金刚石线锯切割硬脆材料的表面形貌仿真和实验

发布时间：2020-11-04 21:50

　　 硬脆材料具有高强度、高硬度、隔热性好和化学稳定性好等优点,同时也耐高温和腐蚀,因此它的应用越来越广泛,对脆性材料的晶片表面质量要求也越来越高。但由于脆性高、塑性和断裂韧性低等原因,导致脆性材料的加工非常困难。金刚石线锯切割是一种新兴的、能有效切割硬脆材料的加工方法,其具有较低的成本、锯口损耗与环境污染,同时可以获得更窄的切缝,因此已经成为发展最快、被使用最多的一种硬脆材料切割方法。在金刚石线锯切割加工中,影响脆性材料晶片表面质量的因素很多,如线锯速度、工件的进给即线锯的张力等。本文以固结金刚石磨粒线锯的往复式切割过程为背景,分析晶片表面形貌的生成,进行仿真和实验研究。分析了金刚石线锯的往复式切割过程,为了简化仿真过程,将单颗磨粒简化成圆锥体,将在线锯上分布无规律的磨粒简化为磨粒磁盘;分析了晶片表面形貌产生的机理,并建立了相应的数学模型,对线锯换向而导致的晶片表面波纹进行了仿真。根据线锯换向周期,获得了晶片表面波纹的变化规律;用线锯上最终形成工件表面的微弧来解释表面的成因并预测其形状;结合磨粒磁盘运动特点,推导出磨粒运动的数学表达式,使用Matlab软件模拟线锯上磨粒的运动轨迹,建立切割过程中磨粒轨迹的数学模型。仿真与实验结果的对比,获得了线锯速度和工件进给速度对工件表面形貌的影响。在线锯速度不变的情况下,表面的波纹宽度会随着工件进给速度的增大而增加;而波纹的深度会随着线锯速度的增大而增大,并分析了仿真和实验之间的误差。证明了仿真方法能有效的预测表面形貌随加工参数的变化趋势。分析了往复式线锯切割硬脆材料时这些因素对成品表面质量和形貌的影响。再使用响应曲面法(RSM)对多个加工因素建立模型,通过相关试验数据拟合模型系数,得到了响应函数的具体表达式并验证了模型的可靠性。通过研究与探讨加工参数对表面质量的影响,进一步优化了工艺参数。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG717
【部分图文】：

品中零件之间结合部位的接触状态、摩擦、密封、疲劳、导电性和导热性高速、高温和高压条件使用下的可靠中，对平坦度和表面粗糙度的要求很的晶片划痕、表面损伤决定。所以，的工作量就可以减少，使得总体成本圆片锯和带锯；按照切割形式来划分割。外圆锯片的制作，一般是在圆锯带动黏附与其上的金刚石磨粒高速旋除建筑时切割石材。圆片锯锯片刚性，并且加工过程中切割的深度受锯片金刚石圆盘锯切割机。

锯片一般用液压固定在刀架上，所以此种方法刚性.1mm 薄，因此切缝比外圆切割法的切缝更窄。但是，制约，此法只能进行直线切割，不能加工曲面或者曲线金刚石锯片切割法，都会在加工时伴随着极大的噪声和境污染。因此，金刚石锯片切割法正在逐渐被更科学高线锯切割粒线锯切割法有磁性研磨、液中研抛、挤压研抛、弹性抛光、磨粒喷射加工等[19]。游离磨粒线锯切割的原理图割线、工件、由矿物油和磨料按一定比例构成的磨削液简言之即是将工件固定在工作台上，而不锈钢基体的锯中的磨粒由锯丝带动进入加工区域，工件受到磨粒的压滚动使产生的碎片脱离工件表面[20]。

图 1-3 往复式电镀金刚石线锯g.1-3 Reciprocating electroplated diamond wire s则是将锯丝焊接成环形，通过导轮实现与切割，不会像往复式电镀金刚石线锯率高、使用寿命长，可以实现更高的切先切出一条引线槽才可以进行下一步的割是近几年发展起来的一种硬脆材料切很好的效果。运用该方法可以得到更薄因此目前受到广泛地研究。工方法叫做超声复合加工，它是将超声不同种切割方法的优点结合起来，同时
【参考文献】

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本文编号：2870652