开槽砂轮磨削硅棒时的有限元模拟及磨削实验

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作者 武聪豪 高伟 +1 位作者 姜红飞 单冬冬 《工具技术》 北大核心 2024年第4期122-126,共5页

端面砂轮磨削硅棒时,砂轮高速旋转并在硅棒表面形成一定压力的空气附面层,阻碍了磨削液进入磨削区参与有效冷却,为此设计了一种在磨料环内侧沿半径方向开设非贯通槽的新型砂轮结构,对该结构下的磨削情况进行有限元模拟,分析气液两相流... 端面砂轮磨削硅棒时,砂轮高速旋转并在硅棒表面形成一定压力的空气附面层,阻碍了磨削液进入磨削区参与有效冷却,为此设计了一种在磨料环内侧沿半径方向开设非贯通槽的新型砂轮结构,对该结构下的磨削情况进行有限元模拟,分析气液两相流流场分布,并开展磨削实验,多方面评估开槽砂轮的磨削性能。实验结果表明,开槽砂轮磨削后的硅棒表面粗糙度平均值为0.095μm,比未开槽砂轮约低10%;磨削过程中最大电流平均值为9.5A,降低约21%;修刀间隔平均值为18700mm,提高约38%;开槽砂轮表面清洁且无明显的发黑现象。研究结果表明:开槽砂轮在一定程度上可以削弱气障层,增加磨削区磨削液的体积分布,改善磨削区的清洗和冷却效果,提高砂轮的自锐性和锋利性,从而提高磨削质量和磨削效率。 展开更多

关键词 开槽砂轮 端面磨削 硅棒 断续磨削 有限元模拟

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光伏单晶硅切割片断裂强度的仿真分析与实验研究 被引量：1

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作者 谭慧莹 邢旭 +1 位作者 葛培琪 毕文波 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第8期1369-1377,共9页

单晶硅被广泛应用于光伏行业,随着切片加工厚度的逐步减小和锯丝的细径化,切片过程中存在的黏附等现象导致单晶硅切割片发生弯曲甚至断裂,进而引起破片率的提高,对光伏太阳能电池的成本造成较大影响。本工作针对光伏单晶硅片切割加工过... 单晶硅被广泛应用于光伏行业,随着切片加工厚度的逐步减小和锯丝的细径化,切片过程中存在的黏附等现象导致单晶硅切割片发生弯曲甚至断裂,进而引起破片率的提高,对光伏太阳能电池的成本造成较大影响。本工作针对光伏单晶硅片切割加工过程,采用三轴弯曲实验,测量并分析硅片的断裂强度及相应的破片率,利用有限元方法建立硅切割片断裂强度的三维仿真分析模型。研究结果表明:硅切割片断裂强度分散性大,平均断裂强度为97.7 MPa;硅切割片的弯曲刚度随着厚度减小而降低,平均弯曲刚度为441.2 N/m,当厚度规格为60μm时,弯曲刚度最低,达103.5 N/m;硅切割片的破片率范围随着厚度的减小而增大,60μm厚度的切割片破片率范围最大,为0.6%~99.9%。仿真与实验结果基本一致,表明仿真模型及方法适用于光伏单晶硅切割片的断裂强度和破片率的模拟分析。 展开更多

关键词 光伏单晶硅 切割加工 断裂强度 有限元分析 厚度 破片率

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光伏单晶硅细线超薄切片加工研究进展

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作者 葛梦然 赵桂丽 +3 位作者 郑金涛 赵玉康 邢旭 葛培琪 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期183-193,共11页

