金刚石线锯切割对砷化镓切片表面质量的影响

采用金刚石线锯对直径65 mm的单晶砷化镓棒材进行切割实验,锯丝线速度分别为0.8,2.5 m.s-1,进给速度分别为0.6,1.5,2.5 mm.min-1.应用原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)测量切割后砷化镓切片的表面粗糙度,根据脆塑转变中的滑移理论分析了金刚石线锯切割砷化镓晶体的加工过程.结果表明:当进给速度为0.6 mm.min-1,线速度为2.5 m.s-1时,切割表面平整,无崩碎现象,表面粗糙度值达55.21 nm.提高线速度,表面粗糙度减小;提高进给速度,表面粗糙度增加.当进给速度较大时,提高线速度,表面粗糙度减小不明显,其主要原因是由于进给速度过高后系统振动、冲击增强所致,而锯丝磨损、磨粒脱落也是切割表面质量降低原因之一.     

电压对静电喷雾金刚石线锯切割质量的影响

为了改善金刚石线锯切割中切割液的润滑冷却效果,提高工件切割质量,利用静电喷雾供液方式替代传统浇注供液方式,并对静电喷雾供给的切割液荷电液滴进行了运动学分析,仿真研究了不同电压下荷电液滴的吸附特性.在此基础上进行了切割液浇注供给方式和静电喷雾供给方式的金刚石线锯切割试验,以切割后的崩边宽度和表面粗糙度作为切割质量的评判参数.结果表明:与浇注式供液方式相比,静电喷雾式供液方式能够有效地降低崩边宽度和表面粗糙度;当荷电电压为-6 k V时,崩边宽度和表面粗糙度达到最小值,分别为44.78μm和0.409μm.     

金刚石线锯超声振动切割SiC锯切力的实验研究

在建立金刚石线锯普通切割SiC各锯切参数与锯切力关系的基础上,研究了振动切割中各参数对锯切力的影响机理和锯丝磨损对SiC切割表面质量的影响,并采用单因素进行锯切参数对锯切力和SiC切割表面形貌的试验研究。结果表明:同等条件下,超声振动切割比普通锯切的平均主锯切力明显减小;相对于锯切速度和工件转速,工件进给速度对锯切力的影响更为明显;增大振幅直接扩大了介于工具-工件间的动态容屑空间,有利于排屑。正确选择锯切工艺参数尤其是进给速度和振幅,对锯切力和动态容屑空间的平衡至关重要。     

SiC单晶线锯切片及电镀锯丝制造技术的研究进展

针对碳化硅(SiC)单晶硬度高、脆性大,金刚石线锯切片时工具磨损快、切割效率低、晶片表面亚表面易出现微破碎损伤,使SiC单晶高质量切片和高性能锯丝制造技术成为关键和难点的状况,综述了SiC单晶线锯切片及电镀金刚石锯丝制造技术的研究现状,对其中存在的问题进行了概括与分析,并提出了SiC单晶金刚石线锯切片技术的未来研究方向。     

同等功率下不同直径喷嘴射流切割性能的分析

利用自行研制的前混合式磨料射流切割机,对多种直径喷嘴射流在非淹没环境下切割铝板的性能进行了对比试验研究,探讨了射流直径对切缝宽度、切深和切割比能耗的影响.实验发现在射流功率相等的条件下,0.60mm圆射流代替1.84mm圆射流进行前混合式磨料射流切割实验,可有效地提高切割深度,大大降低切缝宽度和切割比能耗.     

慢走丝电火花线切割TC4试验研究和参数优化

以慢走丝电火花线切割加工钛合金TC4为试验对象,在正交试验的基础上,通过信噪比(signal to noise ratio,SNR)方法研究峰值电流、开路电压、脉冲宽度、走丝速度和丝张力对加工时间、切缝宽度和表面粗糙度的影响规律.采用灰色关联度分析方法将多目标参数优化转化为单目标灰关联度的优化,得到慢走丝电火花线切割TC4在多项工艺指标要求下的最优参数组合.多目标优化结果表明:在峰值电流为30 A,开路电压为100 V,脉冲宽度为20μs,走丝速度为105 mm/s,丝张力为12 N时,表面粗糙度减小了8.35%,切缝宽度减少了2.59%,加工时间减小了26.06%.     

SiC单晶线锯切片微裂纹损伤深度的有限元分析

为了实现对碳化硅单晶(SiC)线锯切片亚表面微裂纹损伤深度快速计算与非破坏性分析,基于SiC单晶锯切加工脆性模式的材料去除机理,选择材料脆性开裂本构模型,建立了SiC单晶线锯切片微裂纹损伤深度计算有限元模型。模型通过定义开裂状态量的输出,控制晶片表面单元失效与删除,将晶片上计算点区域内未失效单元节点到晶片表面最大距离提取为微裂纹损伤深度,实现了微裂纹损伤深度的仿真计算。研究了锯切过程的最大主应力与应力变化率的变化规律,仿真计算了切片微裂纹损伤深度,结果表明:锯切过程中距切点越近,最大主应力值与应力变化率越大;当工件进给速度一定时,锯丝速度提高,SiC晶片的微裂纹损伤深度降低;有限元模型的仿真计算值均小于实验测量值,结果变化趋势较一致,其相对误差范围为10%~15.92%。建立的有限元模型可以较准确地预测计算SiC单晶线锯切片微裂纹损伤深度。     

工艺参数对激光切割工艺质量的影Ⅱ晦

随着科技的发展,国内汽车制造业在材料加工方面逐步引进激光切割技术,激光切割加工是一项极为繁杂的过程。通过汽车冷轧钢板激光切割实验,分析激光切割工艺参数对粗糙度、挂渣以及切缝宽度等切割质量的影响。     

异型石材高效锯切优化策略

针对异型石材铣磨效率低下的问题,利用金刚石圆锯片大切割深度的优势,提出一种异型石材高效锯切粗加工优化策略.首先,用边界表示法描述锯切过程中的工件数据结构;其次,提出以八叉树算法搜索材料去除最大深度,获取相应的特征切削点和特征工件顶点,用于构造锯切平面,以实现工件材料去除量最大化;接着,以锯切加工时间最小为优化目标,分析金刚石圆锯片沿锯切平面走刀产生的截交面多边形特性,结合一刀切透方式,给出一种最短锯切行程的进给方向优化方法;最后,对路障球进行锯切工仿真实验.仿真结果表明:在材料去除量为1.091×10⁷ mm³时,相比传统磨削加工,所提锯切加工策略使去材效率提高了近7倍.     

激光切割加工中的功率控制与同步控制

为了使得激光功率跟随加工速度按照所需比率同步变化,建立了材料单位面积激光功率与切缝深度、激光器控制信号与输出功率间的函数关系.结合闭环控制策略,实现了任意材料、任意有效切缝深度下的激光功率控制以及激光功率与运动的精确同步控制.实验结果表明:该控制算法能够保证一致的切缝深度,获得均匀一致的切割质量.激光功率控制以及功率与运动的同步控制在要求高质量的激光切割加工中有很好的应用前景.