高速锯切单晶硅的锯切力和锯缝崩边研究

探讨在单晶硅的高速精密锯切中,锯切用量与锯切崩边幅度大小之间的关系。通过使用金刚石薄锯片对单晶硅进行高速锯切,测量和分析不同参数下的锯切力,并结合锯切力比来分析金刚石锯片对单晶硅的锯切中力与崩边相互联系的特征。结果表明:在高速锯切单晶硅过程中,锯切深度、进给速度增大都能引起锯切力与力比的增大,也造成了单晶硅崩边情况更加严重。但是转速的提高则可以使锯切力大幅降低,并有效抑制加工过程中沟槽侧面的崩边问题。锯切深度与进给速度的增加引起锯切力增大时使单晶硅材料更加倾向于脆性断裂而被去除,但是提高转速降低锯切力后可使单晶硅渐转化为塑性去除,有效提高了加工产品质量。     

大切深锯切石材中锯片受力的有限元分析

通过测量大切深锯切石材条件下锯片承受的垂直力、水平力以及主轴消耗的净功率,分析了锯切力在锯切弧区内合力作用点的位置,确定了锯切弧区内载荷的分布情况.在此基础上,利用有限元方法对某一典型锯切参数下锯片基体和锯切弧区内锯齿端面的应力分布情况进行了计算分析.采用屈曲分析研究了使锯片丧失稳定性的临界载荷及其影响因素.研究表明,锯切弧区内锯切载荷基本上按三角形规律分布.锯切弧区内金刚石节块表面前后端应力存在梯度,而且随着节块长度的增大而增大.锯片的临界载荷随着锯片厚度、转速和夹紧比的增大而增大,随着锯片直径的增大而减小.     

基于人工鱼群算法的混凝土锯切力预测模型

利用人工鱼群算法的基本原理,并根据金刚石锯片锯切混凝土的实验数据,建立金刚石锯片干切混凝土锯切力的预测模型,对比实验实测数据与预测模型,验证基于人工鱼群算法的混凝土锯切力预测模型的可行性。结果表明:人工鱼群算法预测锯切力与实验锯切力相比,平均相对误差只有2.58%,证明了所建立预测模型的准确性;人工鱼群算法的预测精度比多元回归分析法更高;由锯切力公式可知,影响锯切力的最主要因素为锯切深度,其次为进给速度,锯片的转速对锯切力影响较小。     

径向超声锯切系统的实现及其应用探索

超声加工为硬脆性材料零件制造提供了一种高效精密加工方式,随着对超声加工研究的不断深入,超声辅助加工的形式也越来越多,提出一种结合径向超声振动辅助超薄金刚石锯片进行光学玻璃材料锯切研究。利用Pro/E建模与有限元分析手段,对采用二级变幅杆来实现超声振动方向的轴-径向转变进行了设计和仿真,完成了径向超声振动锯切装置的设计制造,并利用该装置,进行了光学玻璃的锯切试验,探索径向超声振动中单颗磨粒最大切削厚度对锯切过程机理的影响,试验结果表明在超声锯切过程中,单颗磨粒最大切削厚度对锯切比能的影响并不显著,而传统锯切方式中锯切比能随之增大而减小,这与光学玻璃材料在锯切过程中的材料去除方式有着一定关系,超声锯切过程中材料更多以脆性断裂方式去除,同时,超声振动在锯切过程中减少了金刚石锯片与工件间的摩擦,从而降低其能耗。     

混凝土锯切加工过程的基本特征

通过金刚石单颗粒划伤、金刚石单个节块锯切和金刚石锯片锯切系列试验，对混凝土锯切加工过程中的切屑形态和切削区表面形貌，以及切削力等基本特征进行了详细讨论。结果表明：金刚石锯片锯切混凝土的过程表现为高速锯切过程中金刚石锯片的冲击引起混凝土表层断裂破碎，水泥石子等在切削区内层受到金刚石磨粒的微切削作用形成粉屑，以及钢纤维和钢丝发生金属塑性变形断裂或被拔拉而断裂的过程。在粘性水泥粉屑以及金刚石磨粒的挤压作用下，多种形态的切屑易粘结成团，并粘附到混凝土锯切表面和锯片节块上而导致锯片堵塞。     

