單晶硅放電加工蝕除機理及試驗研究.pdf

1、隨著科技的迅速發(fā)展，單晶硅作為最常用的半導(dǎo)體材料在許多高技術(shù)領(lǐng)域中具有不可替代的作用，但單品硅由于其脆性造成了在機械加工中出現(xiàn)加工效率低、表面完整性差、加工成本高及加工損傷等制造難題。本課題組利用電火花技術(shù)進行了加工試驗，發(fā)現(xiàn)單晶硅在蝕除機理上與金屬有很大不同。本文基于仿真和加工試驗，提出單晶硅放電加工蝕除機理，并在此機理的基礎(chǔ)上，開展單晶硅放電加上表面粗糙度和相對電極損耗的研究。
　　 主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)

2、在工藝試驗的基礎(chǔ)上，提出了單晶硅電火花加工蝕除機理假設(shè)，確立熱應(yīng)力在其放電蝕除過程中占主要作用，利用ANSYS進行仿真，并用試驗進行了驗證。建立了單品硅放電模型，利用有限元法模擬了單脈沖放電下的溫度場及熱應(yīng)力場分布，計算出其在溫度場和熱應(yīng)力場作用下的蝕除量，并與實際放電切割蝕除量對比，結(jié)果表明實際蝕除量近似等于其在模擬的溫度場與熱應(yīng)力場蝕除量之和，驗證了單晶硅放電加工蝕除機理的假設(shè)；并利用仿真對蝕除凹坑的深徑比和相對電極損耗進行了研究。

3、
　　 (2)表面粗糙度是評估加工表面質(zhì)量的重要特征參數(shù)，蝕除凹坑深徑比的變化規(guī)律與表面粗糙度的變化規(guī)律一致。本文利用正交試驗在WEDM機床上對單晶硅放電加工的表面粗糙度進行了研究，采用正交試驗一方面可以得到各個參數(shù)對表面粗糙度的影響規(guī)律，與仿真進行對比，仿真和試驗結(jié)果得劍了很好的吻合，另一方面可以得劍一組最佳工作參數(shù)，使得工件的表面粗糙度達(dá)劍最低。
　　 (3)在電火花成型加工過程中，工具電極的損耗是影響工件幾何形狀精