分析光伏单晶硅切片加工的原理和现状,金刚石线锯母线直径已降低至37μm,G12半片光伏单晶硅片的切片厚度已减小到110μm。阐述光伏硅晶体高出片率切片加工的主要技术途径是锯切硅片厚度减薄和金刚石线锯直径减小。分别讨论锯切硅片表面... 分析光伏单晶硅切片加工的原理和现状,金刚石线锯母线直径已降低至37μm,G12半片光伏单晶硅片的切片厚度已减小到110μm。阐述光伏硅晶体高出片率切片加工的主要技术途径是锯切硅片厚度减薄和金刚石线锯直径减小。分别讨论锯切硅片表面裂纹损伤和断裂强度、金刚石线锯间和硅片间的液桥作用以及机器视觉检测对光伏单晶硅高出片率切片加工的影响。对光伏单晶硅高出片率切片加工面临的关键技术提出展望:1)开发低成本钨丝金刚石线锯;2)研发新型冷却润滑液和冷却润滑技术;3)研发切片加工新工艺;4)建立电镀金刚石线锯表面磨粒分布状态与切片加工性能之间的量化关系。 展开更多

关键词 光伏 锯切 单晶硅 金刚石线锯 切片厚度 锯缝损耗

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同步差动进给双线电极微细电火花切割伺服控制系统设计

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作者 胡博 贾建宇 +3 位作者 宋国锋 王燕青 李赞 杨胜强 《电加工与模具》 北大核心 2024年第4期20-26,39,共8页

提出同步差动进给双线电极微细电火花切割加工方法,以双线电极双侧同步放电提高加工效率,同时可有效降低薄壁件变形,设计并开发了实现该方法的加工装置及伺服控制系统,使用PMAC运动控制卡和FPGA配合控制,实现工件进给模块和加工模块的... 提出同步差动进给双线电极微细电火花切割加工方法,以双线电极双侧同步放电提高加工效率,同时可有效降低薄壁件变形,设计并开发了实现该方法的加工装置及伺服控制系统,使用PMAC运动控制卡和FPGA配合控制,实现工件进给模块和加工模块的伺服运动,采用双路独立的TR脉冲电源实现双线电极同步放电。通过对比使用单线电极与双线电极分别切割厚度为0.5 mm的弹簧钢薄片,结果表明双线切割比单线切割对薄壁件零件弯曲变形现象有明显改善。 展开更多

关键词 电火花线切割加工 双线电极 PMAC FPGA 薄壁件

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树脂金刚石切割线切割硅片延时现象分析 被引量：4

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作者 高伟 董夫宁 +2 位作者 李腾 马伯江 王东雪 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2018年第2期66-70,共5页

为消除树脂金刚石线切割硅片的延时现象,建立切割模型研究单颗金刚石树脂层退让性,分析退让量δ和切割线弓A的关系。理论研究表明:线弓的变化量和树脂层的退让量正相关。选不同硬度的树脂按相同工艺制备金刚石切割线,并进行单晶硅切割... 为消除树脂金刚石线切割硅片的延时现象,建立切割模型研究单颗金刚石树脂层退让性,分析退让量δ和切割线弓A的关系。理论研究表明:线弓的变化量和树脂层的退让量正相关。选不同硬度的树脂按相同工艺制备金刚石切割线,并进行单晶硅切割对比实验,用扫描电镜观察切割后的树脂金刚石线锯。发现:在相同的切割条件下,以较软的树脂制成的金刚石切割线其退让行为显著、线弓大、切割时间长。使用高强树脂,可增加树脂层的固化强度,降低树脂层的退让性,有效解决切割延时问题。 展开更多

关键词 树脂金刚石切割线 多线切割 硅片

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面向零件装配的机器人工件识别 被引量：3

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作者 钟佩思 付琳 +2 位作者 刘梅 王晓 郭世贺 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第3期65-70,共6页

