放电成型加工中的单晶硅材料去除率建模分析与实验研究

在半导体材料放电加工可行性的基础上,分析了影响材料去除率的几个主要因素,其中包括空载电压、峰值电流、脉冲宽度以及脉冲间隔。采用中心组合设计实验,考察峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔这3个因素对单晶Si放电加工的材料去除率的影响,建立了单晶Si放电加工的材料去除率的响应模型,进行响应面分析。方差分析结果表明模型具有很好的拟合程度和适应性。采用满意度函数(DFA)确定了单晶Si放电加工的最佳工艺参数,当峰值电流取18.5A、脉冲宽度取358.62μs、脉冲间隔取20μs时,满意度为0.912,此时材料去除率的最优值为76.26 mm~3/min。用所确定的最佳工艺参数在电火花成型机床上重复多次实验,测得P型单晶硅的平均MRR为73.86 mm~3/min。模型预测结果与最佳工艺参数下的实验结果平均相对误差为3.2%,验证实验表明该模型能实现相应的半导体材料放电加工过程的材料去除率预测。     

硬质合金成型刀具刃磨加工失效分析

分析了硬质合金成型刀具机加工过程中出现刀片失效的主要原因,提出了相应的预防措施。     

精密复杂成型刀具刃口的加工工艺

在现代高速切削及精密成型加工中,由于自动化、数控化程度非常高,因此对刀具的精度、性能、稳定度的要求也越来越高。刀具要满足自动化加工的特殊要求,其中重要的一点是“切削稳定度”。“稳定度”表示被切削表面粗糙度变化量与稳定切削时间的比值,值越小,稳定度越高。换言之,实际上就是将工件的加工质量作为切削刀具的寿命(耐用度)判断标准。     

加工自由曲面的刀具选择研究

文中从高精度、高效率的加工目标出发,对加工中的刀具参数进行了理论计算和分析,为自由曲面的加工中的刀具选择提供了依据。     

自由曲面数控加工刀具轨迹优化算法的研究

提出了一种数控加工刀具轨迹排列优化算法,使相邻加工轨迹间的残留高度都等于最大允许值,在保证精度的前提下,刀具轨迹排列更加合理,轨迹条数和轨迹长度大大减小,加工效果明显提高。     

自由曲面NC加工无干涉刀具轨迹生成

对自由曲面ＮＣ加工中的干涉情况和现有处理方法进行分析，以曲面模型→刀具接触点数据→无干涉刀位数据为基本求解策略。综合多种优化措施，设计一个完整与高效的无干涉刀具轨迹生成算法并在微机上成功地实现。     

球状曲面零件数控加工的刀具路径

阐述了球状曲面的数控粗，精加工的基本方法，提出了其加工刀具路径的合理组合。     

铣床成型刀具的结构与应用

叙述了铣床成型刀具在错齿分屑结构、分刃分削结构和组合成型结构方面的设计和应用情况，可以在实际生产中推广应用。     

曲面数控加工中刀具干涉的检验

文章讨论了雕塑曲面数控加工中单张曲面产生刀具干涉的现象；相邻两曲面在凹向交线处的无干涉加工以及曲面拼接处刀具干涉的截面验证法，给出了具体算法和加工实例，取得了较好的干涉处理效果。     

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。     

复杂刀具三维造型方法

讨论了复杂刀具的三维造型方法。采用布尔运算方法完成了复杂刀具型面的三维造型 ,获得了刀具的三维实体并可形成工程上需要的二维图或直接给出数控加工的代码。     

氮化硅陶瓷刀具的性能及其应用

氮化硅陶瓷是一种新型刀具材料,其优良的切削性能解决了超硬材料的加工难题。氮化硅陶瓷刀具的使用提高了生产效率,降低了加工成本,有着广泛的应用前景。本文介绍了氮化硅陶瓷刀具的切削性能、切削用量的选择及其应用。     

基于切削参数和刀具状态的车削功率模型

动态切削功率建模是切削功率信号用于切削过程监控的关键。本文首次建立了基于切削参数 (主轴转速、进给量、切削深度 (即背吃刀量 )、工件材料及刀具材料 )与刀具状态 (主要考虑后刀面磨损量 )的车削功率模型。试验证明 ,该模型基本能正确反映车削功率信号与刀具状态及各种切削参数之间的关系     

用CCD改造测量显微镜及其在切削实验中的应用

老式测量显微镜因应用范围窄、使用不便,故用CCD摄像机、图像采集卡、计算机及图像采集处理软件对其进行了改造。可在屏幕上实时显示多种标尺,并可进行拍照和录像。在切削实验中,可对切屑厚度、刀具磨损及螺纹等的形貌进行观察并测量其尺寸。     

金刚石飞切单晶硅的切削力模型及试验研究

首先对金刚石飞切单晶硅的加工特点进行分析,建立了未变形切屑厚度模型及材料去除类型的理论判定条件;然后推导出了适合金刚石飞切加工特点和单晶硅材料特性的数学预测模型;最后进行了切削力正交试验,并通过切削力试验值与模型计算值对比验证了切削力模型的合理性。同时根据试验结果总结了各主要加工参数（切深ap、进给量f、主轴转速n）及其产生的最大未变形切屑厚度hmax对切削力的影响规律。     

单晶硅片的低温抛光技术

介绍了一种光学材料抛光新技术--低温抛光技术。首先把抛光液冷冻成低温抛光模层,并对单晶硅片做抛光实验,实验结果表明这是一种很好的光学材料抛光方法。     

自增韧氮化硅陶瓷刀具切削性能的研究

作者研究了自增韧陶瓷刀具ML切削铸铁和淬硬钢的切削性能，发现其是一种适合连续切削铸铁与淬硬钢、尤其适合断续切削淬硬钢的刀具材料。     

辊切刀三维造型设计方法

辊切刀的曲线刃分布在空间表面上,造成加工困难。经过研究,运用不同的思维方法精确建立了辊切刀的曲线刃数学模型,为刃型加工提供了理论依据。在三种不同的思想方法的指导下,在不同的三维造型设计软件支持下,将刀具轨迹平面展开图曲线向等直径圆柱面上转换生成相应的三维特征,从而得到精确的三维实体模型,为生成G代码进行辊切刀刀刃的数控加工奠定了基础。     

刀具全生命周期管理过程建模与信息编码的研究

提出了刀具全生命周期管理的概念,将刀具全寿命周期管理划分为计划期、投入期、使用期、报废期四个阶段。利用IDEF0方法分析了刀具生命周期管理过程,并基于混合分类法和面向对象思想对刀具资源进行分类,建立了刀具资源信息模型。参照国内外编码准则,采用结合分类码与顺序码方法实现了刀具资源信息编码。