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硅碳棒多线线锯工艺过程受力分析与建模 |
建立了固结金刚石颗粒多线线锯硅碳棒的力学模型。它通过切向和法向锯切力的计算、矢量合成以及近似半圆(一二//2一二//2)积分,从理论上证明了硅碳棒多线线锯过程与关键工艺参数之间的关系。参考国外同类多线线锯设备的技术参数,根据自主开发JKEDM-500超薄金刚线硅片切割机实际特点,确定了硅碳棒多线线锯关键工艺参数(钢线张力二、钢线走线速度Y和硅碳棒进给速度z)的取值范围。同时,为了减少试验次数,采用田口试验法设计正交试验方案,得到25组硅碳棒多线线锯绿色工艺评价值与关键工艺参数之间的试验结果,然后对绿色工艺评价值进行排序,得到绿色工艺评价最好的方案。为了在关键工艺参数连续取值范围内得到“绿色度”最好的评价值及其对应工艺参数,采用Box-Behnken Design优化方案,共17组关键工艺参数组合进行多线线锯工艺过程试验,17组试验结果的数据为离散型,在此基础上进行三元非线性方程拟合,采用Design-Expert 12中RSM优化方法求解硅碳棒多线线锯绿色工艺评价最优解。结果表明:当钢线张力为27.844 N、钢线走线速度为1059.388 m/min、硅碳棒进给速度为1.086 mm/min时,采用该关键工艺参数组合的硅碳棒多线线锯绿色工艺最好,其评价值为0.8312。 论文以作者课题组开发出的国产化硅碳棒多线线锯设备JKEDM-500及其线锯工艺为研究基础,为了突破国外在脆硬材料切割工艺上的技术垄断和绿色壁垒,研究的重点在于对硅碳棒多线线锯工艺进行了绿色评价和对工艺参数进行了基于绿色制造决策目标的优化。全文以硅碳棒多线线锯工艺过程为研究对象,通过对硅碳棒多线线锯工艺流程和绿色制造目标属性的分析,确定了硅碳棒多线线锯绿色工艺评价体系包含的内容及绿色工艺评价指标与其计量方法,建立了硅碳棒多线线锯绿色工艺评价矩阵,并对其采用数据标准化处理。选择评价方法时,分别采用基于层次分析法和模糊综合评判法相结合、基于嫡值法和理想点法相结合的综合评价方法对硅碳棒多线线锯工艺进行了综合评价,获得一组硅碳棒多线线锯绿色工艺评价值及与他们相对应的关键工艺参数组合。同时,通过对硅碳棒多线线锯工艺过程进行受力分析与建模,从理论上证明了在线锯设备和金刚石线等工艺要素相同的情况下,影响多线线锯过程及评价值的主要是因为是关键加工工艺参数。为了得到最大绿色工艺评价值及对应的绿色工艺参数,论文采用通过Box-Behnken Design优化试验得到17组离散数据,然后通过响应曲面法拟合多元非线性方法,并在关键工艺参数连续取值范围内求解硅碳棒多线线锯最大绿色工艺评价值及对应的最合理绿色工艺参数组合。www.sdzygw.com |
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