针对工业机器人装配柔性低、工件识别鲁棒性差的问题,提出一种基于机器视觉的工件识别方法应用于零件装配领域。该方法首先利用双层旋转滤波器的尺寸不变性和旋转不变性实现特征点的均匀提取,利用rBRIEF算法生成带有方向信息的特征点描... 针对工业机器人装配柔性低、工件识别鲁棒性差的问题,提出一种基于机器视觉的工件识别方法应用于零件装配领域。该方法首先利用双层旋转滤波器的尺寸不变性和旋转不变性实现特征点的均匀提取,利用rBRIEF算法生成带有方向信息的特征点描述符,计算Hamming距离进行特征点匹配,利用RANSAC算法对结果进行优化,实现目标工件的准确识别。用工件图片对本文方法进行检验,试验对比分析了该方法与3种传统方法在旋转、缩放变换下的工件识别效果,结果表明,该方法能够更准确、高效地识别工件。最后,搭建基于机器视觉的轴孔装配实验平台,验证工件识别的可行性。 展开更多

关键词 零件装配 工业机器人 工件识别 特征匹配 双层旋转滤波器算法

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树脂硬度对金刚石切割线切割性能的影响 被引量：2

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作者 高伟 李军 +1 位作者 马伯江 王东雪 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2019年第1期72-75,共4页

研究不同树脂结合剂对金刚石切割线切割性能的影响。分别采用纯酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂、芳烷基改性酚醛树脂制备树脂固化硬度试样,并检测试样的肖氏硬度。用扫描电镜观察树脂固化后的试样断裂表面,发现不同树脂固化后的致密程度不... 研究不同树脂结合剂对金刚石切割线切割性能的影响。分别采用纯酚醛树脂、环氧改性酚醛树脂、芳烷基改性酚醛树脂制备树脂固化硬度试样,并检测试样的肖氏硬度。用扫描电镜观察树脂固化后的试样断裂表面,发现不同树脂固化后的致密程度不同。分别制作金刚石切割线进行单晶硅切割实验。实验结果表明:采用固化硬度高、固化后致密性好的纯酚醛树脂制作的切割线在切割时的线弓最小,加切时间较短,金刚石颗粒不易脱落,切割能力强。 展开更多

关键词 树脂固化 肖氏硬度 断裂表面 硅片切割

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SiC的添加量对树脂金刚石线切割能力的影响 被引量：1

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作者 高伟 倪进华 +2 位作者 刘兴鹏 张顼 马伯江 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2020年第5期69-73,共5页

制备不同SiC含量的树脂金刚石线,并进行硅片切割试验。通过记录切割过程中的扭矩和加切情况,研究不同SiC添加量对树脂金刚石线切割能力的影响。结果表明:当树脂液中SiC添加量增加时,树脂金刚石线的切割能力逐渐增强;当SiC超过一定添加量... 制备不同SiC含量的树脂金刚石线,并进行硅片切割试验。通过记录切割过程中的扭矩和加切情况,研究不同SiC添加量对树脂金刚石线切割能力的影响。结果表明:当树脂液中SiC添加量增加时,树脂金刚石线的切割能力逐渐增强;当SiC超过一定添加量时,切割能力有所降低。试验中,树脂液中SiC的添加量为600 g/L时,树脂金刚石线切割硅片产生的切割扭矩为96 N·m,且无加切情况,其切割能力最高;此时树脂固化后的邵氏硬度为91 HD,树脂层中的SiC分散均匀,无气孔等缺陷。 展开更多

关键词 树脂金刚石线 硅片 多线切割 线锯 SIC

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电源输出形式对电镀金刚石切割线上砂形貌的影响 被引量：1

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作者 高伟 曾骏 +1 位作者 李洪宇 王东雪 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2016年第4期54-57,共4页

为研究上砂电源的输出形式对金刚石切割线上砂形貌的影响,使用直径为0.18mm镀铜高碳钢线为基线,和粒度尺寸为30~40μm（表面化学镀镍磷合金、增重30%）的金刚石颗粒进行电镀试验。上砂电源的输出形式分别为直流输出、单脉冲输出和双脉... 为研究上砂电源的输出形式对金刚石切割线上砂形貌的影响,使用直径为0.18mm镀铜高碳钢线为基线,和粒度尺寸为30~40μm（表面化学镀镍磷合金、增重30%）的金刚石颗粒进行电镀试验。上砂电源的输出形式分别为直流输出、单脉冲输出和双脉冲输出。单脉冲输出时,随着占空比从0.8降到0.2,金刚石颗粒在切割线上的团聚现象逐渐减少,占空比为0.6时上砂效果最佳。双脉冲输出时,随着正向脉冲的开通比从8降到2,金刚石颗粒的团聚现象也逐渐降低,开通比为6时最佳,此时基本没有团聚现象,金刚石分布较均匀。理论分析表明：双脉冲输出的负脉冲对团聚的金刚石有脱附作用,因此能有效抑制团聚现象,同时过于强烈的脱附作用也会降低上砂量。 展开更多

