藍(lán)寶石線鋸切割中的材料損失研究.pdf

1、藍(lán)寶石材料因?yàn)楸旧韮?yōu)異的特性使其得到廣泛的應(yīng)用，目前藍(lán)寶石的市場(chǎng)需求量越來(lái)越大，減少加工損失、提高材料的利用率是藍(lán)寶石發(fā)展的關(guān)鍵之一。切片加工是藍(lán)寶石由棒材變成晶片根本性的第一道工序，同時(shí)也是材料損失最嚴(yán)重的一道工序，它的加工質(zhì)量也直接影響了后續(xù)工序。
　　本論文對(duì)藍(lán)寶石切片過(guò)程中的材料損失進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。利用金剛石線切割機(jī)床對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行了加工，采用掃描電子顯微鏡對(duì)鋸縫寬度進(jìn)行了觀測(cè)，用白光干涉三維光學(xué)輪廓儀、粗糙度儀對(duì)鋸切表面

2、的表面波動(dòng)進(jìn)行了觀測(cè)，采用離子減薄技術(shù)對(duì)亞表面裂紋進(jìn)行觀測(cè)。通過(guò)對(duì)金剛石線切割藍(lán)寶石后鋸縫寬度、表面波動(dòng)、亞表面損傷三部分的觀測(cè)來(lái)綜合地判定不同的工藝參數(shù)對(duì)材料損失的影響。同時(shí)，自行搭建了鋸線振動(dòng)檢測(cè)平臺(tái)，對(duì)不同工藝參數(shù)下鋸切過(guò)程中的鋸線振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行了跟蹤檢測(cè)，并在此基礎(chǔ)上討論了鋸線振動(dòng)對(duì)藍(lán)寶石線切割過(guò)程中材料損失的影響。論文的主要研究成果概括如下：
　　1、藍(lán)寶石線鋸切割中的材料損失包括鋸縫寬度、表面波動(dòng)、亞表面損傷三個(gè)部分，鋸

3、縫寬度造成的材料損失占材料總損失比例最高，約占73％，表面波動(dòng)次之，約占25%，亞表面損傷所占比例較小，約占2%。
　　2、鋸縫寬度的變化主要受到線速度和張緊力的影響，進(jìn)給速度對(duì)其無(wú)規(guī)律性影響。線速度的提高可有效減小加工表面波動(dòng)，張緊力與進(jìn)給速度對(duì)加工表面波動(dòng)的影響較小。
　　3、線鋸切割過(guò)程中，鋸線的振動(dòng)幅值主要受到張緊力的影響，線的進(jìn)口端振幅會(huì)明顯大于出口端振幅，這表明線鋸切割過(guò)程中，鋸線振幅受到工件的約束而減小。

4、>　　4、切割過(guò)程中，鋸線的振動(dòng)低頻信號(hào)是導(dǎo)輪引起的強(qiáng)迫振動(dòng)，它僅隨線速度的增大而增大。振動(dòng)的高頻信號(hào)與鋸線的固有頻率有關(guān)。工件的約束改變了鋸線的固有頻率。
　　5、金剛石線切割過(guò)程中，工藝參數(shù)對(duì)鋸線的振動(dòng)幅值以及其它鋸縫損失值有著相似的影響規(guī)律，并且兩者在數(shù)值上也比較接近。由此表明鋸縫材料損失是鋸線線徑和鋸線振動(dòng)綜合作用的結(jié)果。
　　本論文的研究為藍(lán)寶石線切割加工過(guò)程中的優(yōu)化鋸切工藝、減小材料損失、綜合提高線鋸切割加工技術(shù)