金刚石线锯超声切割二氧化锆陶瓷的实验研究

本文采用电镀金刚石锯超声振动切割加工方法研究了磨粒度、线往复运动频率、侧向压力等工艺参数对二氧化锆陶瓷材料去除率的影响及表面粗糙度的关系.实验结果表明该种加工方法与相同实验条件下的未施加超声振动相比当磨料粒度为180#、线锯往复运动频率450 Hz、侧向压力10 N时,其加工材料去除率为21.8 mm/min;而未施加超声振动,其加工材料去除率仅7.5 mm/min;提高了近3倍.表面粗糙度也由Ra1.3-1.51μm降低到Ra0.7-0.8μm.从其加工表面的形貌特征可以清楚地看到,施加超声振动的切割表面与未施加超声振动的切割表面相比,其加工表面没有明显的切割条纹,是一种云雾状表面.这一点与测得的表面粗糙度的结果一致.     

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.     

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。      

超声拉伸下金刚石线锯的力学性能研究

对金刚石线锯在超声作用下的力学性能进行实验研究。自行设计振动系统及连接装置,利用超声振动对不同直径金刚石线锯进行单向拉伸试验,研究不同频率、不同振幅下材料力学性能的变化。用电子金相显微镜对有/无超声作用下的断口形貌进行分析,研究超声拉伸下金刚石线锯裂纹扩展机理和软化机理。实验结果表明:超声振动拉伸作用下,材料内部产生交变应力,出现微裂纹,裂纹扩展并快速撕裂,高频振动产生局部的高温,加速扩散过程发生,最终发展成宏观缺陷。当超声振动载荷频率为20 kHz时,裂纹扩展速率达到10-9~10-8 mm/cycle。      

金刚石线切割单晶碳化硅锯切力的实验研究

从锯切力的角度对金刚石线锯锯切单晶SiC材料的加工过程进行了研究。得出了线速度、进给速度、线锯张紧力对锯切力的影响规律。从单位长度线锯材料去除量、锯切比能的角度讨论了锯切工艺对锯切力的影响机理。在金刚石线锯锯切单晶SiC过程中,锯切力随着线速度的增大而减小,随着进给速度的增大而增大,线速度与进给速度对锯切力的综合影响表现为:单位长度线锯材料去除量的增加会增大锯切力。单位长度线锯材料去除量对于金刚石线锯锯切单晶SiC材料的锯切比能具有显著的影响。     

线速度对金刚石线锯及硅片表面质量的影响

为了考察线速度对金刚石线锯切割过程的影响,研究了不同线速度条件下金刚石线锯的磨损情况以及硅片表面质量情况,通过SEM及粗糙度仪对切后线材、硅片等进行微观及量化分析。结果表明:线速度由1 300 m/min提高至1 800 m/min,金刚石线锯磨损量由3.5 μm逐渐降低到2.5 μm,降幅为28.6%;金刚石线锯切割硅材料为塑性及脆性模式混合去除,硅片表面的形貌呈现沟槽状、连续划痕并伴随大量凹坑;随着线速度的增加,硅片表面粗糙度逐渐减小,算数平均粗糙度R_a、最大高度R_z以及最大表面粗糙度R_t数值分别下降了33.7%、37.8%、45.6%,表面凹坑数量随着线速度的增大也逐渐减少。      

脆性材料用固结金刚石线锯切割技术研究进展

脆性材料在光学元器件行业、半导体行业、光伏产业,石材行业等领域有着重要的应用。通过分析脆性材料常用切割方式、固结金刚石线锯切割原理、固结金刚石线锯制造工艺及固结金刚石线锯机床加工方式等,研究不同加工方式对脆性材料切割质量的影响。结果发现:单向循环式金刚石线锯机床能超长时间高速切割,且线锯线速度稳定,可实现硬脆材料的精密超精密切割,是未来发展的主流;而环形金刚石线锯是单向循环式金刚石线锯机床的重要组成部分,其加工制造工艺是未来发展的难点。      

基于表面质量分析的聚晶金刚石刀具电火花放电磨削试验研究

以2、10μm两种粒度的聚晶金刚石作为研究对象,以工艺试验结合材料学测试作为分析手段,简单对比了盘状电极和线电极加工的表面质量,研究了金刚石粒度、电极极性、电极转速对精密电火花放电磨削聚晶金刚石的表面质量和材料去除率的影响.结果表明:采用负极性加工时,加工表面未出现多孔结构,表面质量好,放电蚀除无选择性;随着电极旋转线速度增加,聚晶金刚石材料的去除量也逐步增加,聚晶金刚石材料的表面粗糙度值先减少后增加;在电极线速度达80 m/min时,聚晶金刚石样件表面粗糙度值达到最小值,聚晶金刚石材料的去除量也趋于稳定.     

超声振动砂带磨削TiC-TiB_2复合陶瓷的效率研究

本文采用超声振动砂带磨削的方法对超重力下燃烧合成的TiC-TiB2复合陶瓷进行磨削试验,寻求提高效率的途径和方法。通过与超声砂轮磨削和普通砂带磨削的对比试验,研究砂带种类、粒度及磨削工艺参数对磨削效率的影响规律,得出当磨削深度0.04 mm,砂带线速度15.2 m/s,工件进给速度1 000mm/min,金刚石砂带粒度60时,材料标准切除率较高。     

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。