刀具刃口半径对单晶硅金刚石车削的影响

作     者：许伟静 孙振华 舒霞云 黄分平 常雪峰 Xu Weijing;Sun Zhenhua;Shu Xiayun;Huang Fenping;Chang Xuefeng

作者机构：厦门理工学院机械与汽车工程学院福建市厦门市361024 集美大学海洋装备与机械工程学院福建市厦门市361021 

出 版 物：《工具技术》 (Tool Engineering)

年 卷 期：2022年第56卷第10期

页      面：86-92页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(51875491) 厦门市科技计划项目(3502Z20183049)。 

主　　题：单晶硅 刃口半径 最小切削厚度 有限元仿真 

摘      要：由于纳米去除的尺度效应,单晶硅切削过程中刀具刃口半径对材料去除机理有显著影响。利用有限元方法模拟了较大刃口半径条件下单晶硅纳米尺度的去除过程,通过提取切削层材料的位移矢量分析材料流动规律,研究刀具刃口半径对最小切削厚度的影响,对切削力、应力分布以及切屑形态进行分析。结合仿真模拟开展单晶硅金刚石车削试验,结果表明:单晶硅切削厚度不小于刀具刃口半径的0.2倍时才能实现稳定切削;纳米切削过程中刀具对材料以挤压而非剪切作用为主,刃口半径增大将显著增大切深抗力,有利于单晶硅切削,但过大的刃口半径会影响切屑的产生和排出以及单晶硅的表面质量。