镀膜金刚石在不同金属结合剂中的表现

制备8种不同的金属结合剂金刚石工具材料,研究表面镀膜的金刚石在不同结合剂中的表现.通过三点弯曲试验评价金刚石表面镀膜对抗弯强度的贡献,并借助扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)和能谱分析仪(Energy dispersive spectrometer,EDS)分析,揭示金刚石与结合剂界面作用机制.通过锯切花岗石并在线测量锯切力和功率,研究金刚石表面镀膜对其耐磨性的影响.研究表明,镀膜对增强结合剂把持金刚石能力的贡献是肯定的,但是结合剂各金属组分间的结合对抗弯强度的影响大于结合剂与金刚石间的结合对抗弯强度的影响,因此对于不同的结合剂系统,金刚石节块的耐磨性能与其抗弯强度之间没有明确的对应关系.结合剂中的稀土添加剂以及基础结合剂中的主要成分直接影响镀膜金刚石的表现.     

径向超声振动辅助锯切光学玻璃

本文通过在锯切用超薄切割砂轮的径向上辅加超声振动的方法,对两种不同物理特性的光学玻璃进行锯切加工实验,探索了径向超声振动对光学玻璃锯切过程的影响。理论分析了超声振动锯切过程中的锯切力和锯切比能,给出了单颗磨粒在普通锯切与超声振动锯切时的切削路径。采用有无超声振动辅助锯切两种方式对K9玻璃和石英玻璃进行锯切实验,分析了超声振动对光学玻璃锯切力和锯切比能的影响。结果表明,相比于普通锯切方式,除了受到加工参数的影响外,超声振动辅助加工时K9玻璃和石英玻璃的锯切力减少幅度分别在30%~50%和50%~65%,锯切比能分别减少了30%~45%和50%~60%。径向超声振动辅助锯切使材料产生微破碎,具有减小锯切力和比能的作用,因此有利于提高光学玻璃材料锯切效率和改善加工质量。     

锯片的动态设计——从理论到实践

随着原木价格和劳动力费用的持续增长,锯切精确度的提高和锯口量的减小正逐渐变得重要了。为了使锯口损耗和锯切过程的变化减少到最小程度,就需要考虑对锯切机械的正确设计、锯片和锯切过程的正确使用和对锯切系统的有效保养。锯切过程住往受到各种不同的锯片设计和实际操作变化的影响。例如:圆锯片的直径和厚度、压紧装置的直径大小、锯片在锯切时受压紧力、旋转、导向时的变化所产生的温度梯度。所以,锯     

光固化树脂结合剂锯片结合机理及其应用研究

探讨了光固化树脂磨具不同于普通树脂磨具的结合机理，并在该理论的基础上寻找出改善磨具结合性能的措施。首次在光固化树脂结合剂锯片中引进几种金属镀覆的金刚石磨料，通过对不同半导体材料进行切割试验，证实了在光固化树脂结合剂锯片中采用金属镀覆金刚石磨料后，针对单晶硅、铌酸锂、陶瓷等半导体材料，几种不同锯片的磨损率分别降低了259／5～200％、12．5％～62．5％和10．5%～52．6％，加工效率和使用寿命有了显著的提高。     

实现花岗石高效锯切的关键因素分析

分析了锯切花岗石过程中金刚石节块磨损机理。探讨了不同品质金刚石的失效特点及其对结合剂的要求,指出在同一节块中使用混合品质金刚石是造成金刚石非正常失效的直接原因。在分析了锯切中节块表面载荷分布特征的基础上,提出沿节块表面不同载荷区域使用不同品质金刚石和相应结合剂系统。试验结果表明,在节块成本和节块耐磨度不变的前提下,金刚石非正常失效率大大下降,锯切效率提高了60%。