关键词 金刚石 金刚石线锯 脉冲电镀 电镀金刚石工具

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树脂金刚石线金刚石浓度及其添加量的计算 被引量：1

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作者 高伟 刘兴鹏 +3 位作者 倪进华 马伯江 王东雪 张景涛 《工具技术》 2020年第6期45-48,共4页

分析了树脂金刚石线的制造工艺过程,针对金刚石线的树脂层半固化和固化过程中,因溶剂挥发和树脂固化而造成的体积收缩问题,提出了树脂层中金刚石浓度及其添加量的计算方法,得到了在已知树脂浆料中金刚石磨料的添加量时,固化后树脂金刚... 分析了树脂金刚石线的制造工艺过程,针对金刚石线的树脂层半固化和固化过程中,因溶剂挥发和树脂固化而造成的体积收缩问题,提出了树脂层中金刚石浓度及其添加量的计算方法,得到了在已知树脂浆料中金刚石磨料的添加量时,固化后树脂金刚石线树脂层中金刚石浓度的计算方法,以及要获得一定树脂层金刚石浓度时,树脂浆料中金刚石磨料添加量的计算公式。该方法可对树脂金刚石线中金刚石微粉的量化设计、树脂金刚石线生产工艺的优化设计等提供参考。 展开更多

关键词 树脂金刚石线 树脂固化 金刚石浓度 线锯

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HT250刹车盘气体渗氮耐磨性研究 被引量：7

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作者 程相征 谢鲲 +5 位作者 赫庆坤 高翔 陈洋洋 曹勇军 陈蕴博 孙金全 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期256-263,共8页

为提高HT250刹车盘耐磨、耐腐蚀性,延长服役寿命,对其进行了气体渗氮表面强化处理.分别对基体和氮化试样进行了微观组织和物相分析,研究了销盘干摩擦的摩擦磨损行为,探讨了HT250渗氮试样的磨损机理.结果表明:采用530℃×10 h气体渗... 为提高HT250刹车盘耐磨、耐腐蚀性,延长服役寿命,对其进行了气体渗氮表面强化处理.分别对基体和氮化试样进行了微观组织和物相分析,研究了销盘干摩擦的摩擦磨损行为,探讨了HT250渗氮试样的磨损机理.结果表明:采用530℃×10 h气体渗氮时,渗氮层深为0.3 mm,其表层硬度HV_(0.1) 1 140;在20、50和100 N载荷下,渗氮试样摩擦系数均高于基体试样,但磨损率分别降低了11.1%、27.5%和38.3%.基体试样以疲劳剥层磨损为主,伴随着磨粒磨损;渗氮试样以剥层磨损为主,渗氮层的残余压应力抑制了裂纹的扩展,提高了其耐磨性. 展开更多

关键词 HT250 气体渗氮 剥层磨损 摩擦磨损

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晶体各向异性及工艺参数对蓝宝石切片加工面形偏差的影响 被引量：1

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作者 王超 葛培琪 +1 位作者 贺基凯 王新辉 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2023年第5期612-620,共9页

