金刚石线锯切割模型及单颗磨粒的受力

    金刚石线锯切割模型及单颗磨粒的受力，根据锯丝与工件在加工中的相对运动关系以及金刚石磨粒在锯丝表面的分布状态,建立了金刚石线锯切割模型及单颗磨粒的受力模型,推导出了单颗磨粒的切削深度与所受锯切力的计算公式,以此为基础,获得锯丝所受锯切力的计算公式。采用正交试验方法,在往复式电镀金刚石线锯旋转点切割机上进行了SiC单晶片的切割实验,分析了锯丝速度、工件进给速度和工件转速对锯切过程的影响,获得了切片表面质量好、切向锯切力低的锯切工艺参数。实验结果表明：增加工件的旋转运动,会使切片表面质量明显得到改善,切片表面纹理呈云状；工件进给速度比工件旋转速度和锯丝速度对切向锯切力和表面粗糙度的影响更大。因此,综合考虑锯丝速度、工件进给速度和工件转速的合理匹配关系是获得较小的切向锯切力和较好的切片表面质量的重要途径。利用MATLAB中的人工神经网络(ANN)技术对试验数据进行处理,建立了基于BP网络的锯丝速度、工件进给速度、工件转速等工艺参数与加工表面粗糙度的关系预测模型,试验表明该模型可以对表面粗糙度进行较好的预测,其Zui大拟合误差和预测误差分别为7.05%和13.4%,这为依据加工工艺参数进行加工表面质量的预测提供了一种有效的方法。

    电镀液配方及各电镀参数对镀层性能的影响,根据工艺参数自制电镀金刚石切割线,并检验其切割能力。 选择以瓦特型镀镍液作为基础镀液,及黄铜片作为基体,通过多组实验主要研究了添加剂含量、电流密度、温度、pH等对镀层性能(硬度、柔韧性、结合力、内应力)的影响规律。试验结果表明：在基础镀液条件下,糖精含量为0.3g/L,1,4丁炔浓度为0.1g/L,电流密度为5A/dm2,pH为4.4,温度为45℃时,在该电镀参数下,可获得在保证柔韧性和结合力好、硬度尽可能高内应力小的镀层性能。 在电镀设备上,按照试验获得的电镀参数制造金刚石切割线。实验中锯丝基体采用Φ0.25mm的镀铜钢线,磨料金刚石采用河南黄河超硬磨料有限公司生产的粒径为W30-W40的金刚石微粉。实验后检查自制电镀金刚石切割线的复合镀层外观,外观质量良好；检测了自制线锯的几何尺寸及金刚石颗粒密度,线锯具有很好的线径一致性；测试了自制线锯镀层的弯曲疲劳性能,镀层的柔韧性及对基体的结合力俱佳。结果表明：自制电镀金刚石切割线各项性能均满足使用要求。 同时在现有设备上进行切割实验,研究在工艺参数下制备的金刚石切割线的切割能力。结果表明该金刚石切割线在切割效率和加工精度方面均满足使用要求,线锯损坏小。在此情况下,同时对锯切后的金刚石线锯表面磨损形貌分析。分析认为：镀层有磨损但属于切削正常情况,整体没开裂、剥落现象,在目前情况下,证明电镀参数合理。