高　奇　巩亚东　蔡　明　周云光

(①辽宁工业大学机械工程与自动化学院，辽宁 锦州 121001；②东北大学机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 110819)



单晶硅微铣削塑性去除表面质量实验研究*

高奇①②巩亚东②蔡明②周云光②

(①辽宁工业大学机械工程与自动化学院，辽宁 锦州 121001；②东北大学机械工程与自动化学院，辽宁 沈阳 110819)

以脆性材料单晶硅为研究对象，采用微铣削工艺技术，探讨单晶硅在雾性冷却条件下的塑性去除机理，研究不同切削工艺参数对单晶硅表面质量的影响，通过正交实验的方差分析得出，影响表面质量的主次因素依次为进给速度、铣削深度、主轴转速，获得的优化工艺参数即主轴转速为48 000 r/min，铣削深度为5 μm，进给速度为20 μm/s时，表面粗糙度最小，即表面质量最好。研究结果为脆性材料的塑性去除机理提供一定的理论参考和实验依据。

微铣削；单晶硅；塑性；表面粗糙度

单晶硅作为高质量的半导体材料在MEMS(micro electro mechanical systems，微电子机械系统)、光学电子、航空航天、日常生活中得到广泛的应用[1-2]，应用中涉及较多微细复杂结构，一些特种的微细加工技术实现难度大或不易实现，为了获得高质量的单晶硅结构，微铣削加工工艺以其高精、高效的加工特点成为微加工的研究热点[3]。微细铣削通常是指采用直径小于1 mm的微小刀具对微小构件进行加工的方法，由于刀具和零件并不是宏观意义上的按比例缩小，此时切削刃刃口圆弧半径与去除量接近，存在尺度效应及最小切除厚度，因此宏观铣削和微尺度铣削在加工机理上有较大的不同[4-6]，又由于单晶硅在常温状态下属于脆性材料，只有在适合的加工工艺参数和条件下才能实现塑性切削[7-8]。……