单晶硅加工裂纹的离散元模拟研究

摘要

通过力学性能数字实验模拟及校准,建立了单晶硅的离散元模型,对其单个磨粒(刀具)的微加工过程进行了动态模拟,分析了不同切削速度,切削深度及刀具前角等加工条件下对加工后表面裂纹情况及切削形成的影响,结果表明：加工后表面裂纹的数目及最大深度均随刀具前角的增大而减小,而随切削速度及切削深度的增加而增加;切削速度越高,切削深度对加工表面的质量影响越大;随着刀具由正前角变为负前角,刀具前方特别是刀具下方的材料损伤程度逐渐增大,在前角变至0°。之前,刀具下方的材料损伤程度基本上保持不变,而当前角变为-15°时,刀具下方的材料变形程度显著增加。