在多线锯切片加工中,由于蓝宝石晶体材料的各向异性,不同加工位置处的力学性能不同,导致金刚石线锯在垂直进给方向上产生偏移,从而造成切片加工晶片面形偏差。为深入研究晶体各向异性对切片加工晶片面形偏差的影响机制,通过分析蓝宝石... 在多线锯切片加工中,由于蓝宝石晶体材料的各向异性,不同加工位置处的力学性能不同,导致金刚石线锯在垂直进给方向上产生偏移,从而造成切片加工晶片面形偏差。为深入研究晶体各向异性对切片加工晶片面形偏差的影响机制,通过分析蓝宝石晶体材料的特性,并计算常用晶面弹性模量分布情况,结合线锯受力情况模拟,计算晶片的面形偏差,分析工艺参数对面形偏差的影响。结果表明:C面、A面和M面晶片面形偏差不受蓝宝石各向异性的影响;R面晶片切片加工时,可选择切片进给角度为90°或270°以获得较小晶片面形偏差;减小比进给速度或采用变速进给方法可降低晶片面形偏差。 展开更多

关键词 蓝宝石 金刚石线锯 晶体各向异性 面形偏差 工艺参数

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树脂金刚石线在硅晶体切片时的磨损形貌研究 被引量：1

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作者 邵志松 高伟 +1 位作者 延鹏飞 王东雪 《工具技术》 北大核心 2022年第6期61-64,共4页

树脂金刚石线切割机理在制造领域得到一定程度的研究,但对其磨损情况和磨损机理方面研究较少。采用自制的树脂金刚石线对硅晶体进行切割试验,用扫描电镜观察树脂金刚石线的磨损形貌,并对磨损机理进行初步分析。研究表明:切割完成后,没... 树脂金刚石线切割机理在制造领域得到一定程度的研究,但对其磨损情况和磨损机理方面研究较少。采用自制的树脂金刚石线对硅晶体进行切割试验,用扫描电镜观察树脂金刚石线的磨损形貌,并对磨损机理进行初步分析。研究表明:切割完成后,没有明显的树脂层脱落现象;树脂金刚石线的磨损主要表现为金刚石轻微破碎、开裂及整体破碎、金刚石和树脂层间的离隙和脱落。金刚石的轻微破损主要是在机械应力作用下产生,不存在热磨损的过程;金刚石开裂及整体破碎主要是因为金刚石内部本身存在微小的裂纹以及反复作用的切割力而造成的;树脂层的开裂是造成树脂层和金刚石产生离隙的主要原因,产生离隙的金刚石在切割力作用下发生脱落现象。根据树脂金刚石线的磨损形貌及机理分析,应选择内部裂纹少的金刚石,并尽量提高树脂层的强度及硬度。 展开更多

关键词 树脂金刚石线 硅片 金刚石工具 磨损机理

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线速度对金刚石线锯及硅片表面质量的影响 被引量：7

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作者 李宏达 秦军存 +1 位作者 邢旭 明兆坤 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2017年第5期41-44,49,共5页

为了考察线速度对金刚石线锯切割过程的影响,研究了不同线速度条件下金刚石线锯的磨损情况以及硅片表面质量情况,通过SEM及粗糙度仪对切后线材、硅片等进行微观及量化分析。结果表明:线速度由1 300m/min提高至1 800 m/min,金刚石线锯磨... 为了考察线速度对金刚石线锯切割过程的影响,研究了不同线速度条件下金刚石线锯的磨损情况以及硅片表面质量情况,通过SEM及粗糙度仪对切后线材、硅片等进行微观及量化分析。结果表明:线速度由1 300m/min提高至1 800 m/min,金刚石线锯磨损量由3.5μm逐渐降低到2.5μm,降幅为28.6%;金刚石线锯切割硅材料为塑性及脆性模式混合去除,硅片表面的形貌呈现沟槽状、连续划痕并伴随大量凹坑;随着线速度的增加,硅片表面粗糙度逐渐减小,算数平均粗糙度R_a、最大高度R_z以及最大表面粗糙度R_t数值分别下降了33.7%、37.8%、45.6%,表面凹坑数量随着线速度的增大也逐渐减少。 展开更多

关键词 金刚石线锯 多线切割 硅片 线速度

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