学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

多线切割机关键问题研究与模拟仿真

作　者: 肖丰乐
导　师: 李立州
学　校: 中北大学
专　业: 航空宇航制造工程
关键词: 自由磨粒多线切割机冲击模拟模态分析
分类号: TG48
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 6次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

太阳能发电是解决全球能源危机的有效途径，电子信息产业是改变人类生活方式强有力的助推器，硅晶片作为电子信息产业和光伏产业的基底元件需求旺盛，传统的硅片切割技术已经不能满足市场对其产量和质量的要求。目前，具有切割直径大、出片率高、切口损耗少、切片表面质量好等优点的多线切割机已经成为硅片切割领域的主流，然而多线切割机的关键技术多年来一直掌握在发达国家手中，因此研究多线切割机的关键技术开发我国自主知识产权的的多线切割机成为我国掌握产业主动权的迫切需要。本文对自由磨粒多线切割加工机理进行了研究，认为在切割区域内由于流体动压效应的存在，砂浆中碳化硅磨粒对硅晶体表面的反复碰撞而导致的材料去除不可忽视。建立了单磨粒对硅晶体表面的冲击模型，利用有限元分析软件模拟了不同形状、不同大小的磨粒在相同速度下对硅晶体表面冲击所产生的应力，结果证明：在相同条件下，大小不同的球形磨粒对靶材的冲击力有明显的差异，磨粒直径越大对靶材的冲击力越大；不同形状的磨粒对靶材造成的的最大冲击力也不尽相同，正方体要比球体的大。较大的冲击力有利于材料的去除，所以带有尖角的磨粒要比光滑磨粒具有更好的切削效率。研究了切割线直径、振动对切割过程的影响，建立了切割线的振动模型，分析了切割线张力、速度、振幅之间的关系，进行了带预应力的切割线模态分析，结果显示：较小的切割线直径可以减少材料的切割损失，降低切割机的设计要求；在切割过程中，切割线保持较高的张力和较快的走丝速度可以得到更加稳定可靠的切割质量，进而提高硅晶片加工的表面质量。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-17
  1.1 研究背景  9-11
  1.2 硅片切割技术  11-14
    1.2.1 金刚石外圆锯切片技术  11-12
    1.2.2 金刚石内圆锯切片技术  12
    1.2.3 自由磨粒多线切割技术  12-14
    1.2.4 固结金刚石多线切割技术  14
  1.3 国内外研究现状  14-16
    1.3.1 材料去除机理的国内外现状  15
    1.3.2 有限元模拟在切割机上的应用现状  15-16
  1.4 主要研究内容  16-17
2 硅材料多线切割加工机理研究  17-28
  2.1 自由磨粒多线切割中磨粒运动状态  17-21
  2.2 自由磨料多线切割材料去除机理  21-26
    2.2.1 压痕断裂理论  21-23
    2.2.2 滚动—压痕模型  23-24
    2.2.3 流体动压模型  24-26
  2.3 本章小结  26-28
3 自由磨粒多线切割中磨粒冲击行为的模拟仿真  28-46
  3.1 有限元基础  28-35
    3.1.1 有限元方法的一般步骤  28-31
    3.1.2 弹性力学知识  31-33
    3.1.3 动力学方程  33-34
    3.1.4 有限元接触理论  34-35
  3.2 冲击磨损的实验模型  35-38
  3.3 碳化硅磨粒冲击硅晶体仿真  38-45
    3.3.1 引言  38-39
    3.3.2 模型的建立  39-40
    3.3.3 接触的定义  40-41
    3.3.4 边界条件  41-42
    3.3.5 结果和讨论  42-45
  3.4 本章小结  45-46
4 多线切割机中切割线研究  46-62
  4.1 切割线几何参数研究  46-49
  4.2 带预应力切割线模态分析  49-55
    4.2.1 有预应力模态分析的步骤  50
    4.2.2 模型的建立  50-51
    4.2.3 加载及求解  51-52
    4.2.4 结果和讨论  52-55
  4.3 切割线振动的研究  55-61
    4.3.1 切割线振对加加工环境的影响  55-56
    4.3.2 切割线振动模型的建立  56-59
    4.3.3 切割线张力、速度、振幅的仿真计算  59-61
  4.4 本章小结  61-62
5 总结与展望  62-65
  5.1 论文总结  62-64
  5.2 未来展望  64-65
参考文献  65-69
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果  69-70
致谢  70-71

多线切割机关键问题研究与模拟仿真

内容摘要

全文目录

相似论文