单晶硅的超声波辅助振动磨削

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1、硕士学位论文单晶硅的超声波辅助振动磨削ULTRASONICASSISTEDVIBRATIONGRINDINGOFSINGLECRYSTALSILICONBURATTIQuentinLorenzo哈尔滨工业大学2016年7月国内图书分类号：TH162+.1学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文单晶硅的超声波辅助振动磨削硕士研究生：BURATTIQuentinLorenzo导师：赵清亮教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2016年7月2日授予学位单位：哈尔滨工业大学Classifi

2、edIndex:TH161+.1U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringULTRASONICASSISTEDVIBRATIONGRINDINGOFSINGLECRYSTALSILICONCandidate：BURATTIQuentinLorenzoSupervisor：Prof.ZHAOQingliangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：CenterforPrecisionEngineeringAffiliati

3、on：SchoolofMechanicalandElectricalEngineeringDateofDefense：July,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnologyDissertationfortheDegreeofmasteratHarbinInstituteofTechnology摘要本文进行了单晶硅工件的超声振动辅助磨削实验。使用哈工大的平面磨床和多种砂轮对工件进行了磨削。研究了不同磨削参数对磨削力、工件表面粗糙度和亚表层损伤的影响。获得了砂轮速度、进给速度

4、、磨削深度和有无超声振动的影响。使用Kisler测力仪测量了磨削力的变化。使用TaylorHodson轮廓仪测量了表面粗糙度，并用扫描电子显微镜（SEM）测量了工件亚表层损伤。实验结果显示，磨削参数的增大会使磨削力升高。此外，在磨削系统中施加超声振动可以使磨削力降低55%。增加磨削深度和进给速度会使工件表面粗糙度增大，但砂轮速度的增加会降低表面粗糙度。施加超声振动也可以改善工件表面质量，使PV值降低约34%，Ra降低45%。对工件进行SEM分析，发现使用超声振动磨削可以降低亚表层裂纹深度、长度和密度。另外，还研究了磨削深度的影响，发现它的增加会使工

5、件表面质量恶化。关键词：传统的磨削，超精密磨削，超声波振动，单晶硅，表面粗糙度，表面损伤，磨削力。IDissertationfortheDegreeofmasteratHarbinInstituteofTechnologyAbstractInthisworkthegrindingofsinglecrystalsiliconsampleswascarriedoutwiththeassistanceofultrasonicvibrations.Thegrindingofthesampleswasachievedusingagrindingmachine

6、ofHarbinInstituteofTechnologyanddifferentgrindingwheels.Astudywasconductedtostudytheinfluencedifferentgrindingparametersonthegrindingforce,thesurfaceroughnessandthesubsurfacedamages.Theinfluenceofthewheelvelocity,thefeedrate,thedepthofcutandfinallytheuseornotofultrasonicvibrat

7、ionsassistanceweredetermined.ThegrindingforceevolutionwasinvestigatedusingaKistlerdynamometer.ThesurfaceroughnesswasmeasuredusingaTaylorHodsonTalysurfprofilemeter,andthesubsurfacedamageswereobservedusingascanningelectronmicroscope(SEM).Theresultsshowthattheincreasingofthegrind

8、ingparametersinducedanincreasingofthegrindingforce.Moreover,t