单晶硅料摆辅助多金刚线切片的锯切力模型研究

• 作者: 冯勇 王晓宇 徐振钦 季富华 王浩祥
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 料摆辅助多金刚线切片 切割长度 锯切力 切片质量
• 年，卷（期）: 2021,（19）
• 所属期刊栏目: 制造工艺与装备
• 页码范围: 260-272
• 页数: 13页
• 分类号: TH161
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2021.19.260

摘要

料摆辅助多金刚线切片技术是实现硬脆材料高精高效加工行之有效的工艺技术,探明其工艺参数、锯切力和切片质量的定量关系,具有重要的现实意义.在研究金刚线运动轨迹的基础上,推导了考虑线弓影响的切割长度变化公式;结合压痕断裂力学和试验研究,建立并验证了料摆辅助切片的锯切力模型.开展了不同工艺参数对锯切力的影响分析,结果表明,料摆辅助加工可以降低锯切力近50％;摆动角度对最大切割力的影响较小,但摆角增大会加剧"锯齿形波动"周期内的锯切力极值幅度,摆动角速度对"锯齿形波动"的周期影响较大;在恒定进给速度条件下,进给速度越高,锯切力越大;在变速进给条件下,最大锯切力可降低12％左右.进一步进行了摆角分别为0°、3°、5°和7°的多金刚线切割单晶硅实验,试验表明,料摆辅助切片加工有助于减少硅片表面因脆性崩裂产生的表面材料破损、深凹坑等缺陷;相较于普通切片加工,在摆角5°工况时,工件的表面粗糙度和硬化层厚度最大分别降低30.1％和20.1％.