的压力很小 ,不足以使石材产生体积破碎 ,切屑细小。其主要碎岩方式是赫兹破碎 (Hert zianfracture) ,通过高速磨削实现锯切。根据金刚石绳锯的碎岩机理 ,锯切时应适当控制绳锯拉力和绳锯线速度 ,选用耐磨蚀性好的金刚石和胎体 ,保证良好冷却 ,以提高锯切速度 ,延长绳锯寿命。     

碳化硅环形金刚石线锯加工的裂纹研究

碳化硅晶体硬度高,属于难加工材料,环形金刚石线锯加工具有切缝窄、加工效率高、加工质量好、能加工硬度高尺寸大的脆性材料的优势。根据锯丝磨粒的分布特点,给出了单颗磨粒锯切力与总锯切力的关系式。建立了锯切表面裂纹深度与锯切力之间、表面粗糙度与锯切力之间的理论关系,此关系可用于碳化硅线锯加工裂纹的预测。最后,给出了减少加工裂纹的措施。     

烧结金刚石串珠绳锯切花岗石的锯切力研究

本文对烧结金刚石串珠绳在锯切花岗石过程中,锯切力及锯切后工件表面的轮廓进行了跟踪检测,研究了锯切过程中,锯切力随锯切参数的变化,以及锯切力与工件表面轮廓的相互关系。实验结果表明：锯切过程中,工件上所承受的锯切力Fh和Fv随着线速度Vs的提高而减低,随着进给速度吩的提高而增加。垂直力与水平力之间存在着良好的对应关系,垂直力与水平力比约为4．18。加工后工件轮廓偏差量随着工件所承受的垂直力的增加而增加,两者之间呈指数关系。     

硬脆材料的环形电镀金刚石线锯加工试验研究

本文利用环形电镀金刚石线锯对硬脆材料单晶硅、LT55陶瓷进行了切割试验,研究了锯切力、材料加工表面质量及锯丝的磨损.研究发现,在相同加工参数下,切割LT55陶瓷时的法向力与切向力之比小于单晶硅,与磨削相比,线锯加工的法向力与切向力之比非常小;在本实验条件下,单晶硅和LT55陶瓷均为脆性去除方式;因为LT55陶瓷断裂韧性高,在同样加工条件下,陶瓷加工表面质量优于单晶硅;恒进给压力条件下,锯丝速度增加,粗糙度值略微减小,恒进给压力增加,粗糙度值明显增大;锯丝首先在焊口处断裂,由于锯丝不能自转,沿锯丝圆周方向磨损不均匀.     

金刚石线锯切割多晶硅表面形貌特征分析

采用自制的实验设备研究电镀金刚石线锯对硬脆材料多晶硅的锯切实验,使用日本VHX-1000C型超景深三维显微系统对多晶硅切片的表面形貌特征进行研究,分析了工件进给速度和预平衡力大小以及是否施加超声对锯切表面粗糙度的影响。研究结果表明:多晶硅切片表面主要由较长较深沟槽、较浅划痕、大量表面破碎及少量较大较深的凹坑构成。另外,随着工件进给速度的增大,硅片的表面粗糙度值变大;而预平衡力加大会使硅片表面粗糙度值变小;施加超声振动可以明显提高加工效率、减小硅片表面粗糙度值。