CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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SPH方法的单晶硅激光辅助切削仿真与试验研究

黄分平 舒霞云 许伟静 常雪峰

黄分平, 舒霞云, 许伟静, 常雪峰. SPH方法的单晶硅激光辅助切削仿真与试验研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0025
引用本文: 黄分平, 舒霞云, 许伟静, 常雪峰. SPH方法的单晶硅激光辅助切削仿真与试验研究[J]. 金刚石与磨料磨具工程. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0025
Simulation and Experimental Study of Single-crystal Silicon Laser Assisted Cutting Based on SPH Method[J]. Diamond & Abrasives Engineering. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0025
Citation: Simulation and Experimental Study of Single-crystal Silicon Laser Assisted Cutting Based on SPH Method[J]. Diamond & Abrasives Engineering. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0025

SPH方法的单晶硅激光辅助切削仿真与试验研究

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0025
基金项目: 单晶硅微结构激光原位辅助金刚石车削低损伤加工机理与工艺研究

Simulation and Experimental Study of Single-crystal Silicon Laser Assisted Cutting Based on SPH Method

  • 摘要: 单晶硅加工过程中很容易发生细微裂纹,从而影响表面加工质量。激光辅助加工(LAM)可以软化代加工区域,有效减小切削力,延长刀具寿命,提高加工表面质量。本文建立了热力耦合的光滑粒子模型,来模拟单晶硅激光辅助车削过程,在不同温度条件下,探究裂纹扩展损伤和切削应力;转速和切深对表面粗糙度的影响。最后通过激光辅助切削试验,验证仿真结果的准确性。结果表明:提高温度有利于单晶硅的塑性切削,随着切削域温度的增加刀具应力逐渐减小,300℃时的刀具应力较常温下降低了约50%,表面加工质量有明显提升,600℃时切屑为塑性流动锯齿线条,塑性大幅度提高。切削时应选择较小的切削深度,转速应低于4500r/min,单晶硅表面粗糙度Sa可在1nm以下。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2023-02-16
  • 修回日期:  2023-03-29
  • 录用日期:  2023-04-06
  • 网络出版日期:  2023-